Решение

Работа левого желудочка при выбросе систолического (ударного) объема крови в аорту затрачивается на преодоление сил давления крови в сосудистой системе и на сообщение крови кинетической энер­гии. Первая составляющая этой работы называется статическим компо­нентом, а вторая - кинетическим компонентом.

1) Статический компонент для первого случая рассчитаем по формуле:

А_ст1= Р_ср1 ΔV_уд , где ΔV_уд - среднее значение ударного объема крови, а Р_ср - среднее давление, которое создается внутри желудочка.

Кинетический компонент может быть рассчитан из формулы для кинетической энергии:

А_к1 = ,

 где m - масса крови в ее систолическом объеме, ρ - плотность кро­ви, v - линейная скорость крови при выбросе в аорту. А_к1= ,

А ₁= (Р_ср1 ΔV_уд1+ ) =А ст₁₊ А_к1

Найдем статический компонент для второго случая: А_ст2= Р_ср2 ΔV_уд2=0,5 Р_ср1 2ΔV_уд1

А_ст2= А ст₁

Кинетический компонент будет на 10% больше А_к2 = 1,1Ак₁

Таким образом, работа сердца за одно сокращение в новых условиях

А₂= А ст₁+1,1Ак₁

Найдем, во сколько раз отличаются две величины к= А ст₁+1,1Ак₁/ А ст₁₊ А_к1 ≈

Ответ: Работа возрастет ≈ в 1,17 раз

Задача 8. Импеданс ткани при мостовом измерении в последовательном и параллельном способе измерения тока одной частоты остался тем же. Как изменилась омическая составляющая, если емкостная снизилась на 50%?

Дано: Z₂=Z₁ Xc₂=0,5Xc₁

Решение:

     Величиной, определяющей соотношение между  напряжением и силой переменного  тока, является импеданс - полное электрическое  сопротивление цепи переменному  току

Импеданс эквивалентной схемы представим в виде нескольких

формул, показывающих, между прочим, способы расчёта импедансов отдель-

ных участков:

Активная составляющая находится по формуле R =ρL / S ,

Емкостная составляющая равна Xc=1/wC

При данных способах соединения и равенстве импеданса можно записать следующее выражение

Отсюда следует, что R₂=2 R₁

Ответ: Активное сопротивление увеличилось в 2 раза.

Задача 9. Кровенаполнение сосудов упало в 2 раза при снижении градиента давления в 1,5 раза, хотя вязкость крови увеличилась в 2 раза, а "общая" длина сосудистого русла возросла в 5 раз. Что при этом должно произойти с "общим" радиусом сосудов?

  Дано: I₂=0,5I η₂=2η

Решение:

   Падение давления (градиент) в сосуде может быть найдено  из уравнения Гагена:

     Р₀ – Р = IR

     Где Ро – давление в начале сосуда, Р  – давление в конце сосуда, R – гидравлическое сопротивление сосуда, I – объемный ток крови.

     Гидравлическое  сопротивление сосудов прямо  пропорционально вязкости жидкости η, длине сосуда l и обратно пропорционально радиусу сосудов в четвертой степени:

     R = 8 lη/πr⁴

Тогда градиент давления :

Для первого случая Р₀₁ – Р₁ = I*8 lη/πr⁴

Для второго случая Р₀₂ – Р₂ = (Р₀₁ – Р₁)/1,5

I₂=0,5I η₂=2η

(Р₀₁ – Р₁)/1,5=0,5I *8*l*2η/ πr₂⁴

 Разделив второе уравнение на первое получим:

((Р₀₁ – Р₁)/1,5) (Р₀₁ – Р₁)/ I*8 lη/πr⁴ /0,5I *8*l*2η/ πr₂⁴

((Р₀₁ – Р₁)/1,5) (Р₀₁ – Р₁)/= I*8 lη/πr⁴ /0,5I *8*l*2η/ πr₂⁴

1/1,5= r₂⁴/ r⁴ 0,67= (r₂/ r )⁴ (r₂/ r )=0,9

r₂=0,9 r

Ответ: общий радиус сосудов уменьшился на 0,1 т.е. на 10%

Задача 10. Определите, во сколько раз в результате заболевания легких должен снизится дыхательный объем, если частота дыхания больного человека при подъеме по лестнице возрастет в 2 раза, хотя в здоровом состоянии на это требовалось учащение дыхания лишь на 50 %.

Дано:

ЧДбольн=2ЧД1

ЧД(здор)=1,5ЧД1

ДО_б/ДО_з =?

Решение:

Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза). В покое дыхательный объем (объем воздуха, поступающего в легкие за один вдох) находится в пределах 200-300 мл. Величина дыхательного объема зависит от степени адаптации человека к физическим нагрузкам.

ДО_б/ДО_з= ЧД(здор)/ ЧДбольн=1,5ЧД1/2ЧД1 ДО_б/ДО_з=1,5/2=0,75

Ответ: Дыхательный объем снизится в 0,75 раза