17. Элементы биомеханики сердца

Рассчитаем работу, совершаемую при однократном сокращении сердца.

,

–работа левого желудочка; – работа правого желудочка;

Работа сердца идет на продавливание (продвижение) объема крови по аорте сечением на расстояние при среднем давлении и на сообщение крови кинетической энергии:

, где

–объем крови,

–масса крови,

–плотность крови, – скорость течения крови.

.

Работа сердца при однократном сокращении равна 1 Дж, за сутки 86 400 Дж.

Мощность сердца за время систолы: .

19. Электрические свойства тканей и органов

Характеристики электрического поля

1. Силовой характеристикой электрического поля является напряженность (Е):

, ,

–пробный заряд (точечный единичный позитивный заряд, внесенный в электрическое поле);

F – сила, действующая на заряд со стороны электрического поля.

Качественной характеристикой электрического поля являются силовые линии.

Силовые линии (или линии напряженности) — это воображаемые направленные линии в пространстве, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности в этой точке.

	Рис. 17

Силовые линии – это незамкнутые линии, которые начинаются на положительных и оканчиваются на отрицательных зарядах.

Н

Рис. 20

апряженность поля точечного заряда определяется по формуле:

,

q₀ – заряд, который создает электрическое поле;

r – расстояние от точечного заряда q₀ до точки, в которой исследуется напряженность поля;

–коэффициент пропорциональности;

ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды;

ε₀ = 8,85 ^. 10 ^{– 12} Ф/м – электрическая постоянная.

20. 2. Энергетическими характеристиками электрического поля являются – потенциал (), разность потенциалов ().

Потенциал электрического поля в некоторой точке равен отношению потенциальной энергии W_р положительного точечного заряда q, помещенного в эту точку, к величине этого заряда:

, [] = = B.

Потенциал – это физическая величина численно равная работе, которую совершают силы электрического поля при перемещении единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность (в точку, где потенциал поля принимается равным нулю).

.

Потенциал поля точечного заряда:

.

Сравнивая напряженность и потенциал поля точечного заряда необходимо отметить, что силовая характеристика убывает быстрее, чем энергетическая.

Геометрическое место точек, обладающих одинаковым потенциалом , называют эквипотенциальной поверхностью (на рис. 21 – 23 изображены пунктирными линиями). Эквипотенциальные поверхности не пересекаются. Линии эквипотенциальных поверхностей перпендикулярны силовым линиям электрического поля.

Разность потенциалов – это физическая величина численно равная работе, которую совершают силы электрического поля при перемещении единичного положительного заряда из точки поля 1 в 2.

, [Δ] = B.

Paзность потенциалов называется напряжением: .

Связь между характеристиками однородного электрического поля:

, [] = ,

где – разность потенциалов, – расстояние между двумя точками с потенциалами и .

Знак “–” в формуле указывает на то, что вектор направлен в сторону убывания потенциала.