Реферат по физике на тему: невесомость работу
Скачать 310.68 Kb.
|
1 2
| Глава 2. Человек и невесомость Мы привыкли к собственной тяжести. Привыкли к тому, что все окружающие нас предметы имеют вес. Иного мы и не представляем. Не только наша жизнь прошла в условиях весомости. Вся история жизни на Земле протекала в этих же условиях. Земное притяжение за миллионы лет ни разу не исчезало. Поэтому все организмы, живущие на нашей планете, уже давно приспособились к тому, чтобы выдерживать свой собственный вес. Уже в самые давние времена в организме животных образовались кости, ставшие подпорками для их тела. Без костей животные под действием земного притяжения «расползлись» бы по земле, как мягкая медуза, вынутая из воды на берег. Все наши мышцы приспособились за миллионы лет к тому, чтобы двигать наше тело, преодолевая притяжение Земли. И внутри нашего тела всё приспособлено к условиям весомости. У сердца мощная мускулатура, рассчитанная на то, чтобы непрерывно перекачивать несколько килограммов крови. И если вниз, в ноги, она ещё течёт легко, то наверх, в голову, её надо подавать с силой. Все наши внутренние органы подвешены на прочных связках. Если бы их не было, внутренности «скатились» бы вниз, сбились там в кучу. Из-за постоянной весомости у нас выработался специальный орган, вестибулярный аппарат, расположенный в глубине головы, за ухом. Он позволяет нам чувствовать, в какой стороне от нас Земля, где находится «верх» и где «низ». Вестибулярный аппарат – это небольшие полости, заполненные жидкостью. В них лежат крохотные камушки. Когда человек стоит прямо на ногах, камушки лежат на дне полости. Если человек ляжет, камушки перекатятся и лягут на боковую стенку. Мозг человека это почувствует. И человек, даже с закрытыми глазами, сразу скажет, где низ. Итак, в человеке всё приспособлено к условиям, в которых он живёт на поверхности планеты Земля. А каковы же условия жизни человека в таком своеобразном состоянии, как невесомость? Своеобразие невесомости особенно существенно учитывать при полете обитаемых космических кораблей: условия жизни человека в состоянии невесомости резко отличаются от привычных земных, что вызывает изменение ряда его жизненных функций. Так, невесомость ставит центральную нервную систему и рецепторы многих анализаторных систем (вестибулярного аппарата, мышечно – суставного аппарата, кровеносных сосудов) в необычные условия функционирования. Поэтому невесомость рассматривают как специфический интегральный раздражитель, действующий на организм человека и животного в течение всего орбитального полета. Ответом на этот раздражитель являются приспособительные процессы в физиологических системах; степень их проявления зависит от продолжительности невесомости и в значительно меньшей степени от индивидуальных особенностей организма. Неблагоприятное влияние невесомости на организм человека в полете можно предупредить или ограничить с помощью различных средств и методов (мышечная тренировка, электростимуляция мышц, отрицательное давление, приложенное к нижней половине тела, фармакологические и др. средства). В полете продолжительностью около 2 месяцев (второй экипаж на американской станции «Скайлэб», 1973) высокий профилактический эффект был достигнут главным образом благодаря физической тренировке космонавтов. Работа высокой интенсивности, вызывавшая учащение пульса до 150 – 170 ударов в минуту, выполнялась на велоэргометре в течение 1 часа в сутки. Восстановление функции кровообращения и дыхания наступало через 5 суток после приземления. Изменение обмена веществ, стато – кинетические и вестибулярные расстройства были выражены слабо. Эффективным средством, вероятно, явится создание на борту космического аппарата искусственной «тяжести», которую можно получить, например, выполняя станцию в виде большого вращающегося (то есть движущегося не поступательно) колеса и располагая рабочие помещения на его «ободе». Вследствие вращения «обода» тела в нем будут прижиматься к его поверхности, которая будет играть роль «пола», а реакция «пола», приложенная к поверхностям тел, и будет создавать искусственную «тяжесть». Создание на космических кораблях искусственной «тяжести» может обеспечить предупреждение неблагоприятного влияния невесомости на организм животных и человека. Для решения ряда теоретических и практических задач космической медицины широко применяются лабораторные методы моделирования невесомости, в том числе ограничение мышечной активности, лишение человека привычной опоры по вертикальной оси тела, снижение гидростатического давления крови, что достигается пребыванием человека в горизонтальном положении или под углом (голова ниже ног), длительным непрерывным постельным режимом или погружением человека на несколько часов или суток в жидкую (так называемую иммерсионную) среду.[1] Условия невесомости нарушают способность правильно оценивать размеры объектов и расстояния до них, что мешает космонавтам ориентироваться в окружающем пространстве и может приводить к авариям во время космических полетов, говорится в статье французских ученых, опубликованной в журнале Acta Astronautica. К настоящему времени накоплено множество свидетельств того, что ошибки космонавтов при определении расстояний происходят не случайно. Часто далекие объекты кажутся им расположенными ближе, чем они есть на самом деле. Ученые из французского Национального центра научных исследований провели экспериментальную проверку способности оценивать расстояния в условиях искусственно созданной невесомости при полете самолета по параболе. В этом случае невесомость длится очень короткий период - около 20 секунд. Добровольцам с помощью специальных очков показывали незавершенное изображение куба и просили дорисовать правильную геометрическую фигуру. В условиях обычной гравитации испытуемые рисовали все стороны равными, но во время невесомости им не удавалось правильно выполнить тест. По словам ученых, этот эксперимент показывает, что именно невесомость, а не длительную адаптацию к ней, следует рассматривать в качестве важного фактора, искажающего восприятие. [12] 2.1. Исследование проблем жизнедеятельности в космосе В книге «Орбитальная станция «Скайлэб», написанной еще в 1977 году американскими ведущими специалистами США по космонавтике профессором Э. Стулингером и доктором Л. Бэлью - научными руководителями осуществленной НАСА программы «Скайлэб» рассказывается об исследованиях проводившихся на орбитальной станции влияния, оказываемого окружающим космическим пространством, на возможности членов экипажа. Программа медико-биологических исследований охватывала следующие четыре области: медицинские эксперименты предусматривали проведение глубоких исследований тех физиологических эффектов и периода их действия, которые наблюдались во время предшествующих полетов. Биологические эксперименты предусматривали изучение фундаментальных биологических процессов, на которые могут влиять условия невесомости. Биотехнические эксперименты были направлены на развитие эффективности систем человек-машина при работе в космосе и на улучшение техники использования биоаппаратуры. Вот некоторые темы исследования:
Большой научно-практический материал накоплен и российскими учеными и космонавтами. А возможно ли оперировать людей в условиях невесомости? На первый взгляд этот вопрос кажется невероятным, но, на самом деле, в нашем мире возможно многое! Это показало, что ученые смогли перейти от экспериментов, которые часто имели какие – либо недостатки и требовали доработки, к настоящим открытиям и смогли на практике доказать, что в невесомости возможно оперировать человека! 2.2. Операция в космосе Французские медики во главе с профессором Домиником Мартеном из Бордо провели первую в мире хирургическую операцию в условиях невесомости. Эксперимент проводился на борту авиалайнера А-300 в специально оборудованном модуле. В его проведении участвовало трое хирургов и двое анестезиологов, которым предстояло в условиях удалить жировую опухоль на руке у пациента - добровольца – 46 - летнего Филиппа Саншо. Как сказал профессор Мартен, задача медиков заключалась не в том, чтобы продемонстрировать технические достижения, а в том, чтобы проверить осуществимость операции в условиях невесомости. "Мы смоделировали ситуацию, соответствующую условиям космоса, и теперь знаем, что человек может быть без серьезных осложнений прооперирован в космическом пространстве", - добавил хирург. По его словам, операция по удалению опухоли заняла в общей сложности менее 10 минут. Режим трехчасового полета на борту А-300 был составлен таким образом, что за это время 32 раза создавалось состояние невесомости, при этом каждая ее фаза длилась около 20 секунд. "Если бы мы непрерывно находились в состоянии невесомости на протяжении двух часов, то смогли бы прооперировать аппендицит", - сказал профессор Мартен. Следующим этапом эксперимента, который планируется осуществить примерно через год, станет хирургическая операция, которую должен будет провести медицинский робот, управляемый по командам с наземной базы.[10] 2.3. Применение космических разработок на Земле Мы все меньше двигаемся и все больше походим на космонавтов, плавающих в невесомости. Во всяком случае, все минусы снижения двигательной активности, от которых страдают космонавты, мы испытываем на себе по полной программе. Для тех, кто работает на орбите, ученые придумали массу способов им противостоять. Как недавно выяснилось, на Земле некоторые из этих изобретений ставят на ноги даже тех, кто вообще никогда не ходил. «В космосе и на Земле факторы воздействия похожи, поэтому методы противодействия эффектам, развивающимся в невесомости, оказались применимы в обычной жизни, — рассказывает заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики Института медико-биологических проблем Инесса Бенедиктовна КОЗЛОВСКАЯ. — Снижение двигательной активности (гипокинезия) становится ведущим фактором жизни нашего общества: мы перестаем двигаться. Один американский исследователь провел мониторинг суточной мышечной активности у людей разных профессий и у животных. Оказалось, что наша активность по сравнению с активностью любого живого существа (крыс, кошек, собак, обезьян) меньше на два порядка. Мы стоим на пороге гипокинетической болезни, болезни глубокой детренированности, самое яркое выражение которой мы увидели у космонавтов в 1970 году. Вернувшись из 17-суточного полета, они реально не могли ни встать, ни двигаться, им было трудно даже дышать, потому что дыхательные мышцы детренировались тоже. «Мы смоделировали эффект невесомости на Земле с помощью сухой иммерсии, — рассказывает старший научный сотрудник, заведующая отделением «Клиническая физиология» ГНЦ РФ ИМБП РАН Ирина Валерьевна САЕНКО. - Для этого в бассейн с водой кладут тонкую водонепроницаемую пленку размером, существенно большим поверхности воды, и человек погружается в воду, будучи от нее отделен. При этом он лишается опоры, и мы видим, как безотлагательно начинают развиваться двигательные нарушения: страдает поза, координация моторных актов. Он неустойчиво стоит, плохо и неловко ходит, с трудом выполняет точные операции. Для предупреждения этих нарушений было предложено стимулировать опорные зоны стоп, подавая нагрузку, примерно равную той, что на Земле возникает при стоянии и ходьбе. [7] Кроме этого используются и другие эффективные способы лечения людей в земных условиях, например, в земную медицину костюм «Пингвин» начали внедрять в 1992 году (в космосе он используется уже больше 20 лет), высокочастотную и высокоинтенсивную электростимуляцию для лечения детей, больных ДЦП и людей, которые из-за болезни долго лежат. Итак, подошла к концу вторая и последняя глава реферата. После изложения всего материала хотелось бы перейти к заключению. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, в заключение моей работы хотелось еще раз напомнить основные положения реферата, которые раскрывают суть темы:
2) Невесомость бывает двух видов: статическая и динамическая; 3) Невесомость может быть использована для осуществления некоторых технологических процессов, которые трудно или невозможно реализовать в земных условиях; 4) Изучение пламени в условиях невесомости необходимо для оценки пожароустойчивости космического корабля и при разработке специальных средств пожаротушения; 5) Детальное понимание процесса кипения жидкости в космосе крайне важно для успешного функционирования космических аппаратов, несущих на борту тонны жидкого топлива; 6) Влияние невесомости на организм является отрицательным, так как вызывает изменение ряда его жизненных функций. Это можно исправить путем создания на космическом корабле искусственной тяжести, ограничения мышечной активности космонавтов и т.д. 7) Человек может быть прооперирован в космическом пространстве, в условиях невесомости. Это доказали Французские медики во главе с профессором Домиником Мартеном из Бордо. Таким образом, про невесомость можно найти много разной информации, но я думаю, что в моей работе материал изложен довольно подробно, так как рассмотрен с двух разных точек зрения: физической и медицинской. Также в реферате приведены описания некоторых экспериментов, которые ученые проводили в условиях невесомости. Это, на мой взгляд, дает наглядное представление о невесомости, о механизме ее возникновения, особенностях этого явления, о действии на организм. Две точки зрения на явление невесомости – физическая и медицинская - являются взаимодополняющими, так как медицина невозможна без физики! Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ Приложение 1  Рис. 1. Эксперименты по контролю за изменениями массы космонавтов: а — измерение массы продуктов жизнедеятельности; б — измерение массы тела космонавтов; в — измерение потребления пищи  Рис. 2. Прибор для определения массы образцов в условиях невесомости: 1 — эластичное покрытие  Рис. 3. Наземные тренировки в аппарате для создания отрицательного давления на нижнюю часть тела космонавтов: 1 - аппарат для создания отрицательного давления на нижнюю часть тела космонавтов; 2 - прибор для определения кровяного давления; 3 - прибор для получения векторных кардиограмм  Рис. 4. Работа с аппаратом LBNP на борту станции "Скайлэб" (рисунок)  Рис. 5. Исследование функционирования вестибулярного аппарата на вращающемся кресле  Рис. 6. Измерение массы тела  Рис. 7. Изучение влияния невесомости на живые клетки и ткани человека  Рис. 8. Изучение сна и реакций во время сна космонавтов  Рис. 9. Изучение метаболических характеристик космонавта при экспериментах на велоэргометре: 1 - велоэргометр; 2 - метаболический анализатор: 3 - мундштук; 4 - шланг; 5 - зонд для измерения температуры; 6 – электроды |
1 2
Похожие:
 | Реферат по физике на тему: «Альберт Эйнштейн» Альберт Эйнштейн – великий человек, жизнь и работу которого необходимо изучать. Его открытия актуальны на сегодняшний день | | Реферат по физике на тему: «Реактивное движение» Заключение стр. 8 |
| Реферат по физике на тему: «Естественная и искусственная радиоактивность» Сам же реферат я представляю как текст, не сильно выходящий за рамки школьного курса и наиболее понятно, на мой взгляд, объясняющий... | | Реферат по физике на тему: «…» Ученика(цы) Родионовой Ирины Петровны Название раздела |
| Реферат на тему: «Влияние строительных материалов на здоровье человека» Работу Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования | | Реферат на тему: Обучение письму в начальных классах Работу «Рунгинская средняя общеобразовательная школа Буинского муниципального района Республики Татарстан» |
| Контрольная работа по психологии Тема память Для подготовки к экзамену необходимо написать реферат на выбранную тему и выполнить контрольную работу | | Реферат по информатике и икт на тему: «Системы счисления» Работу «Изминская средняя общеобразовательная школа Сабинского муниципального района Республики Татарстан» |
 | Реферат по физике на тему: «Российские физики лауреаты Нобелевской премии» К сожалению, исторические сведения об открытии законов, введения новых понятий, часто оказываются за рамками учебника и учебного... | | Доклад-д/з-инструкция-проект Если студент пишет курсовую работу, то он не пишет реферат. В этом случае вместо оценки за реферат, необходимо указать оценку за... |
| Реферат по физике на тему: «Световые явления» Тем, кто не знаком с причинами их возникновения, эти световые явления кажутся необыкновенными и загадочными | | Реферат по физике на тему: Двигатели внутреннего сгорания. Их преимущества и недостатки Новые конструкторские решения, внедренные в двигатель внутреннего сгорания; Стр. 21 |
| Реферат в работе проведен сравнительный анализ школьной программы... Создание программы профильного уровня по физике (раздел «Электричество») с использованием современных информационных технологий при... | | Реферат На тему: «Брачный контракт» Работу Общее положение о брачном договоре стр. 3 Глава Требования к заключению брачного договора стр. 7 Вывод стр. 12 |
| Реферат студентки 4 курса Социальные гарантии гражданам, потерявшим работу; высвобожденным с предприятия; впервые ищущим работу | | Реферат По физике На тему: «Влияние электромагнитного излучения на организм человека» Влияние электромагнитных лучей, исходящих от сотовых телефонов, на организм человека |
