Физика и артериальное давления
БОУ ОО СПО «Омский техникум мясной и молочной промышленности»
Научно-практическая конференция студентов
«Физика – медицине.
Артериальное давление»
Выполнила:
Сайдашева Лилия ,
студентка группы 12
Руководитель: Свечкарева Н.Л.,
преподаватель физики
Омск 2014
Содержание:
1. Введение.
2. Что понимают под АД?
3. Показатель артериального давления.
4. Работа сердца.
5.Факторы, влияющие на сердечный выброс.
6. Правила пользования тонометром.
7. Наши исследования.
Объект исследования: студенты групп П-12, М-15.
Предмет исследования: измерение артериального давления.
Цель исследования: выявить соответствие данных, полученных при измерении давления у студентов, нормативным данным.
Задачи исследования:
-
Измерить давление у студентов. -
Провести анализ полученных данных. -
Предложить рекомендации для поддержания нормального для данной возрастной категории студентов артериального давления.
1. Введение
Когда вы приходите на прием к педиатру или терапевту, врач обязательно измеряет вам температуру и кровяное давление. Измеряют давление с помощью манометра и фонендоскопа.
На правую руку врач надевает вам манжету, соединенную с манометром, и накачивает в манжету воздух. Фонендоскоп врач прикладывает к артерии и, постепенно понижая давление в манжете, ждет появления звуков ударов в фонендоскопе. То значение давления, при котором начинаются удары, называют «верхним» значением давления, а то значение, при котором удары прекращаются – «нижним» значением давления. При этом врач скажет, что у вас давление 120 на 80 и что это давление считается нормальным.
Рассмотренный способ измерения давления в 1905 г. предложил русский врач, участник русско – японской войны, Николай Сергеевич Коротков, и с тех пор слышимые в фонендоскопе удары называются во всем мире звуками Короткова.
Природа этих звуков оставалась неясной почти до конца 20-го века, пока механики не предложили следующее объяснение: как известно, кровь движется по артерии под действием сокращений сердца. Изменение давления крови, вызываемое сокращением сердца, распространяется по стенкам артерии в виде пульсовой волны.
Значение давления в «гребне» волны (при сокращении сердца) – это и есть «верхнее» давление крови, а во «впадине» (при расслаблении сердца) – «нижнее». Сначала врач накачивает воздух в манжету до давления, превышающее «верхнее» кровяное давление. При этом артерия под манжетой сплющена в течение всего цикла сердечных сокращений. Затем воздух постепенно выпускают из манжеты и, когда давление в ней становится равно «верхнему» давлению крови, артерия хлопком расправляется и пульсации крови, вызываемые сокращениями сердца, приводят в колебание окружающие ткани на поверхности руки. При этом врач слышит звук и отмечает значение «верхнего» давления крови. При дальнейшем понижении давления в манжете, каждый раз, когда оно будет совпадать с давлением крови, в фонендоскопе будут слышны звуки. Но после того, как давление воздуха в манжете достигнет «нижнего» значения кровяного давления, артерия окончательно расправляется и звуки исчезают. Поэтому врач регистрирует «нижнее» значение давления крови по последнему удару.
Вот таким образом физики-механики объяснили, что звуки Короткова прослушиваются только тогда, когда давление воздуха в манжете меняется от «верхнего» до «нижнего» значений давления крови.
2. Что понимают под АД?
Под АД понимают давление, оказываемое движущейся кровью на внутреннюю поверхность артерий и на впереди лежащий столб крови.
АД зависит от:
1) притока крови в артериальную систему;
2) эластичности сосудистых стенок;
3) вязкости крови и т.д.
Различают АД систолическое, диастолическое и пульсовое.
Систолическое АД – это давление, возникающее в артериальной системе вслед за систолой левого желудочка, т.е. давление в момент максимального подъема пульсовой волны.
Диастолическое АД возникает в период диастолы сердца, когда имеет место падение пульсовой волны.
При увеличении сердечного выброса и неизменном сосудистом сопротивлении АД повышается, а при снижении сердечного выброса – снижается.
3. Показатель артериального давления
Показатель артериального давления прямо пропорционален сердечному выбросу и общему периферическому сопротивлению:
, где P – артериальное давление; Q – сердечный выброс; R – общее периферическое сопротивление
Сердечный выброс является ценнейшим показателем гемодинамики и основан обычно на использовании формулы Фика:
4. Работа сердца
Работа любого желудочка может быть вычислена по формуле:
+QR Q – выброс крови из желудочка за одно сокращение (мл); R – сопротивление кровотоку на выходное или среднее давление в аорте или легочной артерии; g – ускорение свободного падения; – скорость кровотока
Коэффициент полезного действия (КПД) сердца равен отношению совершенной работы к затраченной энергии составляет всего 14 – 15%, что говорит о значительных потерях
При физической работе и тренировке КПД сердца может увеличиваться. При повышении АД нагрузка на сердце становится больше, а КПД уменьшается.
5. Факторы, влияющие на сердечный выброс
Сердечный выброс (СВ) представляет собой количество крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту за 1 минуту и зависит от физиологических факторов:
— количества крови, притекающей к правому предсердию
— нагнетательной функции сердца, определяемой главным образом сократительной способностью миокарда
— общего периферического сопротивления
Эффективность сердца как насоса определяется тем, насколько полно оно способно перекачивать объем крови, поступающей по системе полных вен.
Влияние физической нагрузки на сердечный выброс и частоту сокращений сердца у человека
| состояние | частота сокращений сердца в 1 минуту | сердечный выброс |
| покой | 60 | 5,5 |
| умеренная нагрузка | 100 | 10,9 |
| интенсивная нагрузка | 138 | 15,0 |
6. Правила пользования тонометром
Правила, которые помогут вам получить правильные показатели измерения кровяного давления:
— примерно за полчаса перед измерением давления не рекомендуется пить кофе или горячий чай и крепкий чай, курить табак;
— за 5 минут до этой процедуры нужно присесть, расслабиться и успокоиться;
— в комнате должно быть тихо, температура воздуха должна быть комфортной;
— перед измерением артериального давления нужно занять удобную позу. Нельзя сидеть, согнув спину, закинув ногу, наклонившись вперед;
— не двигайтесь и не разговаривайте во время измерения;
— в правильном положении манжета тонометра должна находиться на уровне сердца, выше сгиба локтя на 3-4 см;
— при необходимости измерить давление повторно, посидите 2-3 минуты и повторите процедуру.
7. Наши исследования
Цель:
выявить соответствие данных, полученных при измерении давления у студентов, нормативным данным.
Для молодых людей 16-20 лет с нормальным физическим развитием уровень систолического давления 100-200 мм рт.ст., а диастолического – 70-80 мм рт.ст.
Мы измерили давление и пульс у студентов 12 и 15 групп и вычислили средний результат:
| систолическое | диастолическое | пульс |
| 115 | 70 | 72 |
Вывод: на день проведения исследования артериальное давление у студентов 12 и 15 групп оказалось практически в норме.
Тем студентам, у которых оказалось пониженное давление, советуем чаще бывать на свежем воздухе, избавиться от вредных привычек, употреблять продукты, богатые витаминами, которые положительно влияют на работу нервной системы и кровеносных сосудов.
Поделитесь с Вашими друзьями:
Источник
Слайд 2
изучить вопросы, связанные с давлением человека, узнать какие факторы влияют на показания артериального давления, пропагандировать эти знания.
Слайд 3
Основные задачи: Объяснить артериальное давление с точки зрения физических процессов Описать общие принципы работы сердечно-сосудистой системы человека Рассказать о том, что такое артериальное давление, как оно формируется и от чего зависит. Научиться правильно, измерять артериальное давление тонометром. Провести диагностику исследования зависимости артериального давления от некоторых факторов, влияющих на его изменение
Слайд 4
Методы исследования Анализ литературы. Измерение артериального давления у испытуемых.
Слайд 5
Объект исследования Учащиеся 8 «Б» класса и учителя МОУ ООШ №2
Слайд 6
Артериальное давление зависит от эмоционально-психологического состояния учащихся, физической и умственной нагрузок и от метеорологических условий.
Слайд 7
Проведя исследование по измерению артериального давления, я пришла к выводу, что на артериальное давление влияют умственные ,эмоциональные и физические нагрузки, а также метеорологические условия. Измеряя артериальное давление можно предположить будущее состояние сердечнососудистой системы и таким образом изменить свое здоровье в сторону улучшения, то есть вести здоровый образ жизни
Слайд 8
Приступая к созданию научной работы, я узнала из статьи газеты «Комсомольская правда», что медики бьют тревогу о состоянии россиян , которое ухудшается с каждым годом. Причём сегодня эта проблема касается, увы, не только пожилых, но и совсем молодых людей и детей. Высокие учебные нагрузки в школе, физические нагрузки, стрессовое состояние все это влияет на давление школьников и может привести к тяжелым последствиям. В научной работе я хочу поделиться результатами исследований, связанных с артериальным давлением человека. Как сделать так, чтобы моё здоровье, здоровье моих одноклассников, учителей и родителей длительное время не нуждалось в медицинском лечении . В своей работе я решила проверить артериальное давление у учеников своего класса и учителей моей школы и выяснить факторы которые влияют на артериальное давление.
Слайд 9
В то же время принципы сердечно-сосудистой системы чрезвычайно просты: сердце выполняет функцию насоса, перекачивающего кровь, а кровеносные сосуды – роль трубопроводов.
Слайд 10
Сердечно-сосудистая система. Сердце – это центральный насос нашего организма. Кровеносные сосуды – это пути, по которым протекает кровь. Артерии кровеносные сосуды, по которым протекает кровь с высоким содержанием кислорода. Самая большая артерия нашего организма — аорта. Скорость циркуляции крови по артериям несколько метров в секунду. Вены – кровеносные сосуды, по которым протекает кровь с низким содержанием кислорода. Капилляры – мельчайшие кровеносные сосуды нашего организма.
Слайд 11
Работа и мощность сердца Работа производимая мускулатурой сердца, затрачивается на: Во-первых на выбрасывание крови в аорту Во-вторых, на сообщение скорости выбрасываемой крови. При этом растягивается стенка кровеносных сосудов и часть энергии сокращения сердца переходит в потенциальную энергию, накапливаемую стенкой сосудов, а часть превращается в кинетическую энергию движущейся крови.
Слайд 12
Так как сердце при выбрасывании крови преодолевает сопротивление, равное величине кровяного давления. то можно считать, что сердце выбрасывает определенный объем крови на высоту кровяного давления.
Слайд 13
Законы движения крови Сердце нагнетает кровь в сосуды прерывисто, отдельными порциями. Однако течет она по сосудам непрерывным потоком, не останавливаясь в промежутках между сокращениями сердца.
Слайд 14
Кровь движет потенциальная энергия сердечной мышцы , накопленная в стенках кровеносных сосудов. Систолическим объемом крови растягиваются эластические и мышечные элементы стенки, следовательно, накапливается запас энергии сердца, затраченный на ее растяжение.
Слайд 15
Таким образом , единственный двигатель крови в артериях, как во время систолы, так и во время диастолы, — сердце.
Слайд 16
Двигатель крови в капиллярах – сердце. Движение крови в венах также производится остаточной силой сердца и облегчается следующими дополнительными факторами:
Слайд 17
Присасывающим действием грудной полости, в которой имеется отрицательное давление. Разностью давлений в брюшной и грудной полостях. В брюшной полости, в которой расположены многочисленные кровеносные сосуды, давление выше атмосферного, что благоприятствует току крови к сердцу, находящемуся в грудной полости, в которой давление ниже атмосферного.
Слайд 18
Сокращениями скелетной мускулатуры и мышечной стенки кишок, проталкивающими кровь по направлению к сердцу в тонкостенных венах, расположенных в мышцах. Обратный ток крови в венах невозможен благодаря находящимся в них клапанам. В небольшой степени также присасывающим действием самого сердца во время диастолы.
Слайд 19
Кровяное давление Кровяное давление – давление, которое кровь, оказывает на стенки кровеносных сосудов, или, по другому говоря, превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным. Наиболее часто измеряют артериальное давление; кроме него, выделяют следующие виды кровяного давления: внутрисердечное, венозное .
Слайд 20
Артериальное давление Артериальное давление – один из важнейших параметров, характеризующих работу кровеносной системы. Давление крови определяется объемом крови, перекачиваемым в единицу времени сердцем и сопротивлением сосудистого русла.
Слайд 21
Зависимость артериального давления от эмоциональных и физических нагрузок, а также от атмосферного давления Фамилия И.О. Возраст До уроков После уроков Головина О.В. 32 120 / 70 120 / 70 Потяркина В.А. 50 130 / 90 130 / 90 Хамицкая Н.Л. 48 140 / 80 130 / 80 Бецина Е.Н. 44 110 / 60 110 / 60 Ямова В.В. 60 140 / 90 150 / 100 атмосферное давление 768 мм / рт. столба
Слайд 22
ТАБЛИЦА ИЗМЕРЕНИЙ В МАЕ 2011 г.
Слайд 23
Таблица измерений в октябре 2011
Слайд 24
После физической нагрузки и контрольной по математике повысилось 100%
Слайд 25
Вывод. . Проведя исследование по измерению артериального давления, я пришла к выводу, что на артериальное давление влияют: 1.Любые эмоциональные нагрузки, в том числе стрессы, которые испытывают ученики на уроках и учителя от уроков. 2. Занятия физической культурой, и любые другие физические нагрузки. 3. Внешнее атмосферное давление. 4.У курящего ученика давление в течение дня падало. Измеряя артериальное давление можно предположить будущее состояние сердечнососудистой системы и таким образом изменить свое здоровье в сторону улучшения, то есть вести здоровый образ жизни
Источник
Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле «Under pressure». Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.
Давление в физике
Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?
По определению:
Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.
В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p. Единица измерения давления – 1 Паскаль. Русское обозначение – Па, международное – Pa.
Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.
Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:
где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.
Одно из важнейших свойств жидкостей — изотропность. Это значит, что по закону Паскаля во всех направлениях жидкости производимое ею давление передается одинаково. Кстати, подробнее о жидкостях, их свойствах и движении читайте в нашем материале про уравнение Бернулли.
Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:
- атмосфера;
- миллиметр ртутного столба;
- миллиметр водяного столба;
- метр водяного столба;
- килограмм-сила.
В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.
Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля — около двух атмосфер.
Давление в шинах — это давление газа. Оно обусловлено столкновениями молекул воздуха с поверхностью шины
Атмосферное давление
Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.
Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.
Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па. Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия. Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.
Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.
Эверест. На его вершине давление в 4 раза меньше, чем у подножия
Артериальное давление
Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.
Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.
Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80, то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180, то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.
Артериальное давление — давление крови на стенки артерий
Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?
Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.
Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.
Но почему в измерении артериального давления две цифры?
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.
При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.
Физический вакуум
Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.
В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.
В космосе наблюдается почти полное отсутствие давления
Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики. А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.
Источник
