Panagrinėkime homogeninio skysčio, esančio Žemės gravitaciniame lauke, pusiausvyrą.
Kiekviena skysčio dalelė, esanti Žemės gravitaciniame lauke, yra veikiama gravitacijos jėgos. Veikiamas šios jėgos, kiekvienas skysčio sluoksnis spaudžia po juo esančius sluoksnius. Dėl to slėgis skysčio viduje skirtinguose lygiuose nebus vienodas. Todėl skysčiuose dėl savo svorio susidaro slėgis.
Slėgis dėl skysčio svorio vadinamas hidrostatinis slėgis.
Kiekybiniam skaičiavimui mintyse išskirkime skystyje nedidelį cilindrinį tūrį, esantį vertikaliai, su skerspjūviu S ir aukščio h(2 pav.). Nejudančio skysčio atveju šio cilindro svoris, taigi ir slėgio jėga platformoje S prie pagrindo bus lygi gravitacijos jėgai \(~m \vec g\).
Tada spaudimas svetainėje
\(~p = \frac(mg)(S) = \frac(\rho Vg)(S) = \frac(\rho hSg)(S) = \rho gh.\)
\(~p = \rho gh\) - hidrostatinis slėgis, Kur ρ - skysčio tankis, h- skysčio kolonėlės aukštis. Taigi hidrostatinis slėgis yra lygus skysčio kolonėlės svoriui su vienetiniu pagrindu, o aukštis lygus taško, esančio po laisvu skysčio paviršiumi, panardinimo gyliui.
Grafiškai slėgio priklausomybė nuo panardinimo į skystį gylio pavaizduota 3 pav.
Skysčio slėgis dugne nepriklauso nuo indo formos, o priklauso tik nuo skysčio lygio aukščio ir jo tankio. Visais atvejais, parodytais 4 paveiksle, skysčio slėgis indų apačioje yra vienodas.
Tam tikrame gylyje skystis vienodai spaudžiasi visomis kryptimis – ne tik žemyn, bet ir aukštyn bei į šonus.
Vadinasi, slėgis sienoje tam tikrame gylyje bus toks pat kaip slėgis ant horizontalios platformos, esančios tame pačiame gylyje.
Jei virš laisvo skysčio paviršiaus susidaro slėgis p 0, tada slėgis skystyje gylyje bus
\(~p = p_0 + \rho gh.\)
Atkreipkite dėmesį į posakių skirtumus: „skysčio slėgis gylyje h" (p = pgh) ir „slėgis skystyje gylyje h" (p = p 0 + pgh). Į tai reikia atsižvelgti sprendžiant įvairias problemas.
Slėgio jėgos dugną ir sienas galima apskaičiuoti pagal formules\[~F_d = \rho gh S_d\] - skysčio slėgio jėga horizontaliame dugne, kur S d - dugno plotas;
\(~F_(st) = \frac(\rho gh)(2) S_(st)\) yra skysčio slėgio jėga, veikianti šoninę stačiakampę vertikalią indo sienelę, kur S st - sienos plotas.
Ramybės skysčiuose laisvas skysčio paviršius visada yra horizontalus.
Dažnai pasitaiko atvejų, kai kartu su juo juda skystis, esantis ramybėje indo atžvilgiu. Jei indas juda tolygiai ir tiesia linija, tada laisvas skysčio paviršius bus horizontalus. Bet jei indas juda su pagreičiu, situacija pasikeičia ir kyla klausimų dėl laisvo skysčio paviršiaus formos ir slėgio pasiskirstymo jame.
Taigi, horizontaliai judant indui su pagreičiu \(~\vec a\) Žemės gravitaciniame lauke, bet kuri skysčio dalis, kurios masė m juda tuo pačiu pagreičiu \(~\vec a\), veikiant gaunamai slėgio jėgai \(~\vec N_d\), veikiančiai nuo likusio skysčio ir gravitacijos \(~m \vec g\) (pav. 5).
Pagrindinė dinamikos lygtis:
\(~\vec N_d + m \vec g = m \vec a.\)
Dėl to laisvas skysčio paviršius nebus horizontalus, o sudaro kampą su horizontu α , kurią nesunkiai galima rasti, jei pagrindinę dinamikos lygtį projektuojame į horizontalią ir vertikalią ašis\[~N_d \sin \alpha = ma; \N_d\cos\alpha = mg\]. Iš čia
\(~\operatoriaus vardas(tg) = \frac ag.\)
Slėgis į horizontalų paviršių (horizontalų dugną) padidės priešinga pagreičiui kryptimi.
Literatūra
Aksenovičius L. A. Fizika vidurinėje mokykloje: teorija. Užduotys. Testai: Vadovėlis. pašalpa bendrojo lavinimo įstaigoms. aplinka, švietimas / L. A. Aksenovičius, N. N. Rakina, K. S. Farino; Red. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P. 95-97.
Sklando legendos, kad vandenyne nuskendę laivai negrimsta į dugną, o kabo tam tikrame gylyje, keliaujant kartu su vandenyno srovėmis. Ar tai sąžininga? Vandens slėgis vandenyno gelmėse tikrai pasiekia milžiniškas vertybes. 10 m gylyje spaudžia 10 N jėga 1 cm 2 panardinto kūno, 100 m gylyje - 0,1 kN, 1 000 m - 1 kN ir tt Marianos įdubos gylyje - 11,5 km – vandens slėgis siekia beveik 120 MPa. Esant tokiam slėgiui vandenyno gelmėse, medienos gabalai, iškelti į paviršių, buvo taip suspausti, kad nugrimzdo į vandenį, o sandariai uždarytus butelius sutraiškė vandens slėgis. Yra nuomonė, kad iš tokio gylio nuleisto šaunamojo ginklo šaudyti negalima.
Galima daryti prielaidą, kad siaubingas vandens slėgis vandenyno gelmėse taip sutankins vandenį, kad laivai ir kiti sunkūs daiktai jame kabės ir nenuskęs. Tačiau vandenį, kaip ir visus skysčius, sunku suspausti. Jei suslėgtumėte vandenį iki tokio tankio, kad jis jame plūduriuotų, suspausti tektų 8 kartus. Tuo tarpu norint sutankinti tik per pusę, tai yra perpus sumažinti tūrį, reikalingas 1100 MPa slėgis. Tai atitinka 110 km gylį, o tai nėra realu!
Giliausioje vandenyno vietoje vanduo yra 5% tankesnis. Tai vargiai gali turėti įtakos įvairių kūnų plūduriavimo jame sąlygoms, juolab, kad į tokį vandenį panardinti kietieji daiktai taip pat yra veikiami šio slėgio ir dėl to sutankinami. Todėl galime daryti išvadą, kad jie guli ant vandenyno dugno. Net apverstiems laivams šansų nėra, nepaisant to, kad kai kuriose laivo patalpose oras bus sandariai užrakintas. Ar gali būti, kad kai kurie iš jų niekada nepasiekia dugno ir lieka pakibę tamsiose vandenyno gelmėse? Užtektų nedidelio pastūmimo, kad toks indas išmuštų iš pusiausvyros, apverstų, pripildytų vandens ir priverstų nukristi į dugną. Tačiau iš kur kyla sukrėtimai vandenyno gelmėse, kur visada karaliauja tyla ir ramybė ir kur neprasiskverbia net audrų aidai?
Visi šie argumentai yra pagrįsti fizine klaida. Laivas, kurio kilis buvo apverstas, visai nepradės skęsti, o liks vandens paviršiuje. Jis niekaip negali atsidurti pusiaukelėje tarp vandenyno lygio ir jo dugno.
Atsižvelgiant į tai, kad toks reiškinys niekada nebuvo pastebėtas ar išbandytas su nuskendusiais laivais, rimtas mokslininkas turėtų palikti net menkiausias abejones. Be to, nuomonei apie užšalusius laivus dalijasi daugelis jūreivių. Faktas yra tas, kad laivuose dažnai yra sandarūs skyriai. O jei šie skyriai nepažeisti ir juose likęs oro, tai vandens slėgis vandenyno gelmėse jo nesuspaudžia, o tūris išlieka toks pat. Todėl laivas, kurio bendras tankis yra didesnis už vandenyno vandens paviršiaus tankį (beveik visada mažiau tankus – ir dėl aukštesnės temperatūros, ir dėl mažesnio druskingumo), pradeda skęsti, o pasiekęs šaltą temperatūrą (vandenynų gelmėse) temperatūra +4 0 C, o jo tankis maksimalus) ir sūresni sluoksniai, kabo neribotą laiką...
Pasirodo, nulaužę laivą ant šono jį paleidžiant, mes taip užsandarome jo likimą. Ji negailestingai veda jį per jūras ir vandenynus, kur jam lemta apsilankyti. O jei atsitiks taip, kad laivas nuskęs, tai dar ne pabaiga. Vandens slėgis vandenyno gelmėse gali sukelti naują legendą apie klajojančius, nuskendusius laivus!
Baigti darbai
LAIPSNIO DARBAI
Jau daug kas praėjo ir dabar esate absolventas, jei, žinoma, baigiamąjį darbą rašote laiku. Bet gyvenimas yra toks dalykas, kad tik dabar tau tampa aišku, kad, nustojęs būti studentu, tu prarasi visus studentiškus džiaugsmus, kurių daugelio niekada nebandei, viską atidėdamas ir atidėdamas vėlesniam laikui. O dabar, užuot pasivyjęs, dirbate su baigiamuoju darbu? Yra puikus sprendimas: atsisiųskite reikiamą baigiamąjį darbą iš mūsų svetainės – ir jūs akimirksniu turėsite daug laisvo laiko!
Disertacijos sėkmingai apgintos pirmaujančiuose Kazachstano Respublikos universitetuose.
Darbo kaina nuo 20 000 tenge
KURSINIAI DARBAI
Kursinis projektas yra pirmasis rimtas praktinis darbas. Būtent su kursinių darbų rašymu prasideda pasiruošimas diplominių projektų rengimui. Jeigu studentas kurso projekte išmoks teisingai pateikti temos turinį ir kompetentingai jį suformatuoti, tai ateityje jam nekils problemų nei rašydamas pranešimus, nei kurdamas baigiamuosius darbus, nei atlikdamas kitas praktines užduotis. Siekiant padėti studentams rašyti tokio pobūdžio studentų darbus ir išsiaiškinti klausimus, kylančius jį rengiant, iš tikrųjų buvo sukurta ši informacinė skiltis.
Darbo kaina nuo 2500 tenge
MAGISTRUOTIS
Šiuo metu Kazachstano ir NVS šalių aukštosiose mokyklose labai įprastas aukštojo profesinio išsilavinimo lygis, sekantis po bakalauro – magistro laipsnis. Magistrantūros programoje studentai mokosi turėdami tikslą įgyti magistro laipsnį, kuris daugumoje pasaulio šalių pripažįstamas labiau nei bakalauro laipsnis, taip pat pripažįstamas užsienio darbdavių. Magistrantūros studijų rezultatas – magistro baigiamojo darbo gynimas.
Pateiksime naujausią analitinę ir tekstinę medžiagą. Į kainą įeina 2 moksliniai straipsniai ir santrauka.
Darbo kaina nuo 35 000 tenge
PRAKTIKOS ATASKAITOS
Atlikus bet kokios rūšies studentų praktiką (mokomąją, gamybinę, prieš baigiamąją), reikalinga ataskaita. Šis dokumentas bus studento praktinio darbo patvirtinimas ir praktikos įvertinimo formavimo pagrindas. Paprastai, norint sudaryti praktikos ataskaitą, reikia surinkti ir analizuoti informaciją apie įmonę, atsižvelgti į organizacijos, kurioje atliekama praktika, struktūrą ir darbo tvarką, sudaryti kalendorinį planą ir aprašyti savo praktiką. veikla.
Padėsime surašyti ataskaitą apie atliktą praktiką, atsižvelgdami į konkrečios įmonės veiklos specifiką.
147 straipsnyje buvo nurodyta, kad 10 metrų aukščio vandens stulpelio slėgis yra lygus vienai atmosferai. Jūros sūraus vandens tankis yra 1-2% didesnis nei gėlo vandens tankis. Todėl pakankamai tiksliai galime daryti prielaidą, kad kas 10 metrų panardinimo į jūrą hidrostatinis slėgis padidėja viena atmosfera. Pavyzdžiui, 100 m po vandeniu panardintas povandeninis laivas patiria 10 atm slėgį (virš atmosferos slėgio), kuris maždaug atitinka slėgį garvežio garo katilo viduje. Taigi kiekvienas gylis žemiau vandens paviršiaus atitinka tam tikrą hidrostatinį slėgį. Povandeniniuose laivuose yra manometrai, matuojantys jūros vandens slėgį; tai leidžia nustatyti nardymo gylį.
Labai dideliame gylyje pradeda ryškėti vandens gniuždomumas: dėl suspaudimo vandens tankis giliuose sluoksniuose yra didesnis nei paviršiuje, todėl slėgis didėjant gyliui didėja kiek greičiau nei pagal tiesinį dėsnį, o slėgis grafikas šiek tiek nukrypsta nuo tiesės. Papildomas slėgis, atsirandantis dėl vandens suspaudimo, didėja proporcingai gylio kvadratui. Didžiausiame vandenyno gylyje, lygiame 11 km, jis pasiekia beveik 3% viso slėgio šiame gylyje.
Norint ištirti labai didelius gelmes, naudojamos batisferos ir batiskafai. Batisfera yra tuščiaviduris plieninis rutulys, galintis atlaikyti didžiulį vandens slėgį jūros gelmėse. Batisferos sienoje įrengiami iliuminatoriai – tvirtu stiklu hermetiškai užsandarintos angos. Prožektorius apšviečia vandens sluoksnius, kur saulės šviesa nebegali prasiskverbti. Batisfera, kurioje yra tyrinėtojas, nuleista iš laivo ant plieninio troso. Tokiu būdu buvo galima pasiekti apie 1 km gylį. Batiskafai, susidedantys iš batisferos, pritvirtintos prie didelio plieninio bako, užpildyto benzinu, dugne (254 pav.), leidžiasi į dar didesnį gylį.
Ryžiai. 254. Batiskafas
Kadangi benzinas yra lengvesnis už vandenį, toks batiskafas gali plaukti jūros gelmėse kaip dirižablis ore. Benzinas čia atlieka lengvųjų dujų vaidmenį. Batiskafas aprūpintas balastu ir varikliais, kurių pagalba jis, skirtingai nei batisfera, gali judėti savarankiškai, neprisijungęs prie laivo vandens paviršiuje.
Iš pradžių batiskafas plūduriuoja vandens paviršiuje, kaip povandeninis laivas. Norint pasinerti į tuščius balasto skyrius, įleidžiamas jūros vanduo, o batiskafas eina po vandeniu, grimzdamas vis giliau, į patį dugną. Norint pakilti, balastas išpilamas ir lengvas batiskafas vėl išplaukia į paviršių. Giliausias nardymas buvo atliktas 1960 m. sausio 23 d., kai batiskafas 20 minučių gulėjo Ramiojo vandenyno Marianos tranšėjos dugne, 10919 m gylyje po vandens paviršiumi, kur vandens slėgis (apskaičiuota atsižvelgiant į atsižvelgiant į vandens tankio padidėjimą dėl druskingumo ir dėl suspaudimo) buvo daugiau nei 1150 atm. Tyrėjai, besileidžiantys į povandeninį laivą, atrado gyvas būtybes net šiame didžiausiame pasaulio vandenyno gylyje.
Plaukikas ar nardytojas, nardantis po vandeniu, visame kūno paviršiuje aplinkinio vandens hidrostatinį slėgį viršija pastovų atmosferos slėgį. Nors naro (255 pav.), dirbančio su guminiu kostiumu (skafandru), kūnas tiesiogiai nesiliečia su vandeniu, tačiau patiria tokį pat spaudimą kaip ir plaukiko kūnas, nes skafandre esantis oras turi būti suspaustas iki aplinkinio vandens slėgis. Dėl tos pačios priežasties oras, tiekiamas per žarną narui kvėpuoti, turi būti pumpuojamas slėgiu, lygiu vandens slėgiui naro panardinimo gylyje. Oras, patenkantis iš suspausto oro balionų į naro kaukę, turi būti tokio paties slėgio. Po vandeniu turite kvėpuoti aukšto slėgio oru.
Ryžiai. 255. Naras guminiu kostiumu su metaliniu šalmu. Oras narui tiekiamas per vamzdelį
Ryžiai. 256. Nardymo varpas
Nardymo varpas (256 pav.) arba kesonas neišgelbėja povandeninio laivo nuo aukšto slėgio, nes juose esantis oras turi būti pakankamai suspaustas, kad vanduo nepatektų į varpą, t.y. į aplinkinio vandens slėgį. Todėl, kai varpas palaipsniui panardinamas, į jį nuolat pumpuojamas oras, kad oro slėgis būtų lygus vandens slėgiui tam tikrame gylyje. Padidėjęs slėgis kenkia žmonių sveikatai, todėl nustatomas gylis, kuriame naras gali saugiai dirbti. Įprastas naro su guminiu skafandru nardymo gylis neviršija 40 m: tokiame gylyje slėgis padidinamas 4 atm. Naro darbas didesniame gylyje galimas tik su kietu („lukšto“) kostiumu, kuris sugeria vandens slėgį. Tokiame skafandre galima saugiai likti iki 200 m gylyje Oras tokiame skafandre tiekiamas esant atmosferos slėgiui.
Ilgai būnant po vandeniu, kai slėgis gerokai didesnis nei atmosferos slėgis, naro kraujyje ir kituose kūno skysčiuose ištirpsta didelis oro kiekis. Jei naras greitai pakyla į paviršių, tada iš kraujo, esant aukštam slėgiui, ištirpęs oras pradeda išsiskirti burbuliukų pavidalu (kaip pat oras, ištirpęs limonade, kuris yra sandariame butelyje esant aukštam slėgiui, išsiskiria formoje). burbuliukų ištraukus kamštį). Išsilaisvinusios pūslelės sukelia stiprų viso kūno skausmą ir gali sukelti rimtą ligą ("kesono ligą"). Todėl narą, ilgą laiką praleidusį dideliame gylyje, reikia lėtai (valandoms!) kelti į paviršių, kad ištirpusios dujos spėtų išsiskirti palaipsniui, nesudarant burbuliukų.
Žmogaus buvimas po vandeniu jam neįprastoje aplinkoje turi reikšmingų bruožų. Panardintas į vandenį žmogus, be atmosferinio oro slėgio, veikiančio vandens paviršių, papildomai patiria hidrostatinį (perteklinį) slėgį. Bendras (absoliutus) slėgis, matuojamas nuo nulio iki visiško vakuumo, kurį žmogus iš tikrųjų patiria po vandeniu:
arba maždaug gėlam vandeniui
Pa - kur yra absoliutus vandens slėgis, kgf/cm²;
Pb - atmosferos oro slėgis, kgf/cm²;
Ri - perteklinis vandens slėgis, kgf/cm²;
B - barometrinis oro slėgis, mm Hg. Art.;
Y - vandens savitasis svoris, kgf/m³;
H - panardinimo gylis, m.
1.1 pavyzdys. Nustatykite absoliutų vandens slėgį, veikiantį povandeninio laivo plaukiką 40 m gylyje:
1) jūroje, jei atmosferos (barometrinis) slėgis yra 760 mm Hg. Art. o jūros vandens savitasis svoris yra 1025 kgf/m³;
2) kalnų ežere, jei atmosferos slėgis 600 mm Hg. Art. o gėlo vandens savitasis svoris yra 1000 kgf/m³;
3) plokščiame rezervuare su gėlu vandeniu, jei atmosferos slėgis yra 750 mm Hg. Art.
Sprendimas.
Absoliutus vandens slėgis: 1) jūroje pagal (1.1)
2) kalnų ežere pagal (1.1)
3) plokščiame rezervuare pagal (1.1)
arba pagal (1.2)
Pavyzdžio rezultatai rodo, kad daugeliu atvejų, esant pakankamai tikslumo praktikai, skaičiavimams galima naudoti apytikslę formulę (1.2).
Absoliutus vandens slėgis žmogui žymiai padidėja panardinant į jį. Taigi 10 m gylyje, palyginti su atmosferos slėgiu, jis padvigubėja ir yra lygus 2 kgf/cm² (200 kPa), 20 m gylyje patrigubėja ir tt Tačiau santykinis slėgio padidėjimas mažėja didėjant gylis.
Kaip matyti iš lentelės. 1.1, didžiausias santykinis slėgio padidėjimas atsiranda pirmųjų dešimties metrų panardinimo zonoje. Šioje kritinėje zonoje pastebimos didelės fiziologinės perkrovos, kurių nereikėtų pamiršti, ypač pradedantiesiems povandeniniams plaukikams (žr. 10.2).
Tiražas po vandeniu, dėl netolygaus hidrostatinio slėgio skirtingoms kūno dalims, jis turi savo ypatybes. Pavyzdžiui, esant vertikaliai vidutinio ūgio (170 cm) žmogaus padėčiai vandenyje, nepaisant panardinimo gylio, jo pėdos patirs 0,17 kgf/cm² (17 kPa) didesnį hidrostatinį slėgį nei galva.
1.1 lentelė. Vandens slėgio pokytis priklausomai nuo panardinimo gylio
Į viršutines kūno vietas, kur slėgis mažesnis, kraujas priteka (gausybė), iš apatinių kūno vietų, kur slėgis didesnis, išteka (dalinis kraujavimas). Toks kraujo tėkmės persiskirstymas šiek tiek padidina širdies apkrovą, kuri turi įveikti didesnį pasipriešinimą kraujo judėjimui kraujagyslėmis.
Kai kūnas vandenyje yra horizontalioje padėtyje, hidrostatinio slėgio skirtumas krūtinėje ir nugaroje yra mažas - tik 0,02...0,03 kgf/cm² (2...3 kPa) ir širdies apkrova šiek tiek padidėja.
Kvėpavimas po vandeniu galimas, jei išorinis vandens slėgis lygus vidiniam oro slėgiui sistemoje „plaučiai – kvėpavimo aparatas“ (1.1 pav.). Nesilaikant šios lygybės, kvėpavimas tampa sunkus ar net neįmanomas. Taigi kvėpavimas per vamzdelį 1 m gylyje, kai išorinis ir vidinis slėgio skirtumas yra 0,1 kgf/cm² (10 kPa), reikalauja didelės kvėpavimo raumenų įtampos ir negali trukti ilgai, o 2 m gylyje. kvėpavimo raumenys nebepajėgia įveikti krūtinę spaudžiančio vandens.
Ramybės paviršiuje žmogus per minutę įkvepia 12...24 įkvėpimus, o jo plaučių ventiliacija (min. kvėpavimo tūris) yra 6...12 l/min.
Ryžiai. 1.1. Reikalingo oro slėgio sistemoje „plaučiai – kvėpavimo aparatas“ grafikas priklausomai nuo panardinimo gylio: 1 - perteklinis (pagal manometrą) oro slėgis; 2 - absoliutus oro slėgis
Įprastomis sąlygomis su kiekvienu įkvėpimu ir iškvėpimu plaučiuose pasikeičia ne daugiau kaip 1/6 viso juose esančio oro. Likusi oro dalis lieka plaučių alveolėse ir yra terpė, kurioje vyksta dujų mainai su krauju. Alveolinis oras yra pastovios sudėties ir, skirtingai nei atmosferos ore, jame yra 14% deguonies, 5,6% anglies dioksido ir 6,2% vandens garų (žr. 1.2).
Netgi nedideli jo sudėties pokyčiai sukelia fiziologinius pokyčius, kurie yra kompensacinė organizmo apsauga. Esant reikšmingiems pokyčiams, kompensacinė gynyba nesusitvarkys, atsiranda skausmingų (patologinių) būsenų (žr. 10.5...10.8).
Ne visas į organizmą patenkantis oras pasiekia plaučių alveoles, kur vyksta dujų mainai tarp kraujo ir plaučių. Dalis oro užpildo organizmo kvėpavimo takus (trachėją, bronchus) ir nedalyvauja dujų mainų procese. Kai iškvepiate, šis oras pašalinamas nepasiekus alveolių. Įkvepiant į alveoles pirmiausia patenka oras, kuris lieka kvėpavimo takuose po iškvėpimo (be deguonies, su dideliu anglies dvideginio ir vandens garų kiekiu), o po to grynas oras.
Kūno kvėpavimo takų, kuriuose oras drėkinamas ir pašildomas, bet nedalyvauja dujų mainuose, tūris yra apie 175 cm³. Plaukiant su kvėpavimo aparatu (kvėpavimo vamzdeliu) bendras kvėpavimo takų (kūno ir aparato) tūris padidėja beveik dvigubai. Tuo pačiu metu pablogėja alveolių ventiliacija ir sumažėja jų efektyvumas.
Intensyviems raumenų judesiams po vandeniu reikia sunaudoti daug deguonies, todėl padidėja plaučių ventiliacija, dėl to padidėja oro srauto greitis kūno kvėpavimo takuose ir aparate (kvėpavimo vamzdelyje). Tokiu atveju kvėpavimo pasipriešinimas didėja proporcingai oro srauto greičio kvadratui. Didėjant suspausto oro tankiui pagal panardinimo gylį, didėja ir kvėpavimo pasipriešinimas.
Kvėpavimo pasipriešinimas turi didelę įtaką plaukimo po vandeniu trukmei ir greičiui.
Jei kvėpavimo pasipriešinimas siekia 60...65 mm Hg. Art. (8...9 kPa), pasunkėja kvėpavimas, greitai pavargsta kvėpavimo raumenys. Ilgainiui ištempdami įkvėpimo ir iškvėpimo fazes, galite sumažinti oro srauto greitį kvėpavimo takuose. Dėl to šiek tiek sumažėja plaučių ventiliacija, tačiau kartu pastebimai sumažėja kvėpavimo pasipriešinimas.
Plūdrumas. Dėl didelio vandens tankio žmogus, panardintas į jį, yra artimos nesvarumui sąlygomis. Vidutinis savitasis žmogaus svoris iškvepiant yra 1020...1060 kgf/m³ (10,2...10,6 kN/m³), o neigiamas plūdrumas – 1...2 kgf (10...20 N). ) stebimas – skirtumas tarp kūno išstumto vandens svorio ir jo svorio. Įkvėpus vidutinis savitasis žmogaus svoris sumažėja iki 970 kgf/m³ (9,7 kN/m³) ir atsiranda nedidelis teigiamas plūdrumas.
Plaukiant su neperšlampamais drabužiais dėl oro jo klostėse padidėja teigiamas plūdrumas, todėl pasunkėja panardinimas į vandenį. Plūdrumas gali būti reguliuojamas naudojant svarmenis. Plaukiant po vandeniu dažniausiai sukuriamas nedidelis neigiamas plūdrumas - 0,5... 1 kgf (5... 10 N). Didelis neigiamas plūdrumas reikalauja nuolatinių aktyvių judesių norint išlaikyti norimą gylį ir dažniausiai susidaro tik dirbant su atrama ant žemės (objekto).
Orientacija po vandeniu kyla tam tikrų sunkumų. Paviršiuje žmogus regėjimo pagalba orientuojasi aplinkoje, o jo kūno pusiausvyra palaikoma vestibiuliarinio aparato, raumenų-sąnarių pojūčio ir pojūčių, atsirandančių vidaus organuose ir odoje, pasikeitus kūno padėčiai. . Jis nuolat patiria gravitacijos veikimą (palaikymo jausmą) ir suvokia menkiausius kūno padėties erdvėje pokyčius.
Plaukiant po vandeniu žmogus netenka įprastos atramos. Tokiomis sąlygomis vienintelis jutimo organas, orientuojantis žmogų erdvėje, yra vestibiuliarinis aparatas, kurio otolitus ir toliau veikia gravitacijos jėgos. Nulinio plūdrumo žmogui ypač sunku orientuotis po vandeniu. Po vandeniu plaukikas užmerktomis akimis daro klaidas nustatydamas savo kūno padėtį erdvėje 10...25° kampu.
Orientuojantis po vandeniu didelę reikšmę turi žmogaus padėtis. Laikoma, kad nepalankiausia padėtis yra ant nugaros atmetus galvą.
Šaltam vandeniui patekus į ausies landą dėl vestibiuliarinio aparato dirginimo, plaukikui svaigsta galva, tampa sunku nustatyti kryptį, paklaida dažnai siekia 180°.
Plaukikas, norėdamas naršyti po vandeniu, yra priverstas naudoti išorinius veiksnius, kurie signalizuoja apie kūno padėtį erdvėje: iškvepiamo oro burbuliukų judėjimą iš aparato, plūdurų ir pan. Orientuojantis po vandeniu didelę reikšmę turi plaukiko treniruotė.
Vandens pasipriešinimas turi pastebimą poveikį plaukimo greičiui. Plaukiant paviršiumi 0,8... 1,7 m/s greičiu, atsparumas kūno judėjimui atitinkamai padidėja nuo 2,5 iki 11,5 kgf (nuo 25 iki 115 N). Plaukiant po vandeniu yra mažesnis pasipriešinimas judėjimui, nes povandeninis plaukikas užima horizontalesnę padėtį ir jam nereikia periodiškai kelti galvos iš vandens, kad atsikvėptų. Be to, po vandeniu yra mažesnė stabdymo jėga dėl bangų ir turbulencijos, atsirandančios dėl plaukiko judesių. Patirtis baseine rodo, kad tas pats žmogus, kuris 50 m krūtine distanciją nuplaukia per 37,1 s, tą patį atstumą po vandeniu nuplaukia per 32,2 s.
Vidutinis plaukimo po vandeniu greitis su hidrokostiumu su aparatu 0,3...0,5 m/s. Nedidelėse distancijose gerai treniruoti plaukikai gali pasiekti 0,7.., 1 m/s greitį, gerai treniruojami - iki 1,5 m/s.
Kūno vėsinimas vandenyje vyksta intensyviau nei ore. Vandens šilumos laidumas yra 25 kartus didesnis, o šilumos talpa 4 kartus didesnė nei oro. Jeigu žmogus 4°C ore gali būti 6 valandas be pavojaus sveikatai ir jo kūno temperatūra nekrenta, tai tokios pat temperatūros vandenyje neužkietėjęs žmogus be apsauginių drabužių dažniausiai miršta nuo hipotermijos po 30 m. ..60 min. Kūno vėsinimas didėja mažėjant vandens temperatūrai ir esant srovei.
Oro aplinkoje intensyvūs šilumos nuostoliai, esant 15...20° C oro temperatūrai, atsiranda dėl radiacijos (40...45%) ir garavimo (20...25%) bei šilumos dalies. perdavimas per laidumą sudaro tik 30.. .35%.
Vandenyje žmogus be apsauginių drabužių praranda šilumą daugiausia dėl laidumo. Ore šilumos nuostoliai atsiranda maždaug 75% kūno paviršiaus ploto, nes vyksta šilumos mainai tarp besiliečiančių kojų, rankų paviršių ir atitinkamų kūno vietų. Vandenyje šilumos nuostoliai atsiranda nuo viso kūno paviršiaus.
Tiesiogiai su oda besiliečiantis oras greitai įkaista ir iš tikrųjų yra aukštesnės temperatūros nei aplinkinis oras. Net vėjas negali visiškai pašalinti šio šilto oro sluoksnio nuo odos. Vandenyje, turinčiame didelę savitąją šiluminę talpą ir didelį šilumos laidumą, šalia kūno esantis sluoksnis nespėja įkaisti ir jį lengvai išstumia šaltas vanduo. Todėl kūno paviršiaus temperatūra vandenyje mažėja intensyviau nei ore. Be to, dėl netolygaus hidrostatinio vandens slėgio apatinės kūno sritys, kurios patiria didesnį spaudimą, labiau vėsinamos ir turi žemesnę odos temperatūrą nei viršutinės, kurias mažiau spaudžia vanduo.
Kūno šiluminiai pojūčiai tos pačios temperatūros ore ir vandenyje skiriasi. Lentelėje 1.2 pateikiamas lyginamasis žmogaus pojūčių aprašymas esant tokiai pačiai vandens ir oro temperatūrai.
1.2 lentelė. Šiluminiai kūno pojūčiai ore ir vandenyje
Dėl intensyvaus vėsinimo ir suspaudimo hidrostatiniu slėgiu sumažėja odos jautrumas vandenyje, blyškėja skausmas, todėl gali likti nepastebėti smulkūs įpjovimai ir net žaizdelės.
Einant po vandeniu su vandeniui atspariais drabužiais, odos temperatūra krinta netolygiai. Didžiausias odos temperatūros kritimas stebimas galūnėse (1.3 lentelė).
Girdėjimas vandenyje pablogėja, nes garsai po vandeniu suvokiami daugiausia per kaulų laidumą, kuris yra 40% mažesnis nei oro laidumas.
Girdėjimo diapazonas kaulinio laidumo metu priklauso nuo garso aukščio: kuo aukštesnis tonas, tuo geriau girdimas garsas. Tai turi praktinę reikšmę plaukikų susisiekimui tarpusavyje ir su paviršiumi.
Nardant įrangą su dideliu šalmu, oro laidumas išlaikomas beveik visiškai.
1.3 lentelė. Vidutinė povandeninio plaukiko odos temperatūra 2 valandas išbuvus šaltame vandenyje (1...9°C) su apsauginiais drabužiais
Garsas vandenyje sklinda 4,5 karto greičiau nei atmosferoje, todėl po vandeniu signalas iš šone esančio garso šaltinio į abi ausis pasiekia beveik vienu metu, skirtumas mažesnis nei 0,00-001 s. Toks nedidelis signalo atvykimo laiko skirtumas nėra pakankamai gerai diferencijuojamas, o aiškus erdvinis garso suvokimas nevyksta. Vadinasi, žmogui sunku nustatyti garso šaltinio kryptį po vandeniu.
Matomumas vandenyje priklauso nuo jame ištirpusių medžiagų, skendinčių dalelių, kurios išsklaido šviesos spindulius, kiekio ir sudėties. Purviname vandenyje net giedru saulėtu oru matomumas beveik nėra.
Šviesos prasiskverbimo į vandens stulpelį gylis priklauso nuo spindulių kritimo kampo ir vandens paviršiaus būklės. Į vandens paviršių krintantys įstrižai saulės spinduliai prasiskverbia į negilį gylį, o dauguma jų atsispindi nuo vandens paviršiaus. Silpni bangavimas ar bangavimas smarkiai sumažina matomumą vandenyje.
10 m gylyje apšvietimas yra 4 kartus mažesnis nei paviršiuje. 20 m gylyje apšvietimas sumažėja 8 kartus, o 50 m gylyje - keliasdešimt kartų. Skirtingo bangos ilgio spinduliai sugeriami netolygiai. Ilgosios bangos ilgio matomo spektro dalis (raudonieji spinduliai) beveik visiškai sugeria paviršinius vandens sluoksnius. Trumpųjų bangų dalis (violetiniai spinduliai) skaidriausiame vandenyno vandenyje gali prasiskverbti ne daugiau kaip į 1000... 1500 m gylį Žalieji spinduliai neprasiskverbia giliau nei 100 m.
Povandeninis matymas turi savo ypatybes. Vanduo turi maždaug tokią pat laužiamąją galią kaip ir akies optinė sistema. Jei plaukikas neria be kaukės, šviesos spinduliai prasiskverbia pro vandenį ir patenka į akį nelūžinėdami. Šiuo atveju spinduliai susilieja ne ties tinklaine, o daug toliau, už jos. Dėl to regėjimo aštrumas pablogėja 100...200 kartų, mažėja regėjimo laukas, daiktų vaizdas pasirodo neaiškus, neryškus, žmogus tampa toliaregis.
Kai naras, dėvintis kaukę, neria, šviesos spindulys iš vandens praeina pro kaukėje esantį oro sluoksnį, patenka į akį ir kaip įprasta lūžta savo optinėje sistemoje. Tačiau povandeninis plaukikas objekto vaizdą mato kiek arčiau ir aukščiau nei jo tikroji vieta. Patys objektai po vandeniu atrodo daug didesni nei iš tikrųjų. Patyrę plaukikai prisitaiko prie šių vizualinių savybių ir nepatiria jokių sunkumų.
Spalvų suvokimas taip pat smarkiai pablogėja vandenyje. Ypač prastai suvokiamos mėlynos ir žalios spalvos, kurios artimos natūraliai vandens spalvai, balta ir oranžinė.
Persiųsti
Turinys
Atgal
