Номер 1, страница 8 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

1. Измерьте, сколько раз ваше сердце сокращается за одну минуту.

а) С какой частотой сокращается ваше сердце?

б) Чему равен период сердечных сокращений?

в) На рисунке 1 представлен фрагмент кардиограммы здорового человека. Сколько сокращений за одну минуту совершает сердце этого человека?

400 мс

Рис. 1

Чтобы измерить, сколько раз ваше сердце сокращается за одну минуту, необходимо измерить свой пульс. Для этого найдите пульс на запястье или шее, используя указательный и средний пальцы. Посчитайте количество ударов за 60 секунд. Это и будет количество сокращений в минуту. Для упрощения можно считать удары в течение 15 секунд и умножить полученное число на 4.
В качестве примера для дальнейших расчетов примем, что в состоянии покоя было насчитано 75 ударов в минуту.

а) С какой частотой сокращается ваше сердце?

Частота сердечных сокращений ($ \nu $) — это количество сокращений ($ N $) за единицу времени ($ t $). Она вычисляется по формуле: $ \nu = \frac{N}{t} $.
Используя наши примерные данные ($ N = 75 $ сокращений, $ t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с} $), найдем частоту:
$ \nu = \frac{75}{60 \text{ с}} = 1.25 \text{ Гц} $
Ответ: При 75 ударах в минуту частота сокращений сердца составляет 1.25 Гц. (Ваш ответ будет зависеть от вашего личного измерения).

б) Чему равен период сердечных сокращений?

Период ($ T $) — это время одного полного сокращения. Он является величиной, обратной частоте: $ T = \frac{1}{\nu} $, или его можно рассчитать как $ T = \frac{t}{N} $.
Используя наши примерные данные:
$ T = \frac{1}{1.25 \text{ Гц}} = 0.8 \text{ с} $
Или:
$ T = \frac{60 \text{ с}}{75} = 0.8 \text{ с} $
Ответ: При 75 ударах в минуту период сердечных сокращений равен 0.8 с. (Ваш ответ будет зависеть от вашего личного измерения).

в) На рисунке 1 представлен фрагмент кардиограммы здорового человека. Сколько сокращений за одну минуту совершает сердце этого человека?

Дано:

$t = 1 \text{ мин}$

Перевод в систему СИ:
$t = 60 \text{ с}$

Найти:

$N$ - ?

Решение:

Для нахождения количества сокращений за минуту, сначала определим период одного сокращения ($T$) по представленной кардиограмме. Период — это время между двумя последовательными пиками на графике.
1. Анализируем масштаб графика. Указано, что отрезок, равный 4 большим клеткам по горизонтали, соответствует времени 400 мс. Следовательно, одна большая клетка соответствует $400 \text{ мс} / 4 = 100 \text{ мс}$.
2. Измеряем расстояние между двумя соседними высокими пиками. Оно составляет 4 больших клетки.
3. Рассчитываем период $T$ и переводим его в систему СИ:
$T = 4 \text{ клетки} \cdot 100 \frac{\text{мс}}{\text{клетка}} = 400 \text{ мс} = 0.4 \text{ с}$
4. Теперь можем рассчитать количество сокращений ($N$) за время $t$ по формуле:
$N = \frac{t}{T}$
Подставим числовые значения:
$N = \frac{60 \text{ с}}{0.4 \text{ с}} = 150$
Ответ: Сердце этого человека совершает 150 сокращений за одну минуту.