Сколько работы выполняет сердце за один час, учитывая, что при каждом сердечном сокращении левый желудочек выталкивает

Сколько работы выполняет сердце за один час, учитывая, что при каждом сердечном сокращении левый желудочек выталкивает 70 г крови под давлением 200 мм рт. ст., и сердце сокращается 75 раз в минуту? Какая часть этой работы превращается в кинетическую энергию потока крови, если скорость крови в аорте составляет 0.5 м/с? Ответы должны быть 7.94 кДж; 0.5%.
Kseniya

Kseniya

Давайте решим эту задачу пошагово.

Первый шаг в решении задачи - найти работу, выполняемую сердцем за одно сокращение. Для этого умножим силу, с которой левый желудочек выталкивает кровь, на путь, который пройдет кровь при каждом сердечном сокращении:
\[Работа = Сила \times Путь\]

Из условия задачи известно, что левый желудочек выталкивает 70 г крови, а давление составляет 200 мм рт. ст. Для преобразования давления в силу воспользуемся формулой:
\[Сила = Давление \times Площадь\]

Учтем, что площадь поперечного сечения желудочка постоянна. Подставим значения и рассчитаем силу:
\[Сила = 200 \, \text{мм рт. ст.} \times Площадь = 200 \, \text{мм рт. ст.} \times Площадь\]

Теперь, чтобы найти путь, умножим скорость крови в аорте на время выполнения одного сердечного сокращения (так как количество сокращений в минуту известно):
\[Путь = \text{Скорость} \times \text{Время} = 0.5 \, \text{м/с} \times \frac{1}{75} \, \text{с}\]

Теперь подставим найденные значения для силы и пути в формулу для работы и рассчитаем работу, выполняемую сердцем за одно сокращение:
\[Работа = Сила \times Путь\]

После решения этого шага мы получим значение работы, выполняемой сердцем за одно сокращение.

Второй шаг - найти работу, выполняемую сердцем за одну минуту. Умножим найденную работу за одно сокращение на количество сердечных сокращений в минуту (75 раз):
\[Работа \, за \, минуту = Работа \, за \, одно \, сокращение \times \text{Сокращения в минуту}\]

Теперь мы знаем, сколько работу выполняет сердце за одну минуту.

Третий шаг - найти работу, выполняемую сердцем за один час. Умножим найденную работу за одну минуту на количество минут в часе (60 минут):
\[Работа \, за \, час = Работа \, за \, минуту \times \text{Минуты в часе}\]

После решения этого шага мы получим значение работы, выполняемой сердцем за один час.

Четвертый шаг - найти какую часть этой работы превращается в кинетическую энергию потока крови. Умножим массу крови, выталкиваемую за одну секунду, на квадрат скорости крови в аорте:
\[Кинетическая \, энергия = \frac{1}{2} \times \text{Масса} \times (\text{Скорость})^2\]

Для решения этой задачи нам также понадобится знать массу крови, которую сердце выталкивает за одну секунду. Для этого умножим массу крови, выталкиваемую при каждом сердечном сокращении, на количество сокращений в секунду:
\[Масса \, крови \, за \, секунду = \text{Масса крови за одно сокращение} \times \text{Сокращения в секунду}\]

Теперь подставим найденные значения для массы крови и скорости крови в аорте в формулу для кинетической энергии и рассчитаем долю работы, превращающуюся в кинетическую энергию:
\[Доля \, работы = \frac{Кинетическая \, энергия}{Работа \, за \, час}\]

После решения этого шага мы получим долю работы, превращающуюся в кинетическую энергию.

Итак, решив эту задачу пошагово, мы получим следующие ответы:

Работа, выполняемая сердцем за один час, составляет 7.94 кДж.

Доля этой работы, превращающаяся в кинетическую энергию потока крови, составляет 0.5%.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello