II. Звук и его восприятие.

2.1.  4,7·10^-4м. 2.2. При заданной интенсивности с увеличением частоты звука амплитуда уменьшается, . 2.3. Для воздуха: λ₁ = 17 м, λ₂ = 0,017 м; для воды: λ₁ = 70 м, λ₂ = 0,07 м. 2.4. 1/25. 2.5. 9,65·10^-12 м, 9,65·10^-6 м. 2.6. Ультразвуковые коле­бания обладают меньшей длиной волны, чем волны слышимого диа­пазона. Следовательно, для создания направленного пучка ультразву­ка размеры рефлектора могут быть значительно меньше, чем для зву­ка слышимого диапазона. Кроме этого, явления дифракции в меньшей мере сказываются на направленности ультразвукового пучка. 2.7. 3,85 см. 2.8. 0,18 рад. 2.9. 1,5 м; 17,2 м. 2.10. 863 Гц; 745Гц. 2.11. 0,2 м/с. 2.12. а) 1416 Гц; б) 1294 Гц. 2.13. При исследовании на мягких пластичных тканях звук поглощается и затухает, на упругих тканях наблюдается резонанс в перкуторном звуке тона, соответствующего их собственной частоте. Резонируют полости тела, наполненные воздухом, кости, эластичные перепонки. 2.14. Ба­рабанная перепонка не имеет собственного периода колебаний. Это свойство исключает ее резонанс в диапазоне воспринимаемых звуков. 2.15. Из-за разных волновых сопротивлений сред ультразвук отражается от границы раздела и энер­гия ультразвука не поступает в облучаемую ткань. 2.16. Волновые сопротивления этих сред мало отличаются от акустических сопротив­лений ткани, и звуковая энергия почти не отражается от границ раз­дела сред. 2.17. В диапазоне частот 700 – 800 Гц воздух и барабан­ная перепонка имеют одинаковые волновые сопротивления. 2.18. 1538 м/с. 2.19. Звуки различных частот неодинаково поглощаются воздухом. Более высокие частоты поглощаются сильнее, и спектр зву­ков речи меняется. 2.20. 3,6 см. 2.21. 20,6·10⁴ Па. 2.22. 16·10^-3 Вт/м². 2.23. На рас­стоянии 1 м, если человек и точка, в которой измеряют интенсивность, находятся с одной стороны по отношению к источнику, и на расстоя­нии 9/11 м – если с противоположных сторон. 2.24. 1,4·10^-3 Н; 1,4·10^-9 Н. 2.25. 8,5 кДж. 2.26. В 10,7 раза. 2.27. 3,3·10^-17 Вт/см². 2.28. 10 дБ. 2.29. В этом случае вос­приятие звука осуществляется с помощью костной проводимости, что и вызывает незначительное ослабление слуха относительно собственного голоса. 2.30. 6,3·10^-6 Па. 2.31. При интенсивности звука автосирены 10^-7 Вт/см² уровень интенсив­ности равен 90 Дб, а это превосходит нормально допустимый уровень шума. 2.32. 1 фон. 2.33. Так как звук чистого тона имеет синусо­идальные колебания, эффективное давление связано с амплитудным формулой , откуда р₀ = = = 2,8·10³ Па. 2.34. 30 раз. 2.35. 1000. 2.36. Такое различие обусловлено неодинаковой чувствительностью уха к звукам разных частот. 2.37. 10⁵ раз. 2.38. 0; 130 фон. 2.39. 10² раз. 2.40. 10^-9 Вт/см²; 10^-11 Вт/см²; 10^-11 Вт/см². 2.41. На 30 фон. 2.42. 10 фон, 30 фон, 60 фон, 50 фон. 2.43. Второй звук гром­че. 2.44. 20 фон, 30 фон, 30 фон. 2.45. 0,23 рад. 2.46. ; . 2.47. ; y₁  0,07 см; y₂ = 0.

III. Течение жидкости. Особенности кровотока.

3.1. 0,2 м/с; 0,1 м/с. 3.2. S_к/S_а  800. 3.3. 1,7 м. 3.4. Падение давления на каком-либо участке системы непосредствен­но определяется сопротивлением течению крови на этом участке ,поэтому большая часть сопротивления течению всей сис­темы приходится на мелкие кровеносные сосуды. 3.5. Пульсация крови сглаживается вследствие эластичности сосудов и наличия тре­ния. 3.6. Постоянство расхода крови обусловлено тем, что относи­тельно высокая скорость кровотока в аорте снижается по мере пере­хода ее к капиллярам и повышается в венозной части системы кро­вообращения. 3.7.  0,4 м/с. 3.8. 6,4·10³ см²;  8·10⁸. 3.9. Урав­нение Бернулли для двух сечений имеет вид

. (1)

На основании уравнения неразрывности струи

. (2)

Решая совместно (1) и (2) с учетом, что , получим . Масса крови, протекающей ежесекундно через артерию, . 3.10.  7,6·10⁴. 3.11.  0,014 Дж. 3.12.  39,8 Н. 3.13. 87 Н, 67 Н. 3.14. В крупных венах в результате работы сердца давление на 2 – 3 мм. рт. ст. меньше атмосферного, что способствует всасыванию воздуха и возникновению газовой эмболии при их повреждении. В артериях давление превыша­ет атмосферное, поэтому при их повреждении не наблюдается всасы­вания воздуха, что является для человека более безопасным. 3.15. 1 Дж;  3,3 Вт. 3.16.  1 %;  20 %. 3.17. . 3.18.  0,76 %. 3.19.  5. 3.20. Диаметр иглы для подкожных инъекций мал, и поэтому для выталкивания жидкости из шприца через иглу за корот­кий промежуток времени потребовалось бы (на основании формулы Пуазейля) приложить большое усилие. 3.21. 1:16. 3.22. В 8 раз быстрее при увеличении диаметра, чем при увеличении давления. 3.23. Различие в коэффициентах внутреннего трения обусловлено тем, что около 44 % от общего объема крови составляют форменные эле­менты: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. 3.24. а) 2,04·10⁷ Па; б) 16,75·10⁷ Па. 3.25.  4·10^-4 см². 3.26.  5 с. 3.27. Уменьшение статического давления вызвано быстрым ростом сопротивления кровотоку по мере удаления от сердца и уменьшения сечения отдельных сосудов – капилляров. 3.28.  3,5·10¹⁹ (Н·с)/м⁵. 3.29.  1,6·10¹¹ (Н·с)/м⁵. 3.30. В ка­пиллярах и малых артериальных и венозных сосудах при нормальных физиологических условиях кровь течет всегда ламинарно. В крупных сосудах может иметь место турбулентное течение, так как величина критической скорости зависит от радиуса сосуда. 3.31. При движении крови по сосудам на нее действуют силы вязкости и инерционные силы , где r – радиус сосуда; η – вязкость крови;  – средняя скорость течения крови; ρ – плотность крови. Так как инерционные силы возрастают пропор­ционально квадрату скорости, то они при определенных условиях достигают значений, которые не могут быть компенсированы силами вязкости. При этом ламинарное течение переходит в турбулентное. Отношение инерционной силы к силе вязкости, при котором происхо­дит такое изменение, называется критическим числом Рейнольдса: . 3.32. В ламинарном потоке эритроциты ориентированы своей длинной осью вдоль направления потока. При возник­новении турбулентности такая ориентация нарушается, в силу чего увеличивается электрическое сопротивление. 3.33.  4,4 м/с. 3.34. 0,34 м/с;  1,1 раза. 3.35. В растворах с различным осмоти­ческим давлением, помещенных по обе стороны полупроницаемой мембраны, происходит движение растворителя через мембрану от раст­вора с меньшим осмотическим давлением (гипотоническим) в сторону раствора с большим осмотическим давлением (гепертоническим) до тех пор, пока осмотические давления по обе стороны мембраны не выровняются. Осмотическое давление внутри эритроцитов такое же, как в плазме крови. Если же эритроциты поместить в раствор, имеющий большее осмотическое давление, чем плазма крови, они начнут смор­щиваться, а в гипотоническом растворе будут разбухать вплоть до разрушения оболочек. 3.36. Введение солевого раствора повышает осмотическое давле­ние крови; вода выделяется из тканей, проникает в кровеносные со­суды и увеличивает диурез (процесс образования и выделения мочи).