ПОВЕДІНКА ЛЮДИНИ ПРИ ПЕРЕВАНТАЖЕННЯХ ТА У НЕВАГОМОСТІ

 

Природнім станом для людини при відсутності прискорення є рівність нулю дій сил тяжіння і сил реакції опори, оскільки в такому випадку вони рівні і протилежно спрямовані. При прискорених рухах можуть виникати стани перевантаження та невагомості. Такі стани відчували всі, хто хоча б раз їздив ліфтом.

Перевантаження можуть спричинювати суттєвий вплив на організм людини, оскільки в таких станах відбувається відтік крові, змінюється взаємний тиск внутрішніх органів один на інший, виникає їх деформація і т.і. Тому людина здатна витримувати лише обмежені перевантаження. Перевантаження визначається відношенням:

, (1.1)

Рис. 1.3.
Рис. 1.4.

де - сила реакції опори, а множник визначає співвідношення поміж прискоренням, з яким рухається людина та прискоренням вільного падіння .

Рис. 1.5.
Рис. 1.6.
На рис. 3 схематично показані положення тіла, і приведені відповідні значення перевантажень, які може впродовж декількох хвилин витримувати здоровий організм людини без серйозних порушень. При цьому дуже важливим є час дії перевантаження, через який людина може втратити свідомість, як от космонавт або льотчик (рис. 4).

Для біологічних об’єктів невагомість – незвичайний стан, хоча у повсякденному житті можна стикатися з короткочасними періодами часткової невагомості: стрибки, гойдалки, початок руху вниз швидкісного ліфту та ін. відсутність дії опори під час невагомості призводить до загальної детренірованості і пов’язаному з цим зниженням працездатності. При цьому зменшується м’язова маса, відбувається де мінералізація кісткових тканин. Тому космонавти в умовах невагомості виконують спеціальні тренувальні фізичні вправи і носять костюми, які, утруднюючи рух, довантажують роботу м’язів.

У звичайних умовах гідростатичний тиск крові у верхній частині тіла менший, ніж у нижній. В невагомості кров рівномірно розподіляється в організмі, що означає, що верхня частина тіла переповнена кров’ю у порівнянні із звичайним станом. При цьому відчуватиметься важкість у голові, набряклість обличчя. Виникатимуть вестибулярні розлади.

Навіть звичайний математичний маятник (у неінерціальній системі відліку) може бути використаний для визначення модуля та напрямку прискорення системи:

. (1.2)

Рис. 1.8.
Рис. 1.7.
Але, більш зручним індикатором прискорення системи є пристрій, зображений на рис. 5 – це тіло відомої маси, закріплене на 6-ти пружинах. По деформаціях пружин можна визначити значенні та напрямок сили, що діє на тіло, а, відповідно, прискорення системи. Є інші прилади (гіровертикаль, гірогоризонт), дія яких заснована на гіроскопічному принципі (рис. 6).Такі індикатори використовуються в інерціальній навігації, у космонавтиці. Такі пристрої отримали назву інерціальних систем орієнтації. В організмі людини роль такої системи виконує вестибулярний апарат. Він розташований у внутрішньому вусі і складається з трьох взаємно перпендикулярних півколових каналів і порожнини(рис. 7, 8). На внутрішній поверхні стінок порожнини і в частині півколових каналів знаходяться групи чуттєвих нервових кліток, які мають вільні закінчення у вигляді волосків. Всередині порожнини і півколових каналів є желеподібна маса – ендолімфа, яка містить дрібні кристали фосфорнокислого та вуглекислого кальцію (отоліти). Прискорений рух голови викликає переміщення ендолімфи і отолітів, що сприймається нервовими клітинами (через волоски). Вестибулярний апарат не відрізняє гравітаційну дію від дій при прискореному русі системи. Якщо на вестибулярний апарат періодично діяти, як буває під час качки корабля, то може виникнути стан, який називається морською хворобою.

Для діагностування порушень роботи вестибулярного апарату використовують:

1. Аудіометрію, яка дозволяє визначати слухову чуттєвість.

2. Ультразвукове обстеження, за допомогою якого перевіряється стан хребетних артерій.

3.

Рис. 1.7.
Рис. 1.8.

Комп’ютерну томографію мозку на предмет патологічних змін.