Какова работа, выполняемая при сокращении левого желудочка, если через аорту прокачивается 65 мл крови со скоростью
Какова работа, выполняемая при сокращении левого желудочка, если через аорту прокачивается 65 мл крови со скоростью 0,6 м/с против давления 15 кПа? Плотность крови составляет 1060 кг/м3.
12.12.2023 09:32
Инструкция:
На вас наложена задача вычислить работу, выполняемую при сокращении левого желудочка сердца. Работа (W) определяется как умножение перемещения (s) на приложенную силу (F) в направлении переноса. В данной задаче, сокращение левого желудочка подразумевает перенос крови через аорту, поэтому работа будет определяться как перемещение крови через расстояние аорты (s) умноженное на силу (F), необходимую для прокачивания крови.
Для решения задачи, нужно использовать формулу работы W = F * s, где F - сила, а s - перемещение.
Решение:
Из условия задачи имеем:
F = P * A, где P - давление и A - площадь поперечного сечения аорты.
В задаче дано давление (15 кПа) и плотность крови (1060 кг/м3). Найдем площадь поперечного сечения аорты (A).
Из известных данных можно определить объем крови, прокачиваемый через аорту:
V = 65 мл = 65 * 10^(-6) м^3
Плотность крови = масса / объем:
1060 кг/м^3 = масса / (65 * 10^(-6) м^3)
масса = 1060 кг/м^3 * 65 * 10^(-6) м^3 = 0.0689 кг
Масса = плотность * объем, тогда площадь поперечного сечения:
A = масса / (плотность * s)
A = 0.0689 кг / (1060 кг/м^3 * 0.6 м/с) = 0.1036 м^2
Теперь мы можем рассчитать работу (W):
W = F * s = (P * A) * s = (15 кПа * 0.1036 м^2) * 0.6 м/с = 0.09324 кВт
Демонстрация:
По условию задачи, работа, выполняемая при сокращении левого желудочка, равна 0.09324 кВт.
Совет:
Для лучшего понимания концепции работы и её вычисления, рекомендуется изучить основы физики и принципы энергии.
Практика:
Пусть давление в аорте составляет 20 кПа, а перемещение крови протекает на расстояние 0.5 м cо скоростью 0.8 м/с. Вычислите работу, выполняемую при сокращении левого желудочка сердца. (Ответ: 0.160 кВт)