Физика человека. Данные о среднем инженере / инженере-даме или будущем инженере. Механика и гидравлика инженеров. Расход энергии инженерами. Тепловые параметры инженеров. Инженеры и звук. Электрические параметры инженеров. Оптика инженеров.
Таблица 1. Механика и гидравлика человека (верно для инженеров, но, конечно, не только для них).
Средняя плотность тела человека |
1036 кг/м 3 |
Плотность крови человека |
1050-1064 кг/м 3 |
Средняя скорость движения крови в сосудах человека, м/с |
0,2-0,5 в артериях |
0,10-0,20 в венах |
0,0005-0,0020 в капиллярах |
Скорость распространения раздражения по двигательным и чувствительным нервам (скорость распространения сигнала) |
40-100 м/с |
Нормальное избыточное над атмосферным давление в артерии руки взрослого человека
|
нижнее ( в начальной фазе сокращения сердечной мышцы) |
9,3 кПа = 70 мм рт.ст. |
верхнее ( в конечной фазе сокращения сердечной мышцы) |
16 кПа = 120 мм рт.ст. |
Объем крови, выбрасываемой сердцем при пульсе 60 ударов в минуту |
3,6л/мин = 216л/час = 5200л/сутки |
Работа сердца при одном сокращении |
1 Дж=0,1 кгс*м |
Сила работающего сердца:
|
в начальной фазе сокращения сердечной мышцы |
90 Н |
в конечной фазе сокращения сердечной мышцы |
70 Н |
Мощность взрослого человека:
|
обычная ходьба, слабый ветер |
60-65 Вт |
быстрая ходьба, 7 км/час |
200 Вт |
Неспешная езда на велосипеде без ветра (10 км/час) |
40 Вт |
Езда на велосипеде со скоростью 20 км/час в безветренную погоду |
320 Вт |
Поверхностное натяжение крови |
60 мН/м |
Таблица 2. Примерный расход энергии человеком при различной деятельности.
Вид развлечений |
Расход энергии в 1 час на 1 кг массы человека |
кДж |
ккал |
Подготовка уроков |
5,4-6,7 |
1,3-1,6 |
Выполнение лабораторных работ |
6,0-6,7 |
1,4-1,6 |
Чтение про себя |
5,4 |
1,3 |
Физическая зарядка |
14,3-20,6 |
3,4-4,9 |
Плавание |
30 |
7,1 |
Сон |
3,8 |
0,9 |
Лежать без движения |
4,6 |
1,1 |
Секс |
30 |
7,1 |
Стоять без движения |
7,1 |
1,7 |
Кататься на мотоцикле |
8,8 |
2,1 |
Сгребать сено в копну |
22,7-24,6 |
5,5-5,7 |
Работа грузчиком ( не в концлагере) |
11,3-17,2 |
2,7-4,1 |
Прогулка ( 5 км/час) |
13,9-18,4 |
3,3-3,9 |
Таблица 3. Тепловые параметры человека.
Нормальная температура тела |
36,7 °C |
Нормальная температура лба |
33,4°C |
Нормальная температура ладоней рук |
32,8°C |
Нормальная температура подошв ног |
30,2°C |
Температура замерзания ( плавления) крови |
от -0,56 до -0,58°C |
Удельная теплоемкость крови |
3,9 кДж/(кг* °K)=0,93 кал/(г* °С) |
Удельная теплоемкость человеческого тела средняя |
3,47 кДж/(кг* °K) |
Масса воды, испаряющаяся с поверхности тела и из легких |
0,8-2,0 кг/сутки |
Наиболее благоприятная относительная влажность |
40-60% |
Таблица 4. Электрические параметры человека.
Удельное сопротивление тканей тела
|
мышцы |
1,5 Ом*м |
кровь |
1,8 Ом*м |
верхний слой кожи (сухой) |
3,3*105 |
кость без надкостницы |
2*106 |
Диэлектрическая проницаемость
|
кровь |
85,5 |
кожа сухая |
40-50 |
кость без надкостницы |
6-10 |
Сопротивление тела человека от конца одной руки до конца дргой, при неповрежденной сухой коже рук. |
15 кОм |
Безопасная сила тока через тело человека |
1 мА |
Сила тока через тело, с очень высокой вероятностью приводящая к серьезным повреждениям организма |
100мА |
Безопасное напряжение для сырых помещений |
12В |
Безопасное напряжение для сухих помещений |
36В |
Таблица 5. Звуковые параметры человека .
Мощность голоса
|
Тихий шепот |
10-9Вт |
Обычная речь |
7*10-6Вт |
Предельные вопли |
2*10-3Вт |
Интенсивность звука при пороге слышимости |
10-12 Вт/м |
Интенсивность звука при пороге болевого ощущения |
10-100 Вт/м |
Частоты,наибольшей чувствительности уха |
1500-4000 Гц |
Частотный диапазон разговора
|
у мужчин |
85-200 |
у женщин |
160-340 |
Частотный диапазон при пении
|
бас |
80-350 Гц |
баритон |
110-400 Гц |
тенор |
130-520 Гц |
сопрано |
260-1050 Гц |
детский голос |
260-1050 Гц |
колоратурное сопрано |
330-1400 Гц |
Длина голосовых связок у певцов
|
бас |
2,5 см |
тенор |
1,7-2,0 см |
сопрано |
1,5 см |
Рекордная высота женского голоса при пении |
2350 Гц |
Скорость звука в тканях тела |
1530-1600 м/с |
Таблица 6. Оптика человека.
Длительность сохранения возникшего зрительного ощущения |
0,14 с |
Диаметр глазного яблока взрослого |
24-25 мм |
Расстояние между зрачками глаз взрослого |
54-72 мм |
Толщина склеры (белковой оболочки) |
0,4-1,0 мм |
Толщина сосудистой оболочки |
до 0,35 мм |
Толщина сетчатки |
0,1-0,4 мм |
Диаметр хрусталика, мм |
8-10 мм |
Наибольшая толщина хрусталика |
3,7-4,0 мм |
Показатель преломления хрусталика |
прим. 1,4 |
Фокусное расстояние хрусталика |
прим 70 мм |
Оптическая сила хрусталика (у молодых) |
19-33 дпрт |
Показатель преломления водянистой и студенистой влаги |
1,34 |
Давление прозрачной жидкости, заполянюещей глаз (внутриглазное) |
104 кПа = 780 мм рт.ст. |
Диаметр зрачка светлым днем |
2-3 мм |
Диаметр зрачка ночью (0,01 лк) |
6-8 мм |
Размеры слепого пятна ( овального) |
1,5*2 мм |
Число палочек в сетчатке глаза |
130 млн |
Число колбочек в сетчатке глаза |
7 млн |
Длина волны света, к которой глаз наиболее чувствителен |
555 нм (желто-зеленый) |
Оптическая сила всего глаза |
60 дптр |
Поле зрения неподвижного глаза по горизонтали |
160 ° |
Поле зрения неподвижного глаза по вертикали |
130 ° |
Минимальный размер изображения на сетчатке, при котором разделимы 2 точки |
0,002 мм |
|