Номер 3, страница 90 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

3. Почему при резком подъеме или спуске лифта мы ощущаем учащение сердцебиения и головокружение?

Ощущения, возникающие при резком подъеме или спуске лифта, напрямую связаны с физическим явлением изменения веса тела и рефлекторной реакцией нашего организма на это изменение. В состоянии покоя или равномерного движения на нас действует только сила тяжести, и наш вес $P$ равен произведению массы $m$ на ускорение свободного падения $g$: $P = mg$. Однако при движении с ускорением наш вес меняется.

При резком подъеме (ускорение направлено вверх)

Когда лифт начинает ускоряться вверх, наш вес увеличивается и становится равен $P = m(g+a)$, где $a$ – ускорение лифта. Возникает состояние, называемое перегрузкой. Мы ощущаем, что нас "вдавливает" в пол. Это вызывает следующие физиологические эффекты:

1. Отлив крови от головы. Под действием возросшей силы тяжести и инерции кровь в нашем теле стремится переместиться в нижнюю часть туловища и ноги. Это приводит к временному уменьшению притока крови к головному мозгу.

2. Учащение сердцебиения. В ответ на угрозу кислородного голодания мозга организм мгновенно реагирует. Датчики давления в сосудах (барорецепторы) сигнализируют о снижении давления в верхней части тела. В ответ на это мозг дает команду сердцу биться чаще и сильнее, чтобы компенсировать отток крови и восстановить нормальное кровоснабжение головы. Именно это мы и ощущаем как учащенное сердцебиение или palpitations.

3. Головокружение. Ощущение головокружения или потемнения в глазах возникает в тот короткий промежуток времени, пока сердечно-сосудистая система еще не успела полностью адаптироваться к перегрузке, и мозг испытывает легкий недостаток кислорода.

При резком спуске (ускорение направлено вниз)

Когда лифт начинает ускоряться вниз, наш вес, наоборот, уменьшается: $P = m(g-a)$. Мы испытываем чувство легкости, которое при свободном падении ($a=g$) перешло бы в полную невесомость. Это также вызывает характерные ощущения:

1. Перераспределение жидкости и внутренних органов. Кровь легче устремляется к голове. Кроме того, внутренние органы, обладающие некоторой подвижностью, по инерции также как бы "взлетают" вверх относительно нашего скелета. Это создает известное ощущение "замирания сердца" или "пустоты в животе".

2. Дезориентация вестибулярного аппарата. Наш орган равновесия, расположенный во внутреннем ухе, очень тонко настроен на постоянное действие силы тяжести. Резкое уменьшение этой силы является для него мощным и непривычным сигналом. Мозг получает противоречивую информацию от органов чувств (особенно от вестибулярного аппарата и глаз), что приводит к потере ориентации в пространстве и, как следствие, к головокружению.

3. Стрессовая реакция. Любое резкое изменение привычных для тела условий, включая изменение веса, воспринимается нервной системой как стресс. Это может активировать симпатическую нервную систему и вызвать учащенное сердцебиение как часть общей реакции организма "бей или беги".

Ответ: Учащенное сердцебиение и головокружение при резком движении лифта — это комплексная защитно-адаптационная реакция организма на изменение веса тела. При ускорении вверх (перегрузка) вес увеличивается, кровь отливает от головы, и сердцебиение учащается для компенсации кровотока, а головокружение возникает из-за временного кислородного голодания мозга. При ускорении вниз (частичная невесомость) вес уменьшается, что вызывает дезориентацию вестибулярного аппарата и перераспределение крови, также приводя к головокружению и стрессовой реакции в виде учащенного сердцебиения.