B. Mechanika és biomechanika (20, 33)

20. Az emberi test mint elektromos vezető

🎯 Kísérlet

Az emberi test elektromos vezetőképességének és töltésmegosztási képességének vizsgálata elektrosztatikus eszközökkel.

🛠️ Eszközök

Elektroszkóp

Ebonit vagy műanyag rúd

Szőrme vagy gyapjú kendő

Fémgömb vagy fémpohár szigetelő talpon

Kis alufólia lamellák

📋 Lépések

Dörzsöld meg az ebonit rudat szőrmével, hogy elektrosztatikus töltést kapjon.

Közelítsd a rudat a fémpohárhoz, amely szigetelő talpon áll.

Figyeld meg, hogy az alufólia lamellák szétállnak – ez jelzi a töltés jelenlétét.

Most érintsd meg a fémpoharat kézzel, és figyeld meg, hogy a lamellák visszaállnak – az emberi test elvezeti a töltést.

Ismételd meg a kísérletet különböző testhelyzetekben (pl. ülve, állva, mezítláb), és figyeld meg a változásokat.

📊 Adatfeldolgozás

Megfigyelhető, hogy az emberi test képes elvezetni az elektrosztatikus töltést.

A test elektromos állapota befolyásolható környezeti tényezőkkel (pl. páratartalom, talajjal való kontaktus).

A kísérlet demonstrálja a test szöveteinek vezetőképességét anélkül, hogy elektródákat használnánk.

📌 Megjegyzés

Ez a kísérlet egyszerű, látványos, és jól illeszkedik a biofizikai témákhoz. Az emberi test mint vezető viselkedik, és a töltések megoszlása jól szemléltethető elektrosztatikus eszközökkel.

33. A karhossz és az izomerő forgatónyomaték-modellje

Az emberi könyökízületben kialakuló forgatónyomaték szemléltetése egyszerű modell segítségével, hogy megértsük, hogyan változik a szükséges izomerő a kar hossza és a terhelés helyzete függvényében.

Eszközök

Fa vagy műanyag vonalzó (30–50 cm)

Kemény papírból készült ék vagy henger (fulkrum)

Kisebb súlyok (pl. 50–200 g-os fémtömbök, vízzel töltött palack)

Rugalmas erőmérő (vagy legfeljebb 5 N skálájú rugós dinamométer)

Befogócsipesz vagy gumigyűrű (a súly rögzítéséhez)

Mérőszalag vagy vonalzó a távolságok meghatározásához

Stopperóra (opcionális)

Lépések

Helyezd a vonalzót a papírék vagy henger tetejére, mint támaszték (fulkrum). Ez képviseli a könyökízületet.

A vonalzó egyik végét használva rögzítsd a súlyt egy csipesszel vagy gumigyűrűvel. Legyen először d = 10 cm a súly vízszintes távolsága a fulkrumtól.

A vonalzó másik végénél, az ellenkező oldalon, akaszd fel a rugós dinamométert, és húzd egyenesen felfelé, hogy a vonalzó vízszintben maradjon. Olvasd le az erőt (F).

Ismételd meg a mérést több távolságra (d = 5, 15, 20 cm). Jegyezd fel az erőértékeket és a hozzájuk tartozó d-t.

Vizsgáld meg, mikor tudod tartani vízszintben a vonalzót: változik-e F·d állandó értéke?

Adatfeldolgozás

Számold ki minden mérésnél a forgatónyomatékot:

M=F×d

M = F \times d

Készíts grafikont M értékéről d függvényében.

Ha a modell jól működik, M konstans marad, ami a kar és izomkar forgatónyomaték-egyenértékét mutatja.

Vissza