Care este diferența dintre forțele active și forțele reactive. Excitație locală și răspândită

Acasă

Apometre

Să fim de acord să numim un corp liber dacă mișcările lui nu sunt limitate de nimic. Un corp ale cărui mișcări sunt limitate de alte corpuri se numește non-liber, iar corpurile care limitează mișcările acestui corp se numesc legături. După cum sa menționat deja, în punctele de contact apar forțe de interacțiune între un anumit corp și legături. Forțele cu care acționează legăturile asupra unui corp dat se numesc reacții ale legăturilor.

Forțele care nu depind de legături se numesc forțe active (date), iar reacțiile legăturilor se numesc forțe pasive.

În mecanică se adoptă următoarea poziție, numită uneori principiul eliberării: orice corp neliber poate fi considerat liber dacă acțiunile legăturilor sunt înlocuite cu reacțiile lor aplicate corpului dat.

În statică, reacțiile legăturilor pot fi determinate complet folosind condițiile sau ecuațiile de echilibru ale corpului, care vor fi stabilite ulterior, dar direcțiile lor în multe cazuri pot fi determinate din luarea în considerare a proprietăților legăturilor:

Principalele tipuri de conexiuni:

1. Dacă un corp rigid se sprijină pe o suprafață perfect netedă (fără spini), atunci punctul de contact al corpului cu suprafața poate aluneca liber de-a lungul suprafeței, dar nu se poate deplasa în direcția de-a lungul normalei la suprafață. Reacția unei suprafețe ideal netede este direcționată de-a lungul normalei comune la suprafețele de contact.

Dacă corpul are o suprafață netedă și se sprijină pe un punct, atunci reacția este direcționată de-a lungul normalului către suprafața corpului însuși.

2. Balama sferică.

3. Balamaua cilindrică se numește suport fix. Reacția unui astfel de suport trece prin axa acestuia, iar direcția reacției poate fi oricare (într-un plan paralel cu axa suportului).

4. Balamale cilindrice - suport mobil.

PRINCIPALE SARCINI DE STATICĂ.

1. Sarcina reducerii sistemului de forțe: cum poate fi înlocuit acest sistem cu altul, în special cel mai simplu, echivalent cu acesta?

2. Problema echilibrului: ce condiții trebuie să îndeplinească un sistem de forțe aplicat unui corp dat pentru ca acesta să fie un sistem echilibrat?

Prima sarcină principală este importantă nu numai în statică, ci și în dinamică. A doua problemă este adesea pusă în acele cazuri în care echilibrul are loc cu siguranță. În acest caz, condițiile de echilibru stabilesc o relație între toate forțele aplicate corpului. În multe cazuri, folosind aceste condiții, este posibil să se determine reacțiile de susținere. Deși sfera de interes a staticii corpurilor solide nu se limitează la aceasta, trebuie avut în vedere faptul că determinarea reacțiilor legăturilor (externe și interne) este necesară pentru calculul ulterior al rezistenței structurilor.

Potrivit învățăturii acestei lucrări, în spatele tuturor lucrurilor se află două Legi primare, numite, respectiv, Legea lui Trei și Legea celor șapte. Aceste două legi sunt fundamentale.

Din punctul de vedere al acestei învățături, Universul este creat: trăim, în primul rând, într-un Univers creat și, în al doilea rând, ordonat. Dacă universul ar fi haos, nu ar exista nici ordine, nici legi. Cosmos înseamnă literalmente ordine, diferit de haos. Dacă lumea ar fi haos, studiul legilor materiei etc. ar fi imposibil. Știința nu ar putea exista.

Legea celor trei este Legea celor trei forțe ale creativității

Această lege prevede că trei forțe trebuie să intre în fiecare manifestare. Fiecare manifestare din univers este rezultatul unei combinații a trei forțe. Cele trei forțe sunt numite forță activă, forță pasivă și forță de neutralizare.

Forța activă se numește Forța I.

Puterea pasivă se numește a 2-a putere.

Forța de neutralizare se numește a 3-a forță.

Forța 1 - poate fi definită ca forță de inițiativă,

Forța a 2-a - ca forță de rezistență sau reacție,

Forța a 3-a - ca principiu de echilibrare sau corelativ, sau forță obligatorie, sau punct de aplicare.

Aceste trei forțe se găsesc atât în Natură, cât și în Om. În tot universul, pe fiecare plan, aceste trei forțe sunt la lucru. Sunt forțe creatoare. Nimic nu este creat fără unirea acestor trei forțe.

Combinația acestor trei forțe constituie o triadă. O triadă creează o altă triadă, atât pe scara verticală, cât și pe scara orizontală a timpului. În timp, ceea ce numim lanțul de evenimente este un lanț de triade.

Toată manifestarea, toată creativitatea provine din întâlnirea comună a acestor forțe, Active, Pasive și Neutralizante. Forța activă, sau prima forță, nu poate crea nimic de la sine. Forța pasivă, sau a doua forță, nu poate crea nimic de la sine. Forța de neutralizare, sau a treia forță, nu poate crea nimic de la sine. Nici două dintre cele trei forțe nu pot produce nimic. Este necesar ca toate cele trei forțe să se întâlnească împreună pentru ca orice manifestare sau creativitate să aibă loc. Aceasta poate fi reprezentată după cum urmează.

Cele trei forțe sunt creative doar în punctul de conectare și aici au loc manifestarea, creativitatea, evenimentul, dar nu altfel. Dintre tot numărul infinit de lucruri care s-ar putea întâmpla, doar câteva au loc efectiv, și anume acelea în care aceste trei forțe se întâlnesc în conjuncție. Dacă nu se întâlnesc toți, atunci nimic nu se poate întâmpla.

De exemplu, dacă Forța activă și Forța pasivă se întâlnesc, nimic nu se poate întâmpla, nici un eveniment nu poate avea loc. Dar dacă apare Forța de Neutralizare, atunci cele trei forțe vor fi la lucru și va avea loc ceva. Triada va fi prezentă. Și oriunde cele trei forțe se întâlnesc ca o triadă, rezultatul trebuie să fie manifestarea. Fiecare triadă, fiecare conjuncție a celor trei forțe, poate da naștere unei alte triade, iar în condițiile potrivite rezultatul va fi un lanț de triade. Noua triadă vine întotdeauna din Forța de neutralizare, adică. Forța a 3-a.

În triada următoare, Forța de neutralizare a triadei precedente devine Forța activă sau pasivă. Le conectează într-o oarecare măsură în același mod în care un punct de sprijin aliniază cele două părți ale echilibrului. Fără Forța neutralizantă, Forțele Active și Pasive s-ar stinge reciproc, de vreme ce sunt opuse unul altuia. Ele sunt opuse. Forța de legătură sau de legare este intermediară între forțele active și pasive. Când este prezentă forța de neutralizare corectă, forța activă și cea pasivă nu se mai opune în mod inutil, ci intră într-o relație de lucru pe care o creează manifestarea.

Un exemplu brut este moara de vânt. Forța activă și generativă este vântul. Forța pasivă și rezistentă - structură. Aripile care se rotesc oferă o legătură între presiunea vântului și rezistența clădirii, iar manifestarea are loc. Dacă nu există aripi, sau dacă structura se prăbușește, sau dacă nu este vânt, nu există nicio manifestare. Aceasta este doar o ilustrare foarte grosieră.

Partea 2. Forțe active, pasive și neutralizante

O schimbare a calității Forței de Neutralizare nu numai că va schimba conexiunea forțelor din triada, dar poate inversa Forțele Active și Pasive. Când viața este Forța Neutralizatoare, personalitatea este activă în persoană, iar esența este pasivă.

Când munca este Forța de Neutralizare, situația este inversată - esența sau partea adevărată devine activă, iar personalitatea sau partea dobândită devine pasivă.

În acest caz, trebuie să luăm din nou în considerare sensul liniilor verticale și orizontale ale Crucii. Ne putem imagina Forța Neutralizatoare a muncii care intră în fiecare moment din direcția verticală și resimțită doar atunci când o persoană încetează să se identifice cu lucrurile Timpului și își amintește de sine.

Studiul celor Trei Puteri începe cu studiul lor în sine. După cum s-a spus, cele Trei Forțe există în Natură și în Om. Este foarte greu să vezi Cele Trei Forțe. Ele trebuie mai întâi studiate psihologic, adică așa cum există în sine, prin autoobservare. Forța activă, sau Forța I, poate fi luată așa cum dorește cineva. Depinde în primul rând de cât de mult trebuie să avansezi. Este imposibil să vezi Forța a 3-a până când nu vezi Forța 1 și Forța a 2-a.

A 2-a Forță, sau Forța de Rezistență, există în orice. Tot ceea ce ne dorim are inevitabil o forță de rezistență. Dacă oamenii înțeleg acest lucru, nu vor învinovăți și nu vor simți că situația lor este unică. La formarea unui obiectiv trebuie calculată Forța a 2-a, altfel scopul va rămâne nerealizat.

Dacă stabiliți un obiectiv, trebuie să calculați costul menținerii acestuia. Când faceți acest lucru, este posibil să vă faceți obiectivul mai realist și mai practic. Scopul nu ar trebui să fie prea dificil. Orice lucru care vă împiedică să vă păstrați ținta este a 2-a Forță, Forța de Rezistență. Să presupunem că îți stabilești un obiectiv temporar artificial pe care nu vei sta jos toată ziua. Atunci vei observa o a 2-a forță în tine în legătură cu acest scop - și anume, ceea ce te împiedică, ceea ce te opune îndeplinirii acestui scop, toți diferiții „eu-uri, diferite argumente etc. Natura Forței a 2-a va fi, desigur, determinată de natura Forței 1, în acest caz scopul pe care doriți să-l păstrați.

Nu încerca să vezi Forța a 3-a. Este complet inutil la început. Dar încearcă să vezi Forța 1 și apoi Forța a 2-a. Nu poți vedea a 2-a putere decât dacă vezi a 1-a forță. Este prima forță care face să apară a doua forță. Dacă nu vrei nimic, atunci nu există a 2-a Putere în ceea ce privește dorința noastră. Oamenii de multe ori nici nu știu că Puterea 1 este în ei înșiși, adică nu știu ce își doresc cu adevărat. Întrebați-vă uneori: „Ce vreau?” Trebuie să fii sincer să răspunzi la ceea ce vrei cu adevărat.

Cele Trei Forțe care provin din Absolut în primul act de creație sunt condiționate de Voința unică a Absolutului și de legătura lor reciprocă între ele ca Active, Pasive și Neutralizatoare. Aceste forțe la nivelul lor primar sunt toate conștiente, deși deja limitate.

Partea 3. Ce este Forța

Avem oportunități mai mari de a ne observa pe noi înșine decât de a observa lumea exterioară. Trăim foarte puțin în lumea exterioară, care ne este străină. Suntem conștienți în mod intermitent, dar observăm foarte puțin despre asta. Putem trece prin aceeași casă de o mie de ori și nu o putem descrie. Într-adevăr, suntem mult mai constante doar pentru noi înșine decât pentru lume. Acesta este unul dintre motivele pentru care studiul celor Trei Puteri începe cu observarea de sine. De asemenea, trebuie să vă amintiți că puterea este invizibilă, iar contactul nostru mai direct cu ceea ce este invizibil vine prin autoobservare.

Trebuie să înțelegeți că, încercând să studiați această chestiune a forțelor, nu studiați lucrurile. De exemplu, dorința este o forță, nu un lucru. Lanțul de gânduri este o forță, nu un lucru. O idee este o forță - nu un lucru.

Unul dintre motivele pentru care avem atât de greu să înțelegem cele trei forțe este că încercăm să vedem totul ca o singură forță. Ne gândim la forță ca una și în tot ceea ce se întâmplă în orice manifestare, în orice caz, ne străduim să vedem o singură forță. O atribuim unei singure forțe. Vedem o acțiune într-un singur eveniment. Acest lucru se datorează parțial incapacității noastre de a ne gândi, în general, la mai multe lucruri odată. Uneori gândim în termeni de două lucruri, dar gândirea în termeni de trei lucruri este în afara noastră, adică în afara gândirii formative. Un eveniment, de exemplu, trebuie să fie întotdeauna bun sau rău, corect sau greșit pentru noi. Vedem o singură acțiune în ea și, în plus, nici măcar nu ne gândim la evenimente ca fiind datorate unor forțe. Vedem un măr căzând dintr-un copac și vedem doar mărul întins acum pe pământ. Vedem un magnet care atrage sau respinge un pol al busolei.

Vedem toate acestea, dar cu greu ne gândim la forțe - în acest caz, evident, la diferite tipuri de forțe. De asemenea, nu observăm cum se schimbă forțele pentru noi. Într-un moment suntem atrași de lucru, iar în clipa următoare suntem respinsi de același lucru. Sau ne respingem, și atunci ne vine o idee și simțim atracție.

Nu realizăm că un lucru conduce o forță la un moment dat și forța opusă la altul. În același mod, atitudinea noastră față de o persoană se schimbă. Adică, o persoană experimentează o schimbare a semnului pentru noi, ceea ce înseamnă că în triada de forțe pe care o creează o conexiune a avut loc o schimbare a forțelor - de exemplu, dragostea mecanică se poate transforma în ură, încrederea mecanică în suspiciune etc. De asemenea, toate manifestările obișnuite din viața umană se datorează forțelor și modificărilor acestor forțe. Nu vă cer să determinați forțele în astfel de cazuri, ci să le notați.

Cele Trei Puteri nu pot fi studiate teoretic. Singura modalitate practică de a studia cele trei forțe din noi înșine este să facem ceva. Prin aceasta se înțelege imitarea sau întruparea în noi înșine a celor trei forțe, în raport cu o altă forță, fie 1) care acționează în noi, 2) în evenimente exterioare. EXEMPLE.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

1. Membrana celulară: definiție, funcții ale membranelor, proprietăți fizice

Membrana celulară este o peliculă ultrasubțire pe suprafața unei celule sau a unui organel celular, constând dintr-un strat bimolecular de lipide cu proteine și polizaharide încorporate.

Functiile membranei:

· Bariera – asigura un metabolism reglat, selectiv, pasiv si activ cu mediul. De exemplu, membrana peroxizomală protejează citoplasma de peroxizii care sunt periculoși pentru celulă. Permeabilitatea selectivă înseamnă că permeabilitatea unei membrane la diferiți atomi sau molecule depinde de dimensiunea, sarcina electrică și proprietățile chimice ale acestora. Permeabilitatea selectivă asigură separarea celulelor și compartimentelor celulare de mediu și le aprovizionează cu substanțele necesare.

· Transport - prin membrana are loc un transport de substante in celula si in afara celulei. Transportul prin membrane asigură: livrarea nutrienților, îndepărtarea produșilor finali ai metabolismului, secreția diferitelor substanțe, crearea gradienților ionici, menținerea pH-ului optim în celulă și concentrația de ioni care sunt necesari pentru funcționarea enzime celulare. Particule care din anumite motive nu pot traversa stratul dublu fosfolipidic (de exemplu, din cauza proprietăților hidrofile, deoarece membrana este hidrofobă în interior și nu permite trecerea substanțelor hidrofile sau din cauza dimensiunii lor mari), dar necesare celulei , poate pătrunde în membrană prin proteine transportoare speciale (transportatori) și proteine canale sau prin endocitoză. În transportul pasiv, substanțele traversează stratul dublu lipidic fără a consuma energie de-a lungul gradientului de concentrație prin difuzie. O variantă a acestui mecanism este difuzia facilitată, în care o moleculă specifică ajută o substanță să treacă prin membrană. Această moleculă poate avea un canal care permite trecerea unui singur tip de substanță. Transportul activ necesită energie, deoarece are loc împotriva unui gradient de concentrație. Există proteine speciale de pompă pe membrană, inclusiv ATPaza, care pompează activ ionii de potasiu (K +) în celulă și pompează ionii de sodiu (Na +) din ea.

· matricea – asigură o anumită poziție relativă și orientare a proteinelor membranare, interacțiunea optimă a acestora.

Mecanic – asigură autonomia celulei, structurile sale intracelulare, precum și legătura cu alte celule (în țesuturi). Pereții celulari joacă un rol important în asigurarea funcției mecanice, iar la animale - substanță intercelulară.

energie - în timpul fotosintezei în cloroplaste și a respirației celulare în mitocondrii, în membranele lor funcționează sisteme de transfer de energie, la care participă și proteinele;

Receptor – unele proteine situate în membrană sunt receptori (molecule cu care celula percepe anumite semnale). De exemplu, hormonii care circulă în sânge acționează doar asupra celulelor țintă care au receptori corespunzători acelor hormoni. Neurotransmițătorii (substanțe chimice care conduc impulsurile nervoase) se leagă, de asemenea, de proteine specifice receptorului de pe celulele țintă.

Enzimatice - Proteinele membranei sunt adesea enzime. De exemplu, membranele plasmatice ale celulelor epiteliale intestinale conțin enzime digestive.

· Implementarea generarii si conducerii biopotentialelor. Cu ajutorul membranei, în celulă se menține o concentrație constantă de ioni: concentrația ionului K + în interiorul celulei este mult mai mare decât în exterior, iar concentrația Na + este mult mai mică, ceea ce este foarte important, deoarece aceasta menține diferența de potențial de-a lungul membranei și generează un impuls nervos.

Marcarea celulei – pe membrană sunt antigene care acționează ca markeri – „etichete” care permit identificarea celulei. Acestea sunt glicoproteine (adică proteine cu lanțuri laterale ramificate de oligozaharide atașate) care joacă rolul de „antene”. Datorită multitudinii de configurații ale lanțului lateral, este posibil să se facă un marker specific pentru fiecare tip de celulă. Cu ajutorul markerilor, celulele pot recunoaște alte celule și pot acționa împreună cu acestea, de exemplu, atunci când formează organe și țesuturi. De asemenea, permite sistemului imunitar să recunoască antigenele străine.

Unele molecule proteice difuzează liber în planul stratului lipidic; în stare normală, părțile moleculelor proteice care apar pe părți opuse ale membranei celulare nu își schimbă poziția.

Morfologia specială a membranelor celulare determină caracteristicile electrice ale acestora, dintre care cele mai importante sunt capacitatea și conductibilitatea.

Proprietățile capacității sunt determinate în principal de stratul dublu fosfolipidic, care este impermeabil la ionii hidratați și în același timp suficient de subțire (aproximativ 5 nm) pentru a asigura separarea și acumularea eficientă a sarcinilor, precum și interacțiunea electrostatică a cationilor și anionilor. În plus, proprietățile capacitive ale membranelor celulare sunt unul dintre motivele care determină caracteristicile temporale ale proceselor electrice care au loc pe membranele celulare.

Conductibilitatea (g) este reciproca rezistenței electrice și egală cu raportul dintre curentul transmembranar total pentru un anumit ion și valoarea care a cauzat diferența de potențial transmembranar.

Diferite substanțe pot difuza prin stratul dublu fosfolipidic, iar gradul de permeabilitate (P), adică capacitatea membranei celulare de a trece aceste substanțe, depinde de diferența de concentrație a substanței care difuzează pe ambele părți ale membranei, de solubilitatea acesteia. în lipide și proprietățile membranei celulare. Rata de difuzie a ionilor încărcați într-un câmp constant în membrană este determinată de mobilitatea ionilor, grosimea membranei și distribuția ionilor în membrană. Pentru neelectroliți, permeabilitatea membranei nu afectează conductivitatea acesteia, deoarece neelectroliții nu poartă sarcini, adică nu pot transporta curent electric.

Conductivitatea unei membrane este o măsură a permeabilității sale ionice. O creștere a conductibilității indică o creștere a numărului de ioni care trec prin membrană.

O proprietate importantă a membranelor biologice este fluiditatea. Toate membranele celulare sunt structuri fluide mobile: majoritatea moleculelor de lipide și proteine care le compun sunt capabile să se miște suficient de repede în planul membranei.

2. Modelul cu cristale lichide al membranei. Funcțiile proteinelor membranei, lipidelor, carbohidraților. Difuzia laterală și tranziția flip-flop a lipidelor. membrane artificiale. Lipozomi

Astăzi, modelul cu cristale lichide este recunoscut ca model de organizare. A fost propus pentru prima dată de Singer și Nicholson în 1972. Conform acestui model, baza oricărei membrane este un strat dublu de fosfolipide. Moleculele de fosfolipide sunt orientate astfel încât capetele lor hidrofile să iasă și să formeze suprafețele exterioare și interioare ale membranei, iar cozile lor hidrofobe sunt îndreptate spre mijlocul stratului bimolecular. Proteinele par să plutească în stratul lipidic. Proteinele de suprafață sunt situate pe suprafețele exterioare și interioare ale membranei, fiind reținute în principal de forțe electrostatice. Proteinele integrale pot pătrunde în stratul dublu. Astfel de proteine sunt componenta principală responsabilă de permeabilitatea selectivă a celulelor. membranelor.

Pe lângă fosfolipide și proteine, membranele biologice conțin și alte substanțe chimice. compuși (colesterol, glicolipide, glicoproteine).

Funcțiile proteinelor membranare. Unele proteine membranare sunt implicate în transportul moleculelor mici prin membrana celulară, modificându-i permeabilitatea. Proteinele de transport pe membrană pot fi împărțite în proteine canal și proteine portoare. Proteinele canalului conțin pori interni umpluți cu apă care permit ionilor (prin canale ionice) sau moleculelor de apă să se deplaseze prin membrană. Multe canale ionice sunt specializate pentru transportul unui singur ion; astfel încât canalele de potasiu și de sodiu disting adesea între acești ioni similari și trec doar pe unul dintre ei. Proteinele purtătoare leagă fiecare moleculă sau ion transportat și pot efectua transport activ folosind energia ATP. Proteinele joacă, de asemenea, un rol important în sistemele de semnalizare celulară, în răspunsul imun și în celule. ciclu.

Funcțiile carbohidraților membranari. Partea glucidă a glicolipidelor și glicoproteinelor membranei plasmatice este întotdeauna situată pe suprafața exterioară a membranei, în contact cu substanța intercelulară. Polizaharidele, împreună cu proteinele, joacă rolul antigenelor în dezvoltarea celulelor. imunitate. Participă la transportul glicoproteinelor, îndreptându-le către destinația lor în celulă sau pe suprafața acesteia.

Funcția principală a lipidelor membranare este aceea că formează o matrice cu două straturi cu care interacționează proteinele.

Difuzia laterală este mișcarea termică haotică a moleculelor de lipide și proteine în planul membranei. În timpul difuziei laterale, moleculele de lipide adiacente sar în jur și, ca urmare a unor astfel de salturi succesive dintr-un loc în altul, molecula se deplasează de-a lungul suprafeței membranei. Mișcarea pătratică medie a moleculelor în timpul difuziei în timpul t poate fi estimată prin formula Einstein: Skv = 2cor(Dt), unde D este coeficientul. lat. difuzia moleculei.

Difuzia laterală a proteinelor integrale în membrană este limitată, acest lucru se datorează dimensiunii lor mari și interacțiunii cu alte membrane. proteine. Proteinele membranei nu se mișcă de pe o parte a membranei în cealaltă salturi („flip-flop”), precum fosfolipidele.

Mișcarea moleculelor pe suprafața membranei celulare în timpul t este determinată experimental prin metoda etichetelor fluorescente - grupe moleculare fluorescente. S-a dovedit că mișcarea pătrată medie a unei molecule de fosfolipide pe secundă de-a lungul suprafeței membranei eritrocitelor corespunde unei distanțe de 5 μm, care este comparabilă cu dimensiunea celulelor. O valoare similară pentru moleculele de proteine a fost de 0,2 µm pe secundă.

Coeficienții calculați după formula Einstein lat. difuzie pentru lipide 6 * 10 (la -12 st) kV.m / s, pentru proteine - aproximativ 10 (la - 14 st) kV.m / s.

Frecvența moleculei sare dintr-un loc în altul datorită lat. difuzia poate fi găsită prin formula: v = 2cor(3D/f), unde f este aria ocupată de o moleculă pe membrană.

O membrană artificială este de obicei o partiție rigidă permeabilă selectiv care separă aparatul de transfer de masă în două zone de lucru, în care sunt menținute presiuni și compoziții diferite ale amestecului care este separat. Membranele pot fi realizate sub formă de foi plate, țevi, capilare și fibre goale. Membranele se aliniază în sistemele cu membrane. Cele mai comune membrane artificiale sunt membranele polimerice. În anumite condiţii, se pot utiliza în mod avantajos membrane ceramice. Unele membrane funcționează într-o gamă largă de operații membranare, cum ar fi microfiltrarea, ultrafiltrarea, osmoza inversă, pervaporarea, separarea gazelor, dializa sau cromatografia. Metoda de aplicare depinde de tipul de funcționalitate încorporată în membrană, care se poate baza pe izolarea dimensională, afinitatea chimică sau electrostatică.

Lipozomi. sau vezicule fosfolipide (vezicule), obținute de obicei prin umflarea fosfolipidelor uscate în apă sau prin injectarea unei soluții de lipide în apă. În acest caz, are loc auto-asamblarea membranei lipidice bimoleculare. În acest caz, toate cozile hidrofobe nepolare se află în interiorul membranei și niciuna dintre ele nu intră în contact cu moleculele polare de apă, cu toate acestea, mai des se obțin lipozomi multilamelari sferici, formați din mai multe straturi bimoleculare - lipozomi multistrat.

Straturile bimoleculare individuale ale lipozomului multistrat sunt separate printr-un mediu apos. Grosimea straturilor lipidice este, în funcție de natura lipidelor, de 6,5 - 7,5 nm, iar distanța dintre ele este de 1,5 - 2 nm. Diametrul lipozomilor multistrat variază de la 60 nm la 400 nm sau mai mult. Lipozomii cu un singur strat pot fi obținuți prin diferite metode, de exemplu, dintr-o suspensie de lipozomi multistrat, dacă sunt tratați cu ultrasunete. Diametrul lipozomilor cu un singur strat este de 25 - 30 nm. Lipozomii sunt într-un fel prototipul celulei. Ele servesc ca model pentru studierea diferitelor proprietăți ale cl. membranelor. Lipozomii au găsit, de asemenea, aplicare directă în medicină (microcapsule fosfolipide pentru livrarea medicamentelor în anumite organe și țesuturi). Lipozomii sunt non-toxici, absorbiți complet de organism.

3. Transportul neelectroliților prin membranele celulare. difuzie simplă. Ecuația lui Fick. Difuziunea facilitată: mecanisme de transport (purtători mobili, fixe), diferite de difuzia simplă

Transportul neelectroliților (zaharuri, aminoacizi și nucleotide, apă) prin membranele celulare se realizează cu ajutorul porilor formați din proteine de transport sau lipide scufundate în membrană.

Difuzia simplă este mișcarea spontană a unei substanțe din locuri cu o concentrație mai mare în locuri cu o concentrație mai mică a unei substanțe din cauza mișcării termice haotice a moleculelor. Difuzia unei substanțe prin stratul dublu lipidic este determinată de un gradient de concentrație peste membrană

Ecuația lui Fick:

J m = - D dC/ dx

J m este densitatea fluxului materiei.

dC/dx - gradient de concentrație

D-coeficient de difuzie

"-" - difuzia este direcționată dintr-un loc cu o concentrație mai mare către un loc cu o concentrație mai mică

Pagina 214- Antonov.

Densitatea fluxului Fick

J m \u003d -DdC / dx \u003d -D (C m 2 - C m 1) / 1 \u003d D (C m 1 - C m 2) / L

C m - concentrația unei substanțe lângă fiecare suprafață

L este grosimea membranei.

Un alt tip de difuzie a fost găsit în membranele biologice - difuzia facilitată. Difuzia facilitată are loc cu participarea moleculelor purtătoare. Difuzia facilitată are loc din locuri cu o concentrație mai mare a substanței transferate în locuri cu o concentrație mai mică. Aparent, difuzia facilitată explică și transferul de aminoacizi, zaharuri și alte substanțe importante din punct de vedere biologic prin membranele biologice.

Diferențele dintre difuzarea facilitată și simplă:

1) transferul unei substanțe cu participarea unui purtător are loc mult mai rapid;

2) difuzia facilitată are proprietatea de saturație: cu o creștere a concentrației pe o parte a membranei, densitatea de flux a unei substanțe crește doar până la o anumită limită, când toate moleculele purtătoare sunt deja ocupate;

3) cu difuzie facilitată se observă competiţia substanţelor transferate în cazurile în care sunt transferate diferite substanţe de către purtător; în timp ce unele substanțe sunt mai bine tolerate decât altele, iar adăugarea unor substanțe îngreunează transportul altora;

4) există substanțe care blochează difuzia facilitată - formează un complex puternic cu molecule purtătoare.

Un fel de difuzie facilitată este transportul cu ajutorul moleculelor purtătoare imobile fixate într-un anumit mod de-a lungul membranei. În acest caz, molecula substanței transferate este transferată de la o moleculă purtătoare la alta, ca într-o cursă de ștafetă.

4. Transportul ionilor prin membranele celulare. Potențial electrochimic. Ecuația lui Tiorell. Ecuația Nerst-Planck. Semnificația ecuației

Sistemele vii la toate nivelurile de organizare sunt sisteme deschise, astfel că transportul substanțelor prin membranele biologice este o condiție necesară pentru viață. Conceptul de potențial electrochimic este de mare importanță pentru descrierea transportului de substanțe.

Potențialul chimic al unei substanțe date este o valoare egală numeric cu energia Gibbs per 1 mol din această substanță.

Matematic, potențialul chimic este definit ca o derivată parțială a energiei Gibbs G în raport cu cantitatea de substanță k-a, la o temperatură T constantă, presiunea P și cantitățile tuturor celorlalte substanțe m1:

m (mu) \u003d (dG / dmk) P, T, m1

Pentru o soluție diluată:

m = m0 + RTlnC,

unde m0 este potențialul chimic standard, egal numeric cu potențialul chimic al unei substanțe date la concentrația sa de 1 mol/l în soluție.

Potențial electrochimic (mu cu liniuță) - o valoare egală numeric cu energia Gibbs G per 1 mol dintr-o substanță dată plasată într-un câmp electric.

Pentru soluții diluate

m (mu cu liniuță) = m0 + RTlnC + zFf(phi),

unde F = 96500 C/mol este numărul Faraday, z este sarcina ionului electrolit.

Transportul substanțelor prin membranele biologice poate fi împărțit în 2 tipuri principale: pasiv și activ.

Transportul pasiv este transferul unei substanțe din locuri cu o valoare mare a potențialului electrochimic în locuri cu valoarea sa mai mică. Transportul pasiv are loc cu o scădere a energiei Gibbs și, prin urmare, acest proces se poate desfășura spontan, fără consum de energie. Tipuri: osmoză, filtrare, difuzie (simple și ușoare).

Transportul activ este deplasarea unei substanțe din locuri cu un potențial electrochimic mai mic în locuri cu o valoare mai mare. Însoțită de o creștere a energiei Gibbs, nu poate merge spontan, ci doar cu costul ATP.

Densitatea fluxului de materie jm în transportul pasiv respectă ecuația Theorell:

Jm \u003d -UCdm (mu cu iad.) / dx,

unde U este mobilitatea particulelor, C este concentrația. Semnul minus indică faptul că transferul are loc în direcția de scădere electrochimică. potenţial.

Densitatea de flux a unei substanțe este o valoare egală numeric cu cantitatea de substanță transferată pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață perpendiculară pe direcția de transfer:

jm = m/S*t (mol/kV.m*s)

Înlocuind expresia potențialului electrochimic, obținem ecuația Nernst-Planck pentru soluții diluate la m0 = const:

jm \u003d -URTdC / dx - UczFdf (phi) / dx.

Ecuația Nernst-Planck descrie procesul de transport pasiv al ionilor în câmpul potențial electrochimic. Fluxul ionilor încărcați este proporțional cu gradientul potențialului electrochimic în direcția axei x și depinde de mobilitatea și concentrația Cionilor:

Unde F este numărul Faraday, Z este valența ionului, T este temperatura absolută, R este constanta gazului, este potențialul electric de pe membrană.

Deci, pot exista două motive pentru transferul de materie în timpul transportului pasiv: gradientul de concentrație dC/dx și gradientul potențialului electric dph/dx.

Semnele minus din fața gradienților arată că gradientul de concentrație determină transferul unei substanțe din locuri cu o concentrație mai mare în locuri cu concentrație mai mică, iar gradientul potențialului electric determină un transfer de sarcini pozitive din locuri cu o concentrație mare. spre locuri cu un potenţial mai scăzut.

5. Canale ionice. Definiție. Design molecular. Filtru selectiv. Mecanismul de transport ionic prin canalul ionic

Canalele ionice sunt proteine care formează pori (complexe unice sau întregi) care mențin diferența de potențial care există între părțile exterioare și interioare ale membranei celulare ale tuturor celulelor vii. Sunt proteine de transport. Cu ajutorul lor, ionii se deplasează în funcție de gradienții lor electrochimici prin membrană.

IC-urile sunt compuse din proteine cu structură complexă. Proteinele IC au o anumită confirmare, formând un por transmembranar și sunt „cusute” în stratul lipidic al membranei. Complexul proteic canal poate consta fie dintr-o singură moleculă de proteină, fie din mai multe subunități proteice, identice sau diferite ca structură. Aceste subunități pot fi codificate de diferite gene, sintetizate pe ribozomi separat și apoi asamblate ca un canal complet. Domeniile sunt porțiuni individuale de formă compactă ale unei proteine sau subunități de canal. Segmentele sunt părți ale canalelor-proteice care sunt pliate în spirală și străpung membrana. Aproape toate CI au domenii de reglementare în subunitățile lor care se pot lega de diferite substanțe de control (molecule de reglare) și, prin urmare, pot schimba starea sau proprietățile canalului. În IR activat cu potențial, unul dintre segmentele transmembranare conține un set special de aminoacizi încărcați pozitiv și acționează ca un senzor pentru potențialul electric al membranei. IC-urile pot conține, de asemenea, subunități auxiliare care îndeplinesc funcții modulatorii, structurale sau de stabilizare. O clasă de astfel de subunități este intracelulară, situată în întregime în citoplasmă, iar a doua este membrana, deoarece. au domenii transmembranare care străpung membrana.

Proprietățile canalelor ionice:

1) Selectivitatea este permeabilitatea crescută selectivă a IR pentru anumiți ioni. Pentru alți ioni, permeabilitatea este redusă. O astfel de selectivitate este determinată de filtrul selectiv - cel mai îngust punct al porului canalului. Filtrul, pe lângă dimensiunile înguste, poate avea și o sarcină electrică locală. De exemplu, canalele selective de cationi au de obicei reziduuri de aminoacizi încărcate negativ în molecula de proteină din regiunea filtrului lor selectiv, care atrag cationii pozitivi și resping anionii negativi, împiedicându-i să treacă prin por.

2) Permeabilitatea controlată este capacitatea de a deschide sau închide sub anumite acțiuni de control pe canal.

3) Inactivarea este capacitatea unui canal ionic de a-și reduce automat permeabilitatea la ceva timp după deschidere, chiar dacă factorul de activare care le-a deschis continuă să funcționeze.

4) Blocarea este capacitatea unui canal ionic sub influența substanțelor - blocante de a fixa una dintre stările sale și de a nu răspunde la acțiunile de control convenționale. Blocarea este cauzată de substanțe - blocante, care pot fi numiți antagoniști, blocanți sau litici.

5) Plasticitatea este capacitatea unui canal ionic de a-și schimba proprietățile, caracteristicile. Cel mai comun mecanism de plasticitate este fosforilarea aminoacizilor proteinelor canale din partea interioară a membranei de către enzimele protein kinazei.

Activitatea canalelor ionice:

Canale ionice dependente de ligand

Aceste canale se deschid atunci când neurotransmițătorul se leagă de situsurile receptorilor lor exterioare și le modifică confirmarea. Deschizându-se, ele lasă să intre ionii, modificând astfel potențialul membranei. Canalele dependente de ligand sunt aproape insensibile la modificările potențialului membranei. Ele generează un potențial electric, a cărui putere depinde de cantitatea de mediator care intră în fanta sinaptică și de timpul în care se află acolo.

Canale ionice dependente de potențial

Aceste canale sunt responsabile pentru propagarea potențialului de acțiune, ele se deschid și se închid ca răspuns la modificările potențialului de membrană. De exemplu, canalele de sodiu. Dacă potențialul de membrană este menținut la potențialul de repaus, canalele de sodiu sunt închise și nu există curent de sodiu. Dacă potențialul membranei se schimbă în direcția pozitivă, atunci canalele de sodiu se vor deschide și ionii de sodiu vor începe să intre în celulă de-a lungul gradientului de concentrație. La 0,5 ms după stabilirea unei noi valori a potențialului de membrană, acest curent de sodiu va atinge un maxim. Și după câteva milisecunde, scade la aproape zero. Aceasta înseamnă că canalele se închid după ceva timp din cauza inactivării, chiar dacă membrana celulară rămâne depolarizată. Dar când sunt închise, diferă de starea în care se aflau înainte de deschidere, acum nu se pot deschide ca răspuns la depolarizarea membranei, adică sunt inactivate. În această stare, ele vor rămâne până când potențialul membranei revine la valoarea inițială și are loc o perioadă de recuperare, care durează câteva milisecunde.

6. Transportul activ al ionilor. Pompă diafragmatică. Definiție. Designul molecular al pompei de sodiu-potasiu

Transportul activ este transferul unei substanțe din locuri cu o valoare mai mică a potențialului electrochimic în locuri cu valoarea sa mai mare. Transportul activ în membrană este însoțit de o creștere a energiei Gibbs, nu poate merge spontan, ci doar însoțit de procesul de hidroliză a ATP, adică din cauza consumului de energie stocată în legăturile macroergice ATP. Transportul activ al substanțelor prin membranele biologice este de mare importanță. Datorită transportului activ în organism se creează gradienți de concentrație, gradienți de potențial electric, gradienți de presiune etc., care susțin procesele vieții.

Pompă cu diafragmă - o pompă volumetrică, al cărei corp de lucru este o placă flexibilă (diafragmă, membrană) fixată la margini; placa se îndoiește sub acțiunea unui mecanism de legătură (acționare mecanică) sau ca urmare a unei modificări a presiunii aerului (acționare pneumatică) sau a presiunii lichidului (acționare hidraulică), realizând o funcție echivalentă cu cea a unui piston într-o pompă volumetrică. .

Printre exemplele de transport activ împotriva unui gradient de concentrație, pompa de sodiu-potasiu a fost cel mai bine studiată. În timpul funcționării sale, trei ioni pozitivi Na + sunt transferați din celulă pentru fiecare doi ioni K pozitivi în celulă. Acest lucru este însoțit de acumularea unei diferențe de potențiale electrice pe membrană. În același timp, ATP este descompus, dând energie. Timp de mulți ani, baza moleculară a pompei de sodiu-potasiu a rămas neclară. S-a stabilit acum că proteina de transport Na/K este o ATPază. Pe suprafața interioară a membranei, acesta descompune ATP în ADP și fosfat. Energia unei molecule de ATP este utilizată pentru a transporta trei ioni de sodiu din celulă și simultan doi ioni de potasiu în celulă, adică, în total, o sarcină pozitivă este îndepărtată din celulă într-un ciclu. Astfel, pompa Na/K este electrogenă (creând un curent electric prin membrană), rezultând o creștere a electronegativității potențialului membranei cu aproximativ 10 mV. Proteina de transport efectuează această operație într-un ritm ridicat: de la 150 la 600 de ioni de sodiu pe secundă. Secvența de aminoacizi a proteinei de transport este cunoscută, dar mecanismul acestui transport de schimb complex nu este încă clar. Acest proces este descris folosind profilele energetice ale transferului ionilor de sodiu sau potasiu de către proteine (Fig. 1.5,-6). După natura modificării acestor profiluri, asociată cu schimbări constante în conformația proteinei de transport (proces care necesită energie), se poate aprecia stoichiometria schimbului: doi ioni de potasiu sunt schimbați cu trei ioni de sodiu.

Pe lângă pompa Na/K, membrana plasmatică mai conține cel puțin o pompă, cea de calciu; această pompă pompează ionii de calciu (Ca2+) din celulă și este implicată în menținerea concentrației lor intracelulare la un nivel extrem de scăzut. Pompa de calciu este prezentă la o densitate foarte mare în reticulul sarcoplasmatic al celulelor musculare, care acumulează ioni de calciu ca urmare a defalcării moleculelor de ATP.

7. Potențial de membrană, definiție, valoare. Metode de măsurare a MP. Condiții pentru apariția MP. Rolul forțelor pasive și active

Potențialul de membrană este diferența de potențiale electrice dintre suprafețele exterioare și interioare ale unei membrane biologice, datorită concentrației inegale de ioni, în principal Na, K.

MP (potențialul de repaus) este înregistrat între părțile exterioare și interioare ale unei celule vii. Prezența sa se datorează distribuției neuniforme a ionilor. Partea interioară a membranei este încărcată negativ în raport cu cea exterioară. Mărimea MP este diferită în diferite celule: o celulă nervoasă - 60-80 mV, fibre musculare striate - 80-90 mV, un mușchi al inimii - 90-95 mV. Cu o stare funcțională constantă a celulei, valoarea potențialului de repaus nu se modifică; menţinerea valorii sale constante este asigurată de cursul normal al metabolismului celular. Sub influența diverșilor factori, valoarea MP se poate schimba.

Cercetarea MF și-a găsit o largă aplicație în laboratoarele biomedicale, în practica clinică în diagnosticarea diferitelor afecțiuni ale sistemului nervos central, ale sistemului cardiovascular și ale sistemului muscular. Când luați bioelul total. potențialele din trunchiurile nervoase ale mușchilor, creierului, inimii și altor organe, se folosesc macroelectrozi de suprafață. În unele cazuri, se folosesc electrozi intracavitari sau introduși direct în țesut. Pentru a înregistra măsurarea câmpului magnetic al celulelor individuale, cel mai adesea se folosesc microelectrozi intracelulari și punct-extracelulari. Electrozii sunt conectați la un amplificator DC sau AC. Amplificatorul poate fi conectat la un dispozitiv pentru procesarea automată a semnalelor bioelectrice. Mecanismul de apariție este asociat cu prezența anumitor substanțe fizice și chimice. gradienți între țesuturile individuale ale corpului, între fluidul care înconjoară celula și citoplasma acesteia, între elementele celulare individuale. Apariția în celulele vii se datorează concentrației neuniforme de ioni pe suprafețele interioare și exterioare ale membranei și permeabilității sale diferite la acestea.

8. Ecuația Nerst. Cel mai bun potențial, natura lui. Potențial staționar de membrană. Ecuația Goldman-Hodgkin

Potențial de acțiune - un impuls electric care are loc între părțile interioare și exterioare ale membranei și se datorează modificărilor permeabilității ionilor membranei.

Faza Pd.

1) Faza de depolarizare -

faza de depolarizare. Sub acțiunea unui stimul depolarizant asupra unei celule, de exemplu, un curent electric, depolarizarea parțială inițială a membranei celulare are loc fără a-i modifica permeabilitatea la ioni. Când depolarizarea atinge aproximativ 50% din valoarea pragului (50% din potențialul prag), permeabilitatea membranei celulare pentru Na + crește, iar în primul moment relativ lent. Desigur, rata de intrare a Na+ în celulă este scăzută în acest caz. În această perioadă, precum și în întreaga primă fază (depolarizare), forța motrice care asigură intrarea Na + în celulă este concentrația și gradienții electrici.

Amintiți-vă că celula din interior este încărcată negativ (sarcinile opuse se atrag reciproc), iar concentrația de Na + în afara celulei este de 10-12 ori mai mare decât în interiorul celulei. Condiția care asigură intrarea Na+ în celulă este o creștere a permeabilității membranei celulare, care este determinată de starea mecanismului de poartă a canalelor de Na (în unele celule, în special, în cardiomiocite, în fibrele musculare netede). , canalele gated pentru Ca2+ joacă un rol important în apariția PD). Durata canalului controlat electric în stare deschisă depinde de mărimea potențialului membranei. Curentul total al ionilor în orice moment este determinat de numărul de canale deschise ale membranei celulare. Partea canalului ionic orientată spre spațiul extracelular diferă de partea canalului orientată spre interiorul mediului celular (PG Kostyuk).

Mecanismul de poartă al canalelor de Na este situat pe părțile exterioare și interioare ale membranei celulare, mecanismul de poartă al canalelor K este pe interior (K + se mișcă în afara celulei). Canalele pentru Na + au porți m de activare, care sunt situate în exteriorul membranei celulare (Na + se mișcă în interiorul celulei în timpul excitării acesteia) și porți /r de inactivare, situate în interiorul membranei celulare. În repaus, porțile w de activare sunt închise, porțile de inactivare /r sunt predominant deschise (aproximativ 80%); poarta de activare a potasiului este si ea inchisa, nu exista porti de inactivare pentru K+. Unii autori numesc porți w rapide, porți /r lente, deoarece reacţionează mai târziu în procesul de excitare a celulei decât porțile m. Cu toate acestea, reacția ulterioară a porții /r este asociată cu o schimbare a încărcăturii celulei, precum și cu poarta m, care se deschide în procesul de depolarizare a membranei celulare. Porțile I se închid în faza de inversare, când sarcina din interiorul celulei devine pozitivă, motiv pentru care se închide. În acest caz, creșterea vârfului AP încetează. Prin urmare, porțile m sunt mai bine numite devreme, iar porțile A târziu.

Când depolarizarea celulei atinge o valoare critică (Ecr, nivelul critic de depolarizare - CUD), care este de obicei -50 mV (alte valori sunt posibile), permeabilitatea membranei pentru Na + crește brusc: un număr mare de porțile /p dependente de tensiune ale canalelor de Na și avalanșa Na + se repezi în celulă. Până la 6000 de ioni trec printr-un canal deschis de Na în 1 ms. Ca urmare a fluxului intens de Na + în celulă, procesul de depolarizare este foarte rapid. Dezvoltarea depolarizării membranei celulare determină o creștere suplimentară a permeabilității acesteia și, desigur, a conductivității Na+: tot mai multe porți de activare ale canalelor de Na se deschid, ceea ce conferă curentului de Na+ în celulă caracterul unui proces regenerativ. Drept urmare, PP dispare și devine egal cu zero. Faza de depolarizare se termină aici.

2) Faza de repolarizare.

În această fază, permeabilitatea membranei celulare pentru ionii K + este încă mare, ionii K + continuă să părăsească rapid celula în funcție de gradientul de concentrație. Celula are din nou o sarcină negativă în interior și o sarcină pozitivă în exterior, astfel încât gradientul electric împiedică K* să părăsească celula, ceea ce îi reduce conductivitatea, deși continuă să plece. Acest lucru se explică prin faptul că acțiunea gradientului de concentrație este mult mai pronunțată decât acțiunea gradientului electric. Astfel, întreaga parte descendentă a vârfului AP se datorează eliberării ionului K+ din celulă. Adesea, la sfârșitul AP, există o încetinire a repolarizării, care se explică printr-o scădere a permeabilității membranei celulare pentru ionii K + și o încetinire a ieșirii acestora din celulă din cauza închiderii canalului K. porti. Un alt motiv pentru încetinirea curentului ionilor K + este asociat cu creșterea potențialului pozitiv al suprafeței exterioare a celulei și formarea unui gradient electric direcționat opus. Rolul principal în apariția AP este jucat de ionul Na+, care intră în celulă cu o creștere a permeabilității membranei celulare și asigură întreaga porțiune ascendentă a vârfului AP. Când ionul Na + din mediu este înlocuit cu un alt ion, de exemplu, colină, sau când canalele Na sunt blocate de tetrodotoxină, AP nu apare în celula nervoasă. Cu toate acestea, permeabilitatea membranei pentru ionul K + joacă, de asemenea, un rol important. Dacă creșterea permeabilității pentru ionul K + este împiedicată de tetraetilamoniu, atunci membrana, după depolarizarea ei, se repolarizează mult mai lent, doar datorită canalelor lente necontrolate (canale de scurgere ionică), prin care K + va părăsi celula. Rolul ionilor de Ca 2+ în apariția AP în celulele nervoase este nesemnificativ, la unii neuroni este semnificativ, de exemplu, în dendritele celulelor Purkinje cerebeloase.

9. Mecanismul ionic de generare a potențialului de acțiune

Potențialul de acțiune se bazează pe modificări în curs de dezvoltare în permeabilitatea ionică a membranei celulare. Sub acțiunea unui iritant asupra celulei, permeabilitatea membranei pentru ionii Na + (Fig. 1) crește brusc datorită activării (deschiderii) canalelor de sodiu. În acest caz, ionii Na + în funcție de concentrație.

Orez. unu

În același timp, ionii de Na+ de-a lungul gradientului de concentrație se deplasează intens din exterior - în spațiul intracelular. Intrarea ionilor de Na + în celulă este facilitată și de interacțiunea electrostatică. Ca urmare, permeabilitatea membranei pentru Na + devine de 20 de ori mai mare decât permeabilitatea pentru ionii K +.

Deoarece fluxul de Na + în celulă începe să depășească curentul de potasiu din celulă, are loc o scădere treptată a potențialului de repaus, ceea ce duce la o inversare - o schimbare a semnului potențialului membranei. În acest caz, suprafața interioară a membranei devine pozitivă în raport cu suprafața sa exterioară. Aceste modificari ale potentialului de membrana corespund fazei ascendente a potentialului de actiune (faza de depolarizare).

Membrana se caracterizează printr-o permeabilitate crescută pentru ionii Na + doar pentru un timp foarte scurt de 0,2 - 0,5 ms. După aceea, permeabilitatea membranei pentru ionii Na + scade din nou, iar pentru K + crește. Ca urmare, fluxul de Na + în celulă este slăbit brusc, iar fluxul de K + din celulă crește (Fig. 2.).

În timpul potențialului de acțiune, o cantitate semnificativă de Na + intră în celulă, iar ionii K + părăsesc celulă. Restabilirea echilibrului ionic celular se realizează datorită lucrului Na + , K + - AT al pompei de fază, a cărei activitate crește odată cu creșterea concentrației interne a ionilor Na + și creșterea concentrației externe de K. + ioni. Datorită muncii pompei ionice și modificării permeabilității membranei pentru Na + și K +, concentrația lor inițială în spațiul intra și extracelular este restabilită treptat.

Rezultatul acestor procese este repolarizarea membranei: conținutul interior al celulei capătă din nou o sarcină negativă în raport cu suprafața exterioară a membranei.

10. Ciclul cardiac mecanic. Inima este ca o pompă cu 6 camere. Soc volumul minute de sânge. Munca, puterea inimii

Lucrul mecanic al inimii. Ciclu cardiac.

Munca mecanică a inimii este asociată cu contracția miocardului acesteia. Lucrul ventriculului drept este de trei ori mai mic decât cel al ventriculului stâng. Din punct de vedere mecanic, inima este o pompă de acțiune ritmică, care este facilitată de aparatul valvular. Contractiile ritmice si relaxarea inimii asigura un flux continuu de sange. Contracția mușchiului inimii se numește sistolă, relaxarea sa se numește diastolă. Cu fiecare sistolă ventriculară, sângele este ejectat din inimă în aortă și trunchiul pulmonar. În condiții normale, sistola și diastola sunt clar coordonate în timp. Perioada, care include o contracție și relaxarea ulterioară a inimii, constituie un ciclu cardiac. Durata sa la un adult este de 0,8 secunde cu o frecventa a contractiilor de 70 - 75 de ori pe minut. Începutul fiecărui ciclu este sistola atrială. Durează 0,1 secunde. La sfârșitul sistolei atriale, apare diastola lor, precum și sistola ventriculară. Sistola ventriculară durează 0,3 secunde. În momentul sistolei, tensiunea arterială crește în ventriculi, ajunge la 25 mm Hg în ventriculul drept. Art., iar în stânga - 130 mm Hg. Artă. La sfarsitul sistolei ventriculare incepe faza de relaxare generala, cu durata de 0,4 secunde. În general, perioada de relaxare a atriilor este de 0,7 secunde, iar cea a ventriculilor este de 0,5 secunde. Semnificația fiziologică a perioadei de relaxare este că în acest timp, procesele metabolice dintre celule și sânge au loc în miocard, adică capacitatea de lucru a mușchiului inimii este restabilită.

Principalii indicatori ai activității inimii

Volumul sistolic (accident vascular cerebral) este volumul de sânge expulzat din inimă într-o singură sistolă. Este în medie în repaus la un adult este de 150 ml (75 ml pentru fiecare ventricul). Înmulțind volumul sistolic cu numărul de bătăi pe minut, puteți găsi volumul pe minut. Are o medie de 4,5 - 5,0 litri. Volumele sistolice și minute sunt instabile, se modifică dramatic în funcție de stresul fizic și emoțional.

Lucrarea inimii

Ac=Alj+Apj

Alj=0,2Alj

Alzh \u003d R * Vsp + (mv 2 / 2)

m=densitatea pe volumul șocului

Ac \u003d 1,2 Vsp (P + Densitate * v 2 / 2)

Munca inimii în timpul unei contracții este aproximativ egală cu 1 j

Puterea inimii N=Ac

11. Mecanism de transformare a ejecției pulsate a sângelui din inimă în flux sanguin continuu în vasele arteriale. Teoria camerei pulsatorii. Puls, undă de puls. inima periferică

Datorită faptului că sângele este ejectat de inimă în porțiuni separate, fluxul sanguin în artere are un caracter pulsatoriu, astfel încât vitezele liniare și volumetrice sunt în continuă schimbare: sunt maxime în aortă și artera pulmonară în momentul ventricularului. sistolei si scade in timpul diastolei. În capilare și vene, fluxul sanguin este constant, adică viteza sa liniară este constantă. În transformarea fluxului sanguin pulsatoriu într-o constantă, proprietățile peretelui arterial sunt importante. Fluxul continuu de sânge în sistemul vascular determină proprietățile elastice pronunțate ale aortei și ale arterelor mari. În sistemul cardiovascular, o parte din energia cinetică dezvoltată de inimă în timpul sistolei este cheltuită pentru întinderea aortei și a arterelor mari care se extind din aceasta.

Acestea din urmă formează o cameră elastică, sau de compresie, în care intră un volum semnificativ de sânge, întinzându-l; in acelasi timp, energia cinetica dezvoltata de inima este transformata in energia tensiunii elastice a peretilor arteriali. Când sistola se termină, pereții întinși ai arterelor tind să scape și să împingă sângele în capilare, menținând fluxul sanguin în timpul diastolei.

Pulsul arterial se numește oscilații ritmice ale peretelui arterei, datorită creșterii presiunii în perioada sistolei.

O undă de puls, sau modificări oscilatorii ale diametrului sau volumului vaselor arteriale, este cauzată de o undă de creștere a presiunii care are loc în aortă în momentul expulzării sângelui din ventriculi. În acest moment, presiunea din aortă crește brusc și peretele acesteia este întins. Valul de presiune crescută și vibrațiile peretelui vascular cauzate de această întindere se propagă cu o anumită viteză de la aortă la arteriole și capilare, unde se stinge unda pulsului.

inima periferică

Cu diferite contracții, fibrele musculare acționează asupra vaselor de sânge situate paralel cu ele și, sub forma a numeroase micropompe intramusculare deosebite, aspiră sângele arterial la intrarea în mușchi, facilitând astfel activitatea de pompare a inimii, împingând acest sânge prin vasele intramusculare și se pompează la ieșirea din sângele venos al mușchiului scheletic către inimă cu o energie care depășește de 2-3 ori presiunea arterială maximă. Dacă inima, după cum bine știm, pompează sângele arterial cu o presiune de 120 mm Hg. Art., atunci mușchiul scheletic este capabil să pompeze sângele venos cu o forță de 200, 250 și chiar 300 mm Hg. Art., întorcându-l la inimă pentru a-l umple.

Un mușchi complet izolat de corp, fiind închis într-un cerc de circulație artificială, este capabil să miște în mod independent sângele în jurul acestui cerc, după imaginea și asemănarea inimii atunci când se contractă. Prin urmare, poate fi numită „inima periferică” (PS). Este extrem de important ca aceste numeroase „inimi periferice” - și există peste 1000 dintre ele în numărul de mușchi scheletici la o persoană - să funcționeze independent ca micropompe de aspirație-injecție nu numai în timpul diferitelor tipuri de contracții: ritmice, aritmice, tonice. , tetanic, auxotonic etc dar si sub tensiune. În rest, putem spune că nu au un „idle”.

12. Hemodinamica într-un singur vas. ecuația lui Pausel. rezistenta hidraulica. Legile hemodinamicii la nivelul întregului sistem

Hemodinamică - mișcarea sângelui prin vase, rezultată din diferența de presiune hidrostatică în diferite părți ale sistemului circulator (sângele se deplasează dintr-o zonă de presiune înaltă într-o zonă de presiune scăzută).

Considerăm un singur vas ca un tub cu secțiune transversală circulară, extins în comparație cu dimensiunile sale transversale. Elasticitatea pereților este înțeleasă ca fiind posibilitatea modificării secțiunii transversale a vaselor sub influența presiunii.

Poeisel a stabilit empiric că viteza medie a curgerii unui fluid laminar printr-o țeavă rotundă orizontală îngustă de secțiune transversală constantă este direct proporțională cu diferența de presiune P1 și P2 la intrarea și ieșirea țevii, pătratul razei țevii și invers. proporțional cu lungimea conductei l și vâscozitatea n.

Vav = (R (în kV) / 8n)*(P1 - P2)/l

Rezistenta hidraulica, rezistenta la miscarea lichidelor (si gazelor) prin conducte, canale etc., datorita vascozitatii acestora.

w \u003d 8nl / pi r (în 4 linguri)

Valoarea w se numește rezistență hidraulică. Este invers proporțională cu puterea a patra a razei și, prin urmare, crește semnificativ odată cu scăderea razei țevii.

Forța care creează presiune în sistemul vascular este inima. La o persoană de vârstă mijlocie, cu fiecare contracție a inimii, 60–70 ml de sânge (volum sistolic) sau 4–5 l / min (volum pe minut) sunt împinse în sistemul vascular. Forța motrice a sângelui este diferența de presiune care apare la începutul și la sfârșitul tubului.

În aproape toate părțile sistemului vascular, fluxul sanguin este de natură laminară - sângele se mișcă în straturi separate paralele cu axa vasului. În același timp, stratul adiacent peretelui vasului rămâne practic nemișcat, al doilea alunecă de-a lungul acestui strat, iar al treilea, la rândul său, alunecă de-a lungul acestuia etc. Celulele sanguine alcătuiesc fluxul central, axial, plasma se deplasează mai aproape de peretele vasului. În consecință, cu cât diametrul vasului este mai mic, cu atât straturile centrale sunt mai aproape de perete și cu atât viteza lor este mai încetinită din cauza interacțiunii vâscoase cu peretele. În general, aceasta înseamnă că viteza fluxului sanguin în vasele mici este mai mică decât în cele mari. Este ușor de verificat corectitudinea acestei poziții comparând vitezele fluxului sanguin în diferite părți ale patului vascular. În aortă, este de 50--70 cm / s, în artere - de la 40 la 10, arteriole - 10--0,1, capilare - mai puțin de 0,1, venule - mai puțin de 0,3, vene - 0, 3 - 5,0, vena cavă - 5 - 20 cm / s.

Alături de laminar în sistemul vascular, există o mișcare turbulentă cu un vârtej caracteristic de sânge. Particulele de sânge se mișcă nu numai paralel cu axa vasului, ca în fluxul sanguin laminar, ci și perpendicular pe acesta. Rezultatul acestei mișcări complexe este o creștere semnificativă a frecării interne a fluidului. În acest caz, debitul de sânge volumetric nu va mai fi proporțional cu gradientul de presiune, ci aproximativ egal cu rădăcina pătrată a acestuia. Mișcarea turbulentă are loc de obicei în locurile de ramificare și îngustare a arterelor, în zonele cu coturi abrupte ale vaselor.

Sângele este o suspensie de elemente formate într-o soluție coloid-salină, are o anumită vâscozitate, care nu este o valoare constantă. Când sângele curge printr-un capilar al cărui diametru este mai mic de 1 mm, vâscozitatea scade. Scăderea ulterioară a diametrului capilarului reduce și mai mult vâscozitatea sângelui care curge. Acest paradox hemodinamic se explică prin faptul că în timpul mișcării sângelui, celulele roșii din sânge sunt concentrate în centrul fluxului. Stratul din apropierea peretelui constă dintr-o plasmă pură cu o vâscozitate mult mai mică, pe care elementele modelate alunecă ușor. Ca urmare, condițiile pentru fluxul sanguin se îmbunătățesc și scăderea presiunii, ceea ce, în general, compensează creșterea vâscozității sângelui și scăderea vitezei curgerii acestuia în arterele mici. Trecerea de la fluxul sanguin laminar la cel turbulent este însoțită de o creștere semnificativă a rezistenței la fluxul sanguin.

Relația dintre natura curgerii fluidului în tuburile rigide și presiune este determinată de obicei de formula Poiseuille. Folosind această formulă, puteți calcula rezistența R la fluxul sanguin în funcție de vâscozitatea acestuia Yu, lungimea l și raza r a vasului:

Sistemul vascular în ansamblu poate fi reprezentat ca tuburi conectate în serie și paralel de diferite lungimi și diametre. În cazul unei conexiuni în serie, rezistența totală este suma rezistențelor vaselor individuale:

R \u003d R 1 + R 2 + ... + R n.

Cu o conexiune paralelă, valoarea rezistenței este calculată folosind o formulă diferită:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + + 1/Rn.

Având în vedere complexitatea geometriei vaselor întregului organism, variabilitatea acesteia, în funcție de deschiderea și închiderea șunturilor, colaterale, gradul de contracție a mușchilor netezi, elasticitatea pereților, modificările vâscozității sângelui și alte motive, este dificil de calculat valoarea rezistenţei vasculare în condiţii reale. Prin urmare, se obișnuiește să se definească ca coeficient de împărțire a tensiunii arteriale P la volumul minut al sângelui Q:

Pentru întregul sistem vascular al corpului în ansamblu, această formulă este aplicabilă numai dacă la sfârșitul sistemului, adică în vena cavă din apropierea locului în care se varsă în inimă, presiunea va fi aproape de zero. În consecință, dacă este necesar să se calculeze rezistența unei secțiuni separate a sistemului vascular, formula ia forma

R=P1-P2/Q

Valorile lui P 1 și P 2 reflectă presiunea de la începutul și sfârșitul secțiunii determinate.

Energia cinetică principală necesară mișcării sângelui este raportată de inimă în timpul sistolei. O parte din această energie este cheltuită pentru împingerea sângelui, cealaltă este transformată în energie potențială a peretelui elastic al aortei, artere mari și medii întinse în timpul sistolei. Proprietățile lor depind de prezența fibrelor elastice și de colagen, a căror extensibilitate este de aproximativ șase ori mai mare decât, de exemplu, firele de cauciuc de aceeași grosime. În timpul diastolei, energia peretelui aortic și a vaselor de sânge este transformată în energia cinetică a mișcării sângelui.

Pe lângă elasticitate și extensibilitate, adică proprietățile pasive, vasele au și capacitatea de a răspunde activ la modificările tensiunii arteriale din ele. Când presiunea crește, mușchii netezi ai pereților se contractă și diametrul vasului scade. Astfel, fluxul sanguin pulsatoriu creat de funcția inimii, datorită caracteristicilor aortei și ale vaselor mari, se nivelează și devine relativ continuu.

Principalii indicatori ai hemodinamicii sunt viteza volumetrică, rata de circulație a sângelui, presiunea în diferite zone ale sistemului vascular.

Viteza volumetrică a mișcării sângelui caracterizează cantitatea acestuia (în mililitri) care curge prin secțiunea transversală a vasului pe unitatea de timp (1 min). Viteza volumetrică a fluxului sanguin este direct proporțională cu scăderea presiunii la începutul și la sfârșitul vasului și invers proporțională cu rezistența acestuia la fluxul sanguin. În organism, fluxul de sânge din inimă corespunde afluxului său către aceasta. Aceasta înseamnă că volumul de sânge care curge pe unitatea de timp prin întregul sistem arterial și venos al circulației sistemice și pulmonare este același.

Viteza liniară a mișcării sângelui (v) caracterizează viteza de mișcare a particulelor sale de-a lungul vasului în flux laminar. Este exprimată în centimetri pe secundă și este definită ca raportul dintre debitul de sânge volumetric Q și aria secțiunii transversale a vasului pr 2:

Valoarea obținută în acest fel este un indicator pur mediu, deoarece, conform legilor mișcării laminare, viteza de mișcare a sângelui în centrul vasului este maximă și scade în straturile adiacente peretelui vascular.

Viteza liniară a fluxului sanguin este, de asemenea, diferită în anumite părți ale patului vascular de-a lungul arborelui vascular. Depinde de suprafața totală a lumenului vaselor de acest calibru din zona luată în considerare. Aorta este caracterizată de cea mai mică secțiune transversală și, prin urmare, viteza de mișcare a sângelui în ea este cea mai mare - 50--70 cm / s. Capilarele au cea mai mare suprafață totală a secțiunii transversale; la mamifere, este de aproximativ 600-800 de ori mai mare decât aria secțiunii transversale a aortei. În consecință, viteza sângelui aici este de aproximativ 0,05 cm/s. În artere, este de 20-40 cm / s, în arteriole - 0,5 cm / s. Datorită faptului că la unirea venelor, lumenul lor total scade, viteza liniară a fluxului sanguin crește din nou, ajungând la 20 cm/s în vena cavă (Fig. 9.30).

Sângele este împins în porțiuni separate, astfel încât fluxul sanguin în aortă și artere pulsează. În același timp, viteza sa liniară crește în faza de sistolă și scade în timpul diastolei. În rețeaua capilară, datorită caracteristicilor structurale ale arterelor care o preced, șocurile pulsului dispar și viteza liniară a fluxului sanguin devine constantă.

...

Documente similare

Bazele fizice pentru utilizarea tehnologiei laser în medicină. Tipuri de lasere, principii de funcționare. Mecanismul de interacțiune a radiației laser cu țesuturile biologice. Metode cu laser promițătoare în medicină și biologie. Echipamente laser medicale produse în serie.

rezumat, adăugat 30.08.2009

Sondele bipolare ale electrocardiografiei (după Einthoven). Localizarea electrozilor toracici pentru ECG. Cartografia precordială. Formarea axei electrice a inimii, extrasistolă. Mecanismul de apariție a undei P și T, segmente P-Q și ST, complex QRS.

prezentare, adaugat 01.08.2014

Conceptul de metrologie și standardizare, istorie și principalele etape de dezvoltare, reglementări și cadrul legal. Valoarea electrocardiografiei în medicina modernă, mecanismul implementării acesteia. Fundamentarea și optimizarea verificării electrocardiografului.

teză, adăugată 15.02.2014

O sursă de energie necesară pentru mișcarea sângelui prin vase. Funcția principală a inimii. Localizarea inimii în cavitatea toracică. Dimensiunea medie a inimii unui adult. Lucrarea ventriculilor stângi și drepti, valvelor mitrale și aortice.

prezentare, adaugat 25.12.2011

Bazele fiziologice ale electrocardiografiei. Apex bătăi ale inimii. Principalele metode de studiere a zgomotelor cardiace, schema principalelor puncte ale ascultării lor. Componentele principale ale unei electrocardiograme normale și anormale (unde, intervale, segmente).

prezentare, adaugat 01.08.2014

Descoperirea razelor X de către Wilhelm Roentgen, istoria și semnificația acestui proces în istorie. Dispozitivul unui tub cu raze X și relația dintre elementele sale principale, principiile de funcționare. Proprietățile radiațiilor X, efectul său biologic, rolul în medicină.

prezentare, adaugat 21.11.2013

Istoria descoperirii razelor X. Mecanismul producerii sale folosind un tub catodic. Efectele biologice ale razelor X. Aplicarea sa în medicină și știință. Tomograf cu fascicul de electroni. Efectul artefactelor asupra calității imaginii în timpul scanării.

prezentare, adaugat 29.03.2016

Formule pentru calcularea debitului cardiac sau a volumului stroke. Factori care cresc volumul minut al sângelui. Activitatea mecanică a inimii și principiul policardiografiei. Indicatori generali ai activității mecanice a inimii. Tipuri de efecte de reglementare asupra inimii.

prezentare, adaugat 13.12.2013

Caracteristicile fizice ale sunetului. Conceptul de ultrasunete și principiul de funcționare al emițătorilor electromecanici. Aplicatii medico-biologice ale ultrasunetelor. Metode de diagnostic și cercetare: ecoscopia bidimensională și Doppler, vizualizare pe armonici.

prezentare, adaugat 23.02.2013

organizarea membranelor. Transportul substanțelor prin membrane. Mecanismul central de reglare a organelor respiratorii. Nefronul este o unitate structurală și funcțională a rinichiului. Conexiuni funcționale ale hipotalamusului cu glanda pituitară. Problema localizării funcțiilor în cortexul cerebral.

numele corpului liber, dacă mișcările sale nu sunt limitate de nimic. Un corp a cărui mișcare este limitată de alte corpuri se numește nu este gratis, și corpurile care limitează mișcarea acestui corp, - conexiuni.La punctele de contact iau naștere forțe de interacțiune între corpul dat și legături. Se numesc forțele cu care acționează legăturile asupra unui corp dat reacții de legătură.

Principiul eliberării: orice corp neliber poate fi considerat liber dacă acţiunea legăturilor este înlocuită cu reacţiile lor aplicate corpului dat.În statică, reacțiile legăturilor pot fi determinate complet folosind condițiile sau ecuațiile de echilibru ale corpului, care vor fi stabilite ulterior, dar direcțiile lor în multe cazuri pot fi determinate dintr-o examinare a proprietăților legăturilor. Ca exemplu simplu, în fig. 1.14, dar este reprezentat un corp, al cărui punct M se leagă de punctul fix O cu ajutorul unei tije, a cărei greutate poate fi neglijată; capetele tijei au balamale care permit libertatea de rotatie. În acest caz, tija OM servește drept legătură pentru corp; constrângerea libertății de mișcare a punctului M se exprimă prin faptul că acesta este forțat să se afle la o distanță constantă de punctul O. Forța de acțiune asupra unei astfel de tije ar trebui direcționată de-a lungul dreptei OM și conform axioma 4, forța de contracarare a tijei (reacției) R ar trebui să fie îndreptată de-a lungul aceleiași linii drepte. Astfel, direcția de reacție a tijei coincide cu OM directă (Fig. 1.14, b). În mod similar, forța de reacție a unui fir flexibil inextensibil trebuie direcționată de-a lungul filetului. Pe fig. 1.15 prezintă un corp atârnat pe două fire și reacțiile firelor R 1 și R 2 . Forțele care acționează asupra unui corp neliber sunt împărțite în două categorii. O categorie este formată din forțe care nu depind de legături, iar cealaltă o reprezintă reacțiile legăturilor. În același timp, reacțiile legăturilor sunt de natură pasivă - ele apar pentru că forțele din prima categorie acționează asupra corpului. Forțele care nu depind de legături se numesc active, iar reacțiile legăturilor se numesc forțe pasive. Pe fig. 1.16, iar în partea de sus sunt prezentate două forțe active F 1 și F 2 egale în modul, întinzând tija AB, sub reacțiile R 1 și R 2 ale tijei întinse. Pe fig. 1.16, b, forțele active F 1 și F 2 care comprimă tija sunt prezentate în partea de sus, reacțiile R 1 și R 2 ale tijei comprimate sunt prezentate mai jos.

Suntem de acord să luăm în considerare corpul liber , dacă mișcările sale nu sunt limitate de nimic. Un corp a cărui mișcare este limitată de alte corpuri se numește nu este gratis , și corpurile care limitează mișcarea acestui corp, conexiuni . În punctele de contact apar forțe de interacțiune între corpul dat și legături. Se numesc forțele cu care acționează legăturile asupra unui corp dat reacții de legătură . La enumerarea tuturor forțelor care acționează asupra unui corp dat, trebuie luate în considerare și aceste forțe de contact (reacții ale legăturilor).

În mecanică, ei ocupă următoarea poziție, numită uneori principiul eliberării: orice corp neliber poate fi considerat liber doar dacă acţiunea legăturilor este înlocuită cu reacţiile lor aplicate corpului dat.

În statică, reacțiile legăturilor pot fi determinate complet folosind condițiile sau ecuațiile de echilibru ale corpului, dar direcțiile lor în multe cazuri pot fi determinate dintr-o examinare a proprietăților legăturilor. Ca exemplu simplu, luați în considerare un corp, un punct M care este conectat la un punct fix O folosind o tijă, a cărei greutate poate fi neglijată; capetele tijei au balamale care permit libertatea de rotatie. În acest caz, o tijă servește drept legătură pentru corp. OM. Restricționarea libertății de mișcare a unui punct M se exprimă prin faptul că este forțat să fie la o distanță constantă de punct O. Dar, așa cum am văzut mai sus, forța care acționează asupra unei astfel de tije trebuie direcționată în linie dreaptă OM. Conform axiomei 4, forța de reacție a tijei (reacție) R ar trebui să fie în aceeași linie dreaptă. Astfel, direcția de reacție a tijei coincide cu linia dreaptă OM. (În cazul unei tije curbate fără greutate - de-a lungul unei linii drepte care leagă capetele tijei).

În mod similar, forța de reacție a unui fir flexibil inextensibil trebuie direcționată de-a lungul filetului. Pe fig. Sunt prezentate un corp atârnat pe două fire și reacțiile firelor. R1și R2.

În cazul general, forțele care acționează asupra unui corp neliber (sau asupra unui punct material neliber) pot fi împărțite în două categorii. O categorie este formată din forțe care nu depind de legături, iar cealaltă categorie este formată din reacțiile legăturilor. În același timp, reacțiile legăturilor, în esență, sunt de natură pasivă. Ele apar numai în măsura în care anumite forţe din prima categorie acţionează asupra corpului. Prin urmare, se numesc forțe care nu depind de constrângeri activ forțe (numite uneori dat ), și reacțiile de legătură pasiv forte.

Pe fig. 1.16 în partea de sus arată două forțe active egale ca modul F1și F2, întinzând tija AB, reacțiile sunt prezentate mai jos R1și R2 tijă întinsă. Pe fig. arătând forţe active F1și F2, comprimând tija, reacțiile sunt prezentate mai jos R1și R2 tijă comprimată.

Să luăm în considerare câteva tipuri mai tipice de legături și să indicăm direcțiile posibile ale reacțiilor lor. Modulele de reacție sunt determinate de forțe active și nu pot fi găsite până când acestea din urmă nu sunt specificate într-un anumit mod. În acest caz, vom folosi câteva reprezentări simplificate care schematizează proprietățile reale ale conexiunilor reale.

1. Dacă un corp rigid se sprijină pe o suprafață perfect netedă (fără frecare), atunci punctul de contact al corpului cu suprafața poate aluneca liber de-a lungul suprafeței, dar nu se poate deplasa de-a lungul normalului la suprafață. Reacția unei suprafețe ideal netede este direcționată de-a lungul normalei comune la suprafețele de contact.

Dacă un corp solid are o suprafață netedă și se sprijină pe un punct, atunci reacția este îndreptată de-a lungul normalului către suprafața corpului însuși.

Dacă un corp solid se sprijină cu vârful pe un colț, atunci conexiunea împiedică vârful să se miște atât pe orizontală, cât și pe verticală. În consecință, reacția R unghiul poate fi reprezentat prin două componente - orizontală R xși verticală R, ale căror mărimi și direcții sunt în cele din urmă determinate de forțele date.

2. articulație sferică numit un dispozitiv care face un punct fix O a corpului considerat (centrul balamalei). Dacă suprafața de contact sferică este ideal netedă, atunci reacția balamalei sferice are direcția normalei la această suprafață. Prin urmare, singurul lucru cunoscut despre reacție este că trece prin centrul balamalei O. Direcția reacției poate fi orice și se determină în fiecare caz specific în funcție de forțele date și de schema generală de fixare a corpului. În mod similar, este imposibil de determinat în prealabil direcția de reacție rulment axial .

3. Rulment pivot cilindric . Reacția unui astfel de suport trece prin axa acestuia, iar direcția de reacție a suportului poate fi oricare (în planul perpendicular pe axa suportului).

4. Rulment pivot cilindric împiedică deplasarea punctului fix al corpului de-a lungul perpendicularei pe planul de sprijin. Reacția unui astfel de suport are și direcția acestei perpendiculare.

5. Rulment axial. Rulmentul axial este o legătură a unei balamale cilindrice cu un plan de referință. O astfel de conexiune permite arborelui să se rotească în jurul axei sale și să se miște de-a lungul ei, dar numai într-o direcție.

Reacția lagărului de tracțiune este suma reacției unui rulment cilindric situat într-un plan perpendicular pe axa acestuia (în cazul general, poate fi descompus în componente R 1 și R 2), și reacția normală a planului de referință R 3 .

Mai multe legături, eventual de diferite tipuri, pot fi impuse aceluiași corp în același timp. Trei exemple de acest fel sunt prezentate în fig. Pe fig. sunt prezentate sistemele de forţe corespunzătoare. În conformitate cu principiul eliberării, legăturile sunt aruncate și înlocuite cu reacții.

6. Reacții la tije dirijate de-a lungul tijelor (diagrama de sus); se presupune ca tijele sunt imponderabile si sunt legate de corp si suporturi cu ajutorul balamalelor.

Reacții ale suprafețelor de rulment perfect netedeîndreptate de-a lungul normalei la aceste suprafețe (două diagrame inferioare). În plus, reacția unui rulment cilindric la punctul DAR(diagrama din mijloc) trebuie, pe baza teoremei pe trei forțe neparalele, să treacă prin punctul de intersecție al liniilor de acțiune a forțelor Fși R2- punct Cu.

7. Reacţie R1 fir perfect flexibil, inextensibil și fără greutate îndreptată de-a lungul firului (diagrama inferioară).

În sistemele mecanice formate prin articularea mai multor corpuri solide, alături de conexiuni externe (suporturi), există comunicatii interne . În aceste cazuri, uneori se dezmembrăște mental sistemul și înlocuiește conexiunile aruncate nu numai externe, ci și interne cu reacțiile corespunzătoare. Un exemplu de acest fel în care două corpuri sunt legate printr-o balama Cu, prezentat în Fig. Rețineți că forțele R2și R3 egale între ele în valoare absolută, dar direcționate opus (conform axiomei 4).

Rețineți că forțele de interacțiune dintre punctele individuale ale unui corp dat sunt numite intern , iar forțele care acționează asupra unui corp dat și cauzate de alte corpuri se numesc extern . De aici rezultă că reacțiile legăturilor sunt forțe externe pentru un corp dat.

Secțiuni