Gravitační působení % lépe projevy tíhy Tíha tělesa i vzniká z objemové gravitační síly, kterou Země přitahuje těleso a skládají se s ní další síly - setrvačné, které mohou vzniknout z pohybu podložky nebo závěsu vzhledem ke gravitačnímu poli Země. Tíha tělesa tedy může být stejně velká jako gravitační síla, ale též větší nebo menší Organizmy na Zemi jsou vystaveny účinkům tíhové síly, ta se projevuje teprve v interakcích s dalšími tělesy jakožto tíha velikost tíhy se mění i když graviace zůstává stejná Člověk snese libovolnou stálou rychlost (ekvivalentní inerciální soustavy), ale mnohem hůře snáší zrychlení nebo zpomalení. Výsledkem zrychlení ve směru tíhové síly je změna tíhy tzv. přetížení, udávané obvykle v násobcích "g". Při zrychleném stoupání, směřuje-li zdánlivá setrvačná síla směrem od hlavy k nohám, jedná se o kladné přetížení organizmu. Při hodnotách vyšších než 5g dochází k velkému městnání krve v dolních končetinách, zatímco nedokrvení mozku může vést až ke ztrátě vědomí a nedokrvení sítnice má za následek "bílou slepotu". Homogenní gravitační pole uděluje všem tělesům totéž zrychlení proto není fyzikálně rozlišitelné od zdánlivého pole vznikajícího bez přítomnosti gravitace v rovnoměrně zrychlené vztažné soustavě, není tedy vůbec pozorovatelné. Přímým důsledkem univerzálnosti gravitačního působení je možnost vždy a v každém místě zavést lokálně inerciální soustavu - vztažnou soustavu spojenou s tělesem volně "padajícím" v gravitačním poli (např.kabina volně se pohybující družice) - ve které panuje stav "beztíže" pro všechny fyzikální děje. Tíha tělesa na Zemi vzniká z objemové gravitační síly, kterou Země přitahuje těleso a skládají se s ní další síly - setrvačné, které mohou vzniknout z pohybu podložky nebo závěsu vzhledem ke gravitačnímu poli Země. Tíha tělesa tedy může být stejně velká jako gravitační síla, ale též větší nebo menší.Tíha je fyzikální veličina, vyjadřující sílu, kterou působí těleso v gravitačním poli na podložku nebo závěs.Objemová síla působí v celém objemu tělesa n každou ho část, na rozdíl od plošných sil, které působí jen na povrch tělesa. Plošnou sílu lze vyjádřit jako součin tlaku a obsahu S plochy interakce. -organizmy na Zemi jsou vystaveny účinkům tíhové síly ze zemské gravitace, je to objemová síla, která se projevuje teprve v interakcích s dalšími tělesy jako tíha -velikost tíhy se mění i když graviace zůstává stejná– při volném pádu,letecké akrobacii, rychlé jízdě výtahem,skocích do vody apod. Na povrchu naší planety je tíhová síla charakterizována tíhovým zrychlením 1g , g = 9,81 m..s^-2. http://www.youtube.com/watch?v=5C5_dOEyAfk Přetížení -velikost tíhy se mění – při letecké akrobacii, skocích do vody apod. (snáší v sedě v předklonu – 4G po dobu 60 minut) Náhlé přetížení: ¯ TK v oblasti hlavy (poruchy vidění, ztráta vědomí) – asi po 10 sec – úprava prokrvení mozku -působí-li nadměrná tíha: a)souběžně s osou těla smrt zástavou cirkulace b)kolmo na osu těla smrt selháním respirace Výsledkem zrychlení je tzv. přetížení, udávané v násobcích "g". Při zrychleném stoupání se jedná o kladné přetížení organizmu. Při hodnotách vyšších než 5g dochází k velkému městnání krve v dolních končetinách, zatímco nedokrvení mozku může vést až ke ztrátě vědomí a nedokrvení sítnice má za následek "bílou slepotu". Během působení pozitivního g se krev »odstřeďuje« do dolních partií těla. Krevní oběh mozkem je chráněn poklesem žilního tlaku. Srdeční výdej zůstává po nějakou dobu nezměněn, protože se uvolňuje krev ze zásob v plicním řečišti a protože se zvyšuje síla srdeční kontrakce. Při přetížení větším než 5 g ovšem selhává během asi 5 s vidění (»blackout«) a skoro bezprostředně následuje bezvědomí. Účinky pozitivních g lze zmírnit užitím antigravitačních obleků. Ty mají dvě vrstvy a mezi nimi vodu nebo stlačený vzduch regulované tak, aby stlačovaly břicho a nohy silou úměrnou pozitivnímu g. To zmenšuje hromadění krve v žilách a napomáhá žilnímu návratu. Negativní g - přetížení „hlavou dolů“ působí zvýšení srdečního výdeje, růst arteriálního tlaku v mozku, masivní ucpávání v žilách hlavy a krku, drobná krvácení kolem očí,silné pulzující bolesti hlavy a nakonec zmatenost (»redout«). I přes výrazný růst tlaku v mozkových arteriích cévy v mozku nepraskají, protože podobně roste i nitrolební tlak, který podporuje jejich stěny podobně jako při námaze. Zrychlení působící napříč těla snášíme podstatně lépe než g v podélném směru. Lidé snášejí 11 g působící ve směru záda – hruď po 3 min a 17 g v opačném směru po 4 min. Astronauti jsou při startu a přistání v takové poloze, aby zrychlení (zpomalení) působilo ve směru hrudník – záda. V této pozici snášejí bez škodlivých následků akceleraci na první i druhou kosmickou rychlost i zpomalování během návratu do zemské atmosféry. Přetížení Při startu raket jsou astronauti vystaveni vyššímu zrychlení než panuje na Zemi. Při startu Apolla činilo 4 g, v raketoplánu jen 3g. Při 2g lidé pociťují tíži končetin, při 3-4 g nedokáží vzpřímeně stát, dýchání a otevírání očí je namáhavé. Při 4-6 g většina lidí upadne do bezvědomí (blackout) z odkrvení mozku, trénovaní piloti však ve speciálním obleku zdolají i 9 g. Při 20 g již hrozí fraktury kostí. Nejlépe se přetížení snáší vleže na zádech (10-17 g po dobu až 3 min). Naopak přetížení „hlavou dolů“ je extrémně nebezpečné, vzniklý přetlak vede k překrvení sítnice, což se projeví „viděním rudě“ a následným výpadkem zraku. Samozřejmé je riziko mozkového krvácení. Jako rekordní přetížení, které člověk přežil, se udává 179,8 g. Dotyčný David Prurley http://www.asag.sk/bio/purley.htm ovšem nebyl astronaut, nýbrž závodník, a jeho rekord nepadl při startu rakety, ale při „přistání“ automobilu. Vzhledem k tomu, že sice přežil, ale v nepříliš kompletním stavu, nedoporučuje se zkoušet to po něm. Podle údajů, které jsou zatím k dispozici, má beztíže trvající až 14 měsíců na krevní oběh zřejmě jen přechodné nepříznivé následky. Při návratu z vesmírných letů na Zemi je běžná přechodná hypotenze. Plná readaptace na normální gravitaci po návratu z vesmírných letů v současnosti vyžaduje 4 až 7 týdnů. Protože v beztíži nedochází k občasným zvyšením srdečního výdeje, která jsou v normálním životě při běžné aktivitě, srdeční sval poněkud atrofuje. Dlouhodobá beztíže během případných budoucích letů k jiným planetám by mohla způsobit vážnější »atrofii z nepoužívání« srdce a kardiovaskulárních a somatických reflexních mechanismů odpovědných za přizpůsobení na změny polohy. Vliv beztíže -při kosmických letech: §přestanou působit podněty pro podráždění tlakových tělísek, nervových zakončeních… §chybí podněty vyvolávané zemskou tíží (podněty vyvolané pohyby hlavy jsou však přítomny) §po návratu na zem – porušen ortostatický reflex (pro ¯ žilní tonus) §při delších pobytech osteoporóza atrofie svalů malá výbavnost posturálních reflexů § Podle údajů, které jsou zatím k dispozici, má beztíže trvající až 14 měsíců na krevní oběh zřejmě jen přechodné nepříznivé následky. Při návratu z vesmírných letů na Zemi je běžná přechodná hypotenze. Plná readaptace na normální gravitaci po návratu z vesmírných letů v současnosti vyžaduje 4 až 7 týdnů. Protože v beztíži nedochází k občasným zvyšením srdečního výdeje, která jsou v normálním životě při běžné aktivitě, srdeční sval poněkud atrofuje. Dlouhodobá beztíže během případných budoucích letů k jiným planetám by mohla způsobit vážnější »atrofii z nepoužívání« srdce a kardiovaskulárních a somatických reflexních mechanismů odpovědných za přizpůsobení na změny polohy. Ostatní účinky nulové gravitace Svalové úsilí je výrazně menší, pohybujeme-li předměty, které nic neváží. Spolu s úbytkem schopnosti koordinovat tělo v prostoru;, normálně vyvolávaných účinky gravitace na tělo, to vede k ochablosti a atrofii kosterních svalů. Pravidelné cvičení proti odporu, např.tlačení na zeď či tah za gumové popruhy, ztrátu svalové hmoty zřejmě zmírňuje, i když kompenzace není úplná. Mezi změny vyvolané vesmírným letem patří dále nevolnost, což je mimochodem problém, který se ukázal vážnějším, než se původně předpokládalo. Dalšími změnami jsou pokles objemu plazmy vyvolaný pravděpodobně přesunem tělesných tekutin směrem k hlavě s následnou diurézou ztráta svalové hmoty, kontinuální ztráty minerálů z kostí spojené se zvýšeným vylučováním Ca2+, ztráta červených krvinek a změny počtu lymfocytů. Ztráta Ca2+ představuje 0,4 % celkového Ca2+ těla měsíčně. I když existují údaje, podle nichž se velikost ztráty Ca2+ během dlouhotrvajících letů zmenšuje, přesto by její rychlost mohla představovat vážný problém, pokud by trvala déle než 14 měsíců. Gastrointestinální: zácpa (tělesná aktivita a vzpřímená poloha stimulují střeva k normální činnosti) Močové ústrojí: - stáza moči a dilatace močových cest a močového měchýře nebezpečí uroinfekce - tvorba močových kamenů (urolithiáza)