ДВИЖЕНИЕ МЫШЦ
Скелетная мышца состоит из волокон, а волокно — из последовательно соединённых структурных единиц — саркомеров. В саркомере расположены тонкие нити белка актина и толстые нити белка миозина. При сокращении головки миозина прикрепляются к актину и подтягивают тонкие нити между толстыми; длина самих нитей при этом не меняется. После каждого «гребка» для отсоединения головки миозина от актина необходима молекула АТФ. Сигналом к сокращению служит выход ионов кальция в цитоплазму волокна. Длина покоящегося саркомера — 2,4 мкм, при сокращении — 1,8 мкм. Рассмотрим одну цепочку из 10 000 последовательно соединённых саркомеров (1 мм = 1000 мкм).
Мышцы действуют на кости как на рычаги. Сухожилие двуглавой мышцы (бицепса) прикреплено к лучевой кости на расстоянии 4 см от локтевого сустава (оси вращения). В кисти, на расстоянии 32 см от сустава, неподвижно удерживают груз массой 2 кг. Примите g = 10 Н/кг, массу предплечья не учитывайте, предплечье считайте рычагом, находящимся в равновесии.
При работе мышцы только около 25% химической энергии, высвободившейся при расщеплении АТФ, переходит в механическую работу, остальная часть превращается в тепло. За время упражнения мышца израсходовала 480 кДж химической энергии.
Сколько энергии из израсходованных мышцей 480 кДж превратилось в тепло?
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор
Верный ответ
- C360 кДж
Разбор
В механическую работу переходит 25% энергии: 480 · 0,25 = 120 кДж. Остальная энергия превращается в тепло: 480 − 120 = 360 кДж (то есть 75%). Значение «120 кДж» — это механическая работа, «480 кДж» — вся израсходованная энергия, «1920 кДж» получается при неверном делении на 0,25.