ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИКО-
СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»
КАФЕДРА
Медицинской и биологической физики
В.С. Воеводский А.А. Синицын В.М.Говорун
Вопросы и задачи
К экзамену по медицинской и биологической
Физике для студентов стоматологического и лечебного факультетов
ЧАСТЬ I
Е издание переработанное и дополненное
Москва 2008
УДК 330.115(075.8)
С23
ББК 22.3 я 73
Рецензенты:
Н.Н.Фирсов - профессор кафедры ЭТФ РГМУ доктор мед. наук.
О.Ф.Беляев - профессор кафедры общей физики МГТА доктор физ. - мат. наук
Краткая аннотация
Представленные вопросы и задачи составляют основу коллоквиумов и экзаменационных билетов по курсу медицинской и биологической физики. Они охватывают три раздела курса, читаемого студентам в первом семестре.
Стр.
1.Биомеханика……………………………….3 - 24
2.Гемодинамика и биореология……………...25 - 53
3.Биоакустика…………………………………54 – 65
4.Эталоны ответов…………………………….66 - 68
Разделы начинается с примерно 20 теоретических вопросов, проработка которых необходима для решения последующих задач.
В каждом разделе задачи расположены по мере возрастания их сложности. При этом рядом расположенные задачи могут быть однотипными. Это дает возможность преподавателю, разобрав одну из них на занятиях, остальные, однотипные, задать на дом.
Ответы на все теоретические вопросы даются в лекциях, которыми в первую очередь рекомендуем пользоваться при подготовке к экзамену.
Издается по решению Ученого совета МГМСУ (Протокол №8 от25 марта 2008г.)
О МГМСУ, 2008-01-16
© Кафедра медицинской и биологической физики МГМСУ
© Воеводский B.C. Синицын А. А., Говорун В.М. 20008
Биомеханика
1.Дайте определения: а) относительной продольной деформации, б) относительной поперечной деформации. Приведите соответствующие математические выражения, раскройте физический смысл, входящих в них величин. Укажите единицы измерений.
2.Дайте определения: а) нормального механического напряжения, б) касательного (тангенциального) напряжения. Приведите соответствующие математические выражения, раскройте физический смысл, входящих в них величин. Укажите единицы измерений.
3.Дайте определения: а) закона упругой деформации сжатия-растяжения, б) закона упругой деформации сдвига. Приведите соответствующие математические выражения, раскройте физический смысл, входящих в них величин.
4.Дайте определение модуля упругости Е материала. Раскройте его физический смысл, укажите единицы измерения.
5.Перечислите основные виды деформаций. К каким простейшим видам их можно свести.
6.В чем отличие упругой деформации от пластической?
7.В чем особенность высокоэластической деформации? Каким телам она присуща?
8.Дайте определение момента силы, приведите соответствующие математические выражения, раскройте физический смысл, входящих в них величин, укажите единицы измерения.
9.Запишите основное условие равновесия тела, имеющего ось вращения.
10. Дайте определение коэффициента Пуассона. Приведите соответствующее
математическое выражение, раскройте физический смысл, входящих в него величин.
Укажите единицы измерений.
11.Дайте определение прочности материала. Запишите основное условие прочности.
12. В чем причина различия между технической и теоретической прочностями? Какая из них
больше и почему?
13.Перечислите основные виды разрушения материалов. Чем они отличаются?
14.Сформулируйте с "энергетической точки зрения" условие прорастания микротрещин.
Пояснения сделайте с помощью соответствующего графика.
15.Какие основные механические характеристики материалов можно определить из диаграммы
растяжения?
16. Дайте определение понятия твердости материала. Перечислите основные методы ее определения, приведите соответствующие математические выражения, раскройте физический смысл, входящих в них величин. Укажите единицы измерений.
17.Как связаны между собой основные механические характеристики материала: модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона. Приведите соответствующее математическое выражение, раскройте физический смысл, входящих в него величин.
18.Что называется долговечностью материала, в чем она измеряется? Как зависит долговечность материала от приложенного механического напряжения? Приведите соответствующее математическое выражение, раскройте физический смысл, входящих в него величин.
19.Как зависит долговечность материала от температуры? Приведите соответствующее
математическое выражение, раскройте физический смысл, входящих в него величин.
20. Каков физический смысл понятия " температура хрупкости Тхр "
21. Образец «ортосила – М» - материала для силиконовых базисных подкладок начальной длины L0 = 20 мм подвергается растяжению до относительной деформации ε =1,5. Определите получившуюся при этом длину образца L.
22.Образец «ортосила – М» - материала для силиконовых базисных подкладок начальной длины
L0 = 20 мм подвергается растяжению до длины L= 40 мм. Определите величину относительной деформации образца ε.
23.Образец «ортосила – М» - материала для силиконовых базисных подкладок подвергается растяжению до относительной деформации ε = 2, получившаяся при этом длина образца
L = 50мм. Определить начальную длину образца L0.
24.Каково должно быть напряжение σ при сжатии дентина зуба до относительной деформации
ε = 2%. Считать дентин зуба упругим материалом с модулем упругости E = 25000 МПа?
25. Какова должна быть величина относительной деформации ε при сжатии дентина зуба под напряжением σ = 4400 МПа, если считать дентин зуба упругим материалом с модулем упругости Юнга E = 25000 МПа?
26. Каков модуль упругости Юнга E дентина зуба, если под напряжением σ = 250 МПа, величина относительной деформации ε = 2 %
27. Для изготовления проволочных элементов в ортопедической стоматологии используют
проволоку из нержавеющей стали. Отрезок проволоки длиной L1 = 200 мм обладает жесткостью k1 = 10 МН/м. определите жесткость k2 отрезка проволоки длиной L2 = 75 мм в 1,5 раза большего поперечного сечения.
28. Для изготовления проволочных элементов в ортопедической стоматологии используют
проволоку из нержавеющей стали. Отрезок проволоки длиной L1= 80мм обладает жесткостью k1 =5 МН/м. Определите жесткость k2 отрезка проволоки длиной L2 = 85 мм в 1,5 раза меньшего поперечного сечения.
29.Для изготовления проволочных элементов в ортопедической стоматологии используют проволоку из нержавеющей стали. Отрезок проволоки длиной L1 = 200 мм обладает жесткостью k1 = 8 МН/м. определите жесткость k2 отрезка проволоки длиной L2 = 50мм таково же поперечного сечения.
30.Для изготовления проволочных элементов в ортопедической стоматологии используют проволоку из нержавеющей стали. Отрезок проволоки длиной L1 = 100 мм обладает жесткостью k1 = 10 МН/м. Определите жесткость k2 отрезка проволоки длиной L2 = 300мм таково же поперечного сечения.
31.Для изготовления проволочных элементов в ортопедической стоматологии используют проволоку из нержавеющей стали. Отрезок проволоки длиной L1 = 200 мм обладает жесткостью k1 = 10 МН/м. определите жесткость отрезка проволоки в 2 раза большего поперечного сечения и 1,5 раза большей длины.
32.Какова будет жесткость kоб. двух параллельно соединенных отрезков проволоки из сплава, применяемого для изготовления кламмеров зубных протезов? Оба отрезка проволоки одинаковой длины, но различного поперечного сечения. Поперечное сечение первого отрезка в два раза больше, чем второго. Жесткость первого из отрезков K1 = 5 МН/м.?
33.Какова будет жесткость kоб двух последовательно соединенных отрезков проволоки из сплава, применяемого для изготовления кламмеров зубных протезов? Оба отрезка проволоки одинакового поперечного сечения, но различной длины. Длина первого отрезка в два раза больше, чем второго. Жесткость первого отрезка K1 = 10 МН/м.?
34.Докажите, что максимальное значение коэффициент Пуассона µ = 0,5
35.Покажите, что для несжимаемых материалов коэффициент Пуассона µ = 0,5
36. Цилиндрический образец с начальной длиной L0 =15 мм, изготовленный из сплава золота
подвергался испытаниям на растяжение. При этом его длина увеличилась до L = 16,8 мм,
а диаметр уменьшился с d0 = 7 мм до d = 6,8 мм. Определите коэффициент Пуассона µ сплава.
37.Под действием силы кратность деформации образца в продольном направлении λ = 2, а в поперечном направлении 0,625. Найти коэффициент Пуассона для этого материала.
38.Найти кратность деформации λ образца в продольном направлении, если в поперечном направлении она составила 0,77. Коэффициент Пуассона равен 0,3.
39.Найти кратность деформации λ образца в поперечном направлении, если в продольном направлении она составила 1,8. Коэффициент Пуассона равен 0,32.
40.Под воздействием механического напряжения σ = 150 МПа, образец из эластомера
удлинился в три раза. Чему равен модуль сдвига G для этого материала?
41.Найти кратность деформации образец из эластомера при воздействии растягивающего
механического напряжения σ = 200 МПа, если модуль сдвига G = 40 МПа.
42.Определите модуль сдвига G стали, если модуль упругости Юнга Е = 300 ГПа, а коэффициент
Пуассона μ = 0,3.
43.Определите модуль упругости Е стали, если модуль сдвига для нее равен G = 80 ГПа, а
коэффициент Пуассона μ = 0,33.
44.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на
естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 800 Н приложена в точке C.
Определите силу реакции опорного зуба А если a = 3 см, а b = 2 см
45.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на
естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 600 Н приложена в точке C.
Определите силу реакции опорного зуба В если a = 4 см, а b = 2 см
46.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на
естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 900 Н приложена в точке C.
Определите поперечную силу Q в сечении с координатой x = 3 см, отсчитанной от точки A,
если a = 4 см, а b = 2 см
47.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 900 Н приложена в точке C. Определите поперечную силу Q в сечении с координатой x = 5 см, отсчитанной от точки A, если a = 4 см, а b = 2 см
48.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 630 Н приложена в точке C. Определите изгибающий момент M(x) в сечении с координатой x = 6 см, отсчитанной от точки A, если a = 4 см, а b = 3 см.
49.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 980 Н приложена в точке C. Определите изгибающий момент M(x) в сечении с координатой x = 3 см, отсчитанной от точки A, если a = 4 см, а b = 3 см.
50.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F равная 900 Н приложена в точке C. Определите расстояние от опорного зуба А, на котором изгибающий момент принимает максимальное значение, если a = 4 см, а b = 3 см.
51.На рисунке схематично представлен мостовидный протез с двумя двусторонними опорами на естественные зубы A и B. Сосредоточенная сила F, равная 980 Н, приложена в точке C. Определите расстояния от опорного зуба А, на которых изгибающий момент принимает значение М = 9Н. м, если, а = 3 см, а b = 4 см.
52.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температуры
Какое разрушение хрупкое или пластическое будет у образца при температуре 200 K?
53.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температуры
Какое разрушение хрупкое или пластическое будет у образца при температуре 100 K?
54.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температуры для
некоторого материала
Определить предел текучести при температуре 260 К
55.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температур
Определить предел хрупкой прочности при температуре 80 К
56.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температуры
Определить предел хрупкой прочности при температуре 40 К
57.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температуры
Найти максимальную температуру, при которой образец хрупко разрушается
58.На рисунке даны зависимости пределов хрупкой прочности и текучести от температуры
