Подборка по базе: , 1 глава.docx , 1 глава+ введение.docx , Контрольная работа Механика.doc , ВЛИЯНИЕ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ НА НЕКОТОРЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГЕМОДИНАМИКИ И Э , 5 ГЛАВА.doc , ИОТП 03-21 для главного механика.doc , Росгвардия глава 2 ред..docx , 2 глава повышение.docx , 1 глава.docx
В биомедицинских исследованиях актуальна задача сравнения образцов, полученных в результате эксперимента с определенным воздействием на объект. Фактически конечный результат исследования зависит от достоверности различий значений случайной величины в контроле (до воздействия или без него) и опыте (после воздействия).
Проблему определения достоверности различий статистических распределений легче решить, если заранее рассчитать доверительные интервалы для выборок. Положим, есть два статистических распределения некоторых случайных величин X и У. Пусть генеральные средние этих распределений с доверительной вероятностью р = 0,95 находятся в доверительных интервалах (х в ± е х ) и (у в ± s ), и пусть при этом у в > х в . Если соблюдается неравенство (г/в — ε ) > (х в + ε), то не вызывает сомнения, что случайная величина У существенно больше случайной величины X (см. рис. 3.3, а).
Вероятность этого превышает 0,95.
На рис. 3.3, б представлен вариант, когда выборки частично пересекаются, т. е. когда выполняется неравенство (ув — е у ) < (х в + г х ). В этом случае целесообразно оценивать достоверность различий выборочных средних х в и у в с помощью дополнительных расчетов. Наиболее просто это сделать, предполагая, что случайные величины X и У распределены по нормальному закону. Условием существенности различия двух опытных распределений, являющихся выборками из различных генеральных совокупностей, является выполнение следующего неравенства для опытного и теоретического значений критерия Стьюдента: t oa > teop . Для нахождения значения tов используют следующую формулу:
Здесь σ х и σ y — выборочные средние квадратические отклонения, п х и п у — число вариант в выборках (объемы выборок), х в и yв — выборочные средние значения.
Распределение случайных величин и их числовые характеристики
... характеристики непрерывных случайных величин 5.1 Математическое ожидание случайной величины, его вероятностный смысл и свойства В некоторых случаях закон распределения случайной величины неизвестен, или просто целесообразно использовать не таблицу или функцию распределения для представления случайной величины, а ...
Теоретическое значение t Teop находят по таблице 10, входными величинами которой являются доверительная вероятность р и параметр , связанный с числом вариант в выборках. Этот параметр определяют следующим образом. Если а х ≈σ , то f = п х + п — 2. Если же а х и а различаются на порядок и более, то величина определяется по формуле:
Используя этот метод для оценки надежности разницы между средними выборками двух выборок, необходимо следовать следующей последовательности действий. Во-первых, на основе экспериментальных данных необходимо найти значения выборочных средних и стандартных отклонений для каждой выборки. Затем, сравнив величины σ х и σ y , найти величину f. После этого следует задать определенное значение доверительной вероятности и по таблице 10 найти tтеор . Затем по формуле (3.30) рассчитать ion .
Если при сравнении теоретического и опытного критериев Стьюдента окажется, что t ou > t Teop , то различие между выборочными средними значениями случайных величин X и Y можно считать существенным с заданной доверительной вероятностью. В противоположном случае различия несущественны.
Представленный выше метод оценки достоверности различий между выборками с помощью выборки довольно прост. Существует ряд тестов и критериев, позволяющих сравнивать образцы и делать выводы о достоверности их различий. Как правило, рассматривается вероятность двух взаимоисключающих гипотез. Одна из них, условно называемая «нулевой» гипотезой, заключается в том, что наблюдаемые различия между выборками случайны (т. е. фактически различий нет).
Альтернативная гипотеза означает, что наблюдаемые различия статистически значимы. При этом для оценки достоверности вывода о достоверности различий используются три основных уровня достоверности, при которых нулевая гипотеза принимается или отклоняется. Первый уровень соответствует уровню значимости (3 0 < 0,05) для второго уровня ро < 0,01. Наконец, третий доверительный уровень имеет р0 < 0,001. Если соответствующее условие выполнено, нулевая гипотеза считается отклоненной. Чем выше доверительный уровень, тем более обоснованным он считается. Фактически значимость вывода соответствует вероятности р = 1 . В медико-биологических исследованиях первый уровень считается достаточным, хотя предпочтительнее делать самые критические выводы с большей точностью. Одним из методов оценки достоверности различий статистических распределений является ранговый критерий Вилкоксона. Под рангом (R i ) понимают номер, под которым стоят исходные данные в ранжированном ряду. Если в двух сравниваемых выборках данному номеру соответствуют одинаковые варианты, то рангом этих вариант является среднее арифметическое двух рангов — данного и следующего за ним (см. пример).
Метод экспертных оценок
... заключительного этапа экспертного оценивания – обработки экспертных оценок. Реферат состоит из введения, трех глав, заключения и списка ... не поддающиеся непосредственному измерению величины, например, предположения о возможных решениях и их результатах. ... Многозначность, многомерность и качественное различие показателей являются серьезным препятствием для получения обобщенной оценки относительной ...
Мы покажем, как использовать этот тест, сравнив два образца одинакового размера.
Измеряли массу 13 недоношенных новорожденных (в граммах) в двух районах А и Б большого промышленного центра, один из которых (Б) отличался крайне неблагоприятной экологической обстановкой. Получены два статистических распределения (А) и (Б):
А: 970 990 1080 1090 1110 1120 ИЗО 1170 1180 1180 1210 1230 1270
Б: 780 870 900 900 990 1000 1000 1020 1030 1050 1070 1070 1100
Остается решить вопрос, значительны ли различия между этими статистическими распределениями.
Составим общий ранжированный ряд с указанием номеров соответствующих вариант (R A Б ) — рангов (строки А и Б соответствуют выборкам):
Как видно, варианта 990 встречается в первой и второй выборках, поэтому для нее рангом является среднее арифметическое значение 6 и 7.
Позже в строке остаются только варианты первого образца, поэтому строка не является полной. Нулевая гипотеза состоит в том, что различий между выборками нет (они случайны и потому несущественны).
Классификационный тест учитывает общее размещение вариантов и размеры выборки, но не требует знания типа распределения. Основной вывод о верности нулевой гипотезы делается на основании анализа минимальной суммы рангов (из двух сумм для сравниваемых выборок), т. е. критерием является величина Т = Я Б (учитывая, что Rв < Z -RA ).
При этом пользуются специальными таблицами. В частности, если число вариант в выборках одинаково (п 1 = п 2 ).
Критические значения величины r (теста Уилкоксона) при п 1 = п 2 = п для разных значений уровня значимости/
В этой таблице указаны две входные величины: число вариант в выборках и значение третьего и второго уровней значимости (Р о = 0,05 и 0,01).
В нашем случае Т = R B = 110,5, что меньше табличного значения для п = 13 и βо < 0,01. Следовательно, на втором уровне значимости (р > 0,99) можно отвергнуть нулевую гипотезу. Таким образом, различия выборок достоверны с вероятностью, превышающей 0,99.
§ 3.4. Корреляционная зависимость. Уравнения регрессии
Функциональные зависимости достаточно хорошо знакомы читателю. Часто эти зависимости можно выразить аналитически. Например, площадь круга зависит от радиуса (S = пr 2 ), ускорение тела — от силы и массы (а = F/m 0 ) и т. д.
корреляционной связью,
Количественную характеристику взаимосвязи изучаемых признаков можно дать на основании вычисления показателя силы связи между ними (коэффициента корреляции) и определения зависимости одного признака от изменений другого (уравнения регрессии).
Коэффициент корреляции определяет не только степень, но и направление взаимосвязи между величинами. Если отсутствие функциональной зависимости между величинами условно соответствует нулевой корреляции, а полная функциональная зависимость — корреляции, равной единице, то сила корреляционной связи, вообще говоря, измеряется промежуточными значениями (от 0 до +1).
Изучение производственной мощности предприятия
... значение планирования производственной мощности в хозяйственной деятельности предприятия; изучить методические аспекты планирования производственной мощности; проанализировать особенности планирования производственной мощности предприятия; разработать рекомендации для наиболее эффективного использования производственной мощности предприятия. Теоретической и методической основой курсовой работы ...
В этом случае при положительном коэффициенте корреляции с увеличением одного значения увеличивается и другое. Если коэффициент корреляции отрицательный, увеличение одного параметра сопровождается уменьшением другого.
В простом случае при линейной зависимости между исследуемыми параметрами используют коэффициент корреляции Бравэ—Пирсона, вычисляемый по формуле:
Здесь п — количество пар анализируемых признаков, х в и у в — выборочные средние значения в распределениях соответствующих параметров, а х и а у — средние квадратические отклонения. Рассчитанный по формуле (3.32) коэффициент корреляции ращений формуле (2.17), испольнивают с теоретическим, который находят в специальной таблице с учетом определенного уровня значимости и объема выборки. Входными значениями таблицы являются число пар исследуемых признаков и уровень значимости (0,05 или 0,01).
В этом случае нулевая гипотеза состоит в том, что между исследуемыми параметрами нет корреляции. Если значения коэффициента корреляции больше табличного, с некоторой долей вероятности предполагается, что корреляция в генеральной совокупности не равна нулю.
Покажем на примере, как рассчитывается коэффициент корреляции Браве-Пирсона.
Оценить взаимосвязь частоты пульса X и максимального артериального давления Y у детей:
Согласно нулевой гипотезе, корреляционной связи между изучаемыми параметрами нет. Рассчитаем выборочные средние значения и средние квадратичные отклонения для приведенных выше выборок исследуемых параметров: х в = 109,6; у п = 101,8; а х = 10,29 и с у = 2,81. По формуле (3.32) рассчитываем коэффициент корреляции г = 0,44. Затем обращаемся к таблице 12 и находим для шести пар признаков (п = 6), теоретическое значение коэффициента корреляции 0,811 при уровне значимости 0,05 и 0,917 при уровне значимости 0,01. В том и другом случае нулевая гипотеза оказывается справедливой и корреляционной связи между анализируемыми признаками не существует с вероятностью 0,95 и 0,99.
регрессии.
Если предполагается существование линейной зависимости между исследуемыми признаками (линейная регрессия), то проводить регрессионный анализ наиболее просто. Часто при этом применяют графический метод. Чтобы нарисовать линию регрессии, используется прозрачная линейка, придающая ей такое положение, при котором примерно одинаковое количество эмпирических точек находится выше и ниже предполагаемой линии регрессии. На полученной прямой определяют координаты двух наиболее отдаленных точек x v у 1 и х 2 , у 2 . Затем составляют систему двух уравнений:
Анатомия человека ЧАСТНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОРФОЛОГИЯ
... привычное для человека положение тела, выработанное в процессе длительной эволюции. Оно может являться рабочей позой, исходным и конечным положением для движений и физических ... сзади, как и боковые, одинаковы. В этом положении человек может выполнять движения в пределах площади опоры бе з потери равновесия. ... различают положен ' тела с н и ж н е й о п о р о й (положения стоя, мост, шпагат), ' в ...
b: b = (у
В настоящее время при статистическом анализе экспериментальных данных широко используются компьютерные программы, позволяющие проводить корреляционный и регрессионный анализ. Практическое применение этого типа анализа более подробно обсуждается в курсе «Социальная гигиена и организация здравоохранения.
РАЗДЕЛ2
Механика. Акустика
Механика называют раздел физики, в котором изучается механическое движение материальных тел. Под механическим движением понимается изменение положения тела или его частей в пространстве с течением времени. Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической. Он исследует движения макроскопических тел, которые происходят со скоростью, намного меньшей, чем скорость света в вакууме. Вопросы данного раздела могут, в частности, быть использованы для следующих целей:
-
— — понимания механики движения целого организма и механики опорно-двигательного аппарата человека;
-
— — знания механических свойств биологических тканей и жидкостей;
-
— — знания общих закономерностей периодических процессов, протекающих в организме ;
-
— — понимания работы уха и вестибулярного аппарата как физических устройств, сердца как насоса и т. выяснения биофизического механизма действия ультразвука идр.
Г Л А В А 4 Некоторые вопросы биомеханики
Биомеханика — это раздел биофизики, который рассматривает механические свойства живых тканей и органов, а также механические явления, которые происходят как со всем организмом, так и с его отдельными органами. Говоря кратко, биомеханика — это механика живых систем.
§ 4.1. § 4.1. Механическая работа человека. Эргометрия
Механическая работа, которую способен выполнять человек в течение дня, зависит от многих факторов, поэтому трудно указать предельное значение. Это замечание относится и к мощности. Таким образом, кратковременными усилиями человек может развить мощность порядка нескольких киловатт. Если спортсмен массой 70 кг подпрыгивает с места так, что его центр масс поднимается на 1 м по отношению к нормальной стойке, а фаза отталкивания длится 0,2 с, то он развивает мощность около
3,5 кВт.
При ходьбе человек совершает работу, так как при этом энергия затрачивается на периодическое небольшое поднятие тела и на ускорение и замедление конечностей, главным образом ног.
Человек массой 75 кг при ходьбе со скоростью 5 км/ч развивает мощность около 60 Вт. С возрастанием скорости эта мощность быстро увеличивается, достигая 200 Вт при скорости 7 км/ч. При езде на велосипеде положение центра масс человека меняется намного меньше, чем при ходьбе, а также меньше ускорение ног. Поэтому мощность, затрачиваемая при езде на велосипеде, значительно меньше: 30 Вт при скорости 9 км/ч, 120 Вт при 18 км/ч.
статической работой мышц.
Статики (неподвижности) такой, как ее понимают в механике, на самом деле нет. Происходят очень маленькие и частые, незаметные для глаза сокращения и расслабления, и в то же время человек работает против сил тяжести. Таким образом, статическая работа человека на самом деле является обычной динамической работой.
Реактивное движение, межконтинентальные баллистические ракеты
... 1)приложена непосредственно к корпусу 2)обеспечивает передвижение Свое применение реактивное движение нашло в ракетах. В любой ракете, независимо от ее конструкции, всегда имеется оболочка и топливо ... Увеличивается разнообразие в источнике, месте и дальности запуска. Но все ракеты движутся по принципу реактивного движения. Движение происходит в результате возникновения реактивной тяги. В основу же ...
эргометрами.
Примером эргометра служит тормозной велосипед (велоэргометр; рис. 4.1).
Через обод вращающегося колеса перекинута стальная лента 2. Сила трения между лентой и ободом колеса измеряется динамометром 3. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения (остальными видами работ пренебрегаем).
Умножая длину окружности колеса на силу трения, мы находим работу, выполненную на каждом обороте, и, зная количество оборотов и время испытания, мы определяем общую работу и среднюю мощность.
§ 4.2. Некоторые особенности поведения человека при перегрузках и невесомости
В нормальных условиях на человека действует сила тяжести и сила реакции опоры. При отсутствии ускорения эти силы равны и противоположно направлены. Такое состояние естественно для человека.
При ускоренном движении системы могут возникнуть особые условия, называемые перегрузками и невесомостью.
Рассмотрим некоторые примеры.
Пусть человек находится в кабине лифта (в ракете), который поднимается вверх с ускорением а (рис. 4.2).
На человека действуют сила тяжести mg и сила реакции опоры F p . По второму закону Ньютона, F + mg = та, или в скалярной форме с учетом на-
правления сил.
Другой пример: человек находится в кабине лифта (внутри спускаемого космического аппарата), который замедленно, т. е. с торможением, опускается вниз (рис. 4.3).
Направления сил и ускорения соответствуют предыдущему примеру , поэтому и в этом случае получаем формулу (4.1).
Человек испытывает перегрузки.
Перегрузки могут оказывать существенное влияние на организм человека, так как в этих состояниях происходит отток крови, изменяется взаимное давление внутренних органов друг на друга, возникает их деформация и т. п. Поэтому человек способен выдерживать лишь ограниченные перегрузки. На рис. 4.4 схематически показаны положения тела и приведены соответствующие значения перегрузок, которые может в течение по крайней мере нескольких минут выносить здоровый человеческий организм без того, чтобы произошли какие-либо серьезные нарушения.
Если лифт (или космический корабль) ускоренно движется вниз (рис. 4.5) или замедленно вверх, то
Как видно, реакция опоры меньше силы тяжести F p < mg. Если а — g, то F = О — состояние невесомости. Это такое
состояние,
при котором действующие на систему внешние силы не вызывают взаимных давлений частиц системы друг на друга.
Для биологических объектов невесомость
Отсутствие действия опоры при невесомости приводит к общей детренированности и связанному с этим снижению работоспособности; при этом уменьшается мышечная масса, происходит деминерализация костной ткани. Поэтому космонавты в условиях невесомости должны проходить специальные тренировки, физические упражнения или носить специальные костюмы, которые, затрудняя движение, позволяют им перезарядить свои мышцы.
ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА в АТМОСФЕРЕ
... величин и достаточно однородные условия погоды. Структура ветра Общее движение воздушного потока характеризуют скорость и направление ветра. В воздухе, который двигается, вследствие трения ... доказал, что при всяком движении относительно подвижной системы координат, тело получает дополнительное, так называемое, поворотное ускорение. Получит его и воздух, который двигается над поверхностью ...
В обычных условиях гидростатическое давление pgh крови в верхней части тела меньше, чем в нижней. В невесомости кровь равномерно распределяется в организме; это означает, что верхняя часть тела переполнена кровью по сравнению с обычным состоянием, ощущается тяжесть в голове, появляется отечность лица.
Вестибулярный аппарат (см. § 4.3) на невесомость будет реагировать так, как будто отсутствует гравитационное поле, возникнут вестибулярные расстройства.
Рассмотрим подробнее особенности движения человеческого тела при отсутствии силы тяжести.
Практическое освоение человеком законов механики происходит с раннего детства: мы учимся сидеть, стоять, ходить, бегать, совершать физические упражнения, работать, кататься на велосипеде и т. п. Все это мы понимаем в основном без теоретического знания соответствующих законов. Человек привыкает к бессознательному выполнению механических действий. Так, при толкании ядра человек инстинктивно упирается ногой , чтобы не упасть при «отдаче»; ударяя молотком, рабочий непроизвольно напрягает мышцы, препятствующие вращению корпуса, и т. д.
Парадоксально, но человек настолько привыкает к законам механики, что начинает замечать их проявление в особых, редких и непривычных случаях.
К таким практически важным особенностям и проявлениям законов механики можно отнести двигательную активность человека в условиях невесомости или, как говорится, в безопорном пространстве. Нетрудно подсчитать, пользуясь законом сохранения импульса, что если человек массой 100 кг в состоянии невесомости бросит тело массой 0,1 кг со скоростью 3 м/с, то сам он начинает двигаться в противоположную сторону со скоростью 0,3 см/с. Если бросок совершается взмахом руки, человеческое тело начинает вращаться. Это необычное по сравнению с земными условиями проявление законов сохранения количества движения и момента количества движения. Остановиться человек сможет, только взаимодействуя с другими телами. Если человек в состоянии невесомости захочет
сделать упражнение «угол», которое достаточно четко выполняют гимнасты в обычных условиях, то движение ног вызовет встречный поворот корпуса (рис. 4.6).
Вращение тела в условиях невесомости, в том числе в свободном падении, осуществляется вращением конечностей. Так, например, конусообразные вращательные движения рукой над головой вызовут вращение корпуса вокруг оси симметрии (рис. 4.7).
Если в невесомости человек затянет гайку, то он сам начнет вращаться в обратном направлении.
В условиях невесомости действуют все те же известные законы Ньютона, но из-за необычных условий человеку приходится привыкать к движениям в невесомости. Резкие движения головы, рук или ног, запуск любого предмета могут существенно изменить движения человеческого тела.
Это учитывают космонавты как при подготовке к космическим полетам, так и во время полета. Первый человек планеты, вышедший в открытый космос, А. А. Леонов пишет в своей книге, что «…после некоторой подготовки человек сможет даже при безопорном «плавании» в невесомости быстро и точно ориентировать свое тело в любомнаправлении исключительно за счет мышечных усилий, не прибегая к помощи технических средств». И далее: «Судя по всему, в невесомости, при наличии самой незначительной точки опоры, можно выполнять любую работу без явных нарушений координации движений».
Использование законов сохранения импульса и момента импульса ...
... в каждой из них. Любое движение материальных тел осуществляется в строгом соответствии с законом сохранения импульса. Поэтому освоение околоземного пространства и полеты в космос невозможны без применения реактивной тяги. Закон сохранения импульса ... твердом или газообразном. В зависимости от внешних условий система может находиться в равновесии либо в одной фазе, либо сразу в нескольких фазах. Во ...
