4.12
הנשימה היא תהליך מחזורי, כאשר כל מחזור נשימה מלא נמשך כ-5 שניות.
המטרה היא למצוא את נפח האוויר שנשאף בריאות בכל רגע במהלך מחזור זה.
קצב זרימת האוויר משתנה עם הזמן וניתן לדגם אותו באמצעות פונקציה סינוסואידלית. הוא מראה שזרימת האוויר מגיעה לשיא באמצע השאיפה ומתהפכת במהלך הנשיפה, עם קצב מרבי של כ-0.5 ליטר לשנייה.
הנפח האינפיניטסימלי dV במשך זמן קצר dt מצטבר לנפח הכולל שנשאף על ידי אינטגרציה של קצב זרימת האוויר מ-0 ל-t.
שיטת ההחלפה מפשטת את האינטגרל על ידי קביעת המשתנה u כ-2πx חלקי 5. הדיפרנציאל dx מבוטא במונחים של du כדי להתאים למשתנה החדש. גבולות האינטגרציה משתנים גם הם כדי להתאים למשתנה החדש, ונעים בין 0 ל-2πt חלקי 5.
האינטגרל הופך לצורת סינוס סטנדרטית, שהאינטגרל שלה הוא קוסינוס שלילי, ומוערכת באמצעות גבולות האינטגרציה.
זה נותן את נפח האוויר שנשאף בליטרים כפונקציה של הזמן במהלך מחזור הנשימה, ומגיע למקסימום במהלך השאיפה.
מודל זה כולל גם כיוון וגם קצב זרימת האוויר, ומספק תצוגה ברורה של נפח הנשימה לאורך זמן.
תהליך הנשימה כולל כניסה ופליטה תקופתית של אוויר, המכונה המחזור הנשימתי, אשר נמשך בדרך כלל כחמש שניות. מידול מתמטי של נפח האוויר הנשאף לריאות כפונקציה…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.