Sbírka řešených úloh

Běh v horkém počasí

Úloha číslo: 4395

Při vytrvalostním běhu s zvyšuje tělesná teplota a dochází k pocení.

Pokud běžci dostatečně nepijí, aby nahradili vodu, kterou ztratili pocením, mohou trpět dehydratací. Za stav dehydratace je považována ztráta vody odpovídající 2 % tělesné hmoty a vyšší. Tento podíl v procentech je vyznačen na měřiči ztráty vody vyobrazeném níže.

Pokud tělesná teplota dosáhne 40°C a více, mohou běžci prodělat život ohrožující stav nazývaný úpal. Tato teplota je vyznačena na teploměru vyobrazeném níže.

• Jak spustit simulaci

  Tato simulace je založena na modelu, který vypočítává objem potu, ztrátu vody a tělesnou teplotu běžce po hodině běhu.

  Postupuj podle následujících pokynů a dozvíš se, jak fungují jednotlivé ovladače simulace:

  1. Posuvným ovladačem nastav Teplotu vzduchu.
  2. Posuvným ovladačem nastav Vlhkost vzduchu.
  3. U Pití vody klikni na "Ano" nebo "Ne".
  4. Pro zobrazení výsledků klikni na tlačítko "Spustit". Všimni si, že ztráta 2 % a více vody způsobuje dehydrataci a tělesná teplota 40 °C a více způsobuje úpal. Tyto výsledky se rovněž zobrazí v tabulce.

  Poznámka: výsledky ze simulace jsou založeny na zjednodušeném matematickém modelu, který ukazuje, jak tělo určitého jedince funguje po hodině běhu v různých podmínkách.

• Otázka 1

  Vycházej z informací uvedených níže a proveď simulaci k získání potřebných údajů. Odpověď na otázku vyber z nabídky.

  Běžec běží hodinu za horkého a suchého dne (teplota vzduchu 40 °C, vlhkost vzduchu 20 %), aniž by se napil vody.

  Jakým zdravotním rizikům je běžec vystaven, pokud poběží v těchto podmínkách?

  Zdravotní riziko, jakému je běžec vystaven, je

  1. Dehydratace
  2. Úpal

  To je zřejmé z

  1. Objemu potu
  2. Ztráty vody
  3. Tělesné teploty

• Řešení 1

  Správně je pro první otázku PRVNÍ možnost a pro druhou je správně DRUHÁ možnost.

  Tedy zdravotní riziko je dehydratace a je to zřejmé z ukazatele ztráty vody.

• Otázka 2

  Vycházej z informací uvedených níže a proveď simulaci k získání potřebných údajů. Odpověď na otázku vyber z nabídky.

  Běžec běží hodinu za horkého a vlhkého dne (teplota vzduchu 35 °C, vlhkost vzduchu 60 %), aniž by se napil vody. Tento běžec se vystavuje nebezpečí dehydratace a úpalu.

  Pokud by běžec při běhu pil vodu, jak by to ovlivnilo riziko dehydratace a úpalu?

  A Pití vody by snížilo riziko úpalu, ale nesnížilo by riziko dehydratace

  B Pití vody by snížilo riziko dehydratace, ale nesnížilo by riziko úpalu

  C Pití vody by snížilo riziko úpalu i dehydratace

  D Pití vody by nesnížilo riziko úpalu ani dehydratace

• Řešení 2

  Správně je odpověď B: Pití vody by snížilo riziko dehydratace, ale nesnížilo by riziko úpalu

• Otázka 3a, 3b

  Vycházej z informací uvedených níže a proveď simulaci k získání potřebných údajů. Odpověď na otázku vyber z nabídky, svou odpověď zdůvodni.

  3a: Pokud je vlhkost vzduchu 60 %, jaký má vliv zvýšení teploty vzduchu na objem potu po jedné hodině běhu?

  1. Objemu potu se zvyšuje
  2. Objemu potu se snižuje

  3b: Jak lze biologicky zdůvodnit působení tohohto vlivu?

• Řešení 3a, 3b

  3a: Správně je PRVNÍ možnost. Tedy v důsledku zvyšování teploty vzduchu při 60% vlhkosti se objem potu zvyšuje.

  3b ZDŮVODNĚNÍ:

  Pocení a odpařování potu je fyziologický děj, který organizmus používá ke snížení tělesné teploty, a důsledkem toho je zvýšení objemu potu při vyšších teplotách.

• Otázka 4

  Vycházej z informací uvedených níže a proveď simulaci k získání potřebných údajů. Odpověď na otázku vyber z nabídky. Svou odpověď zdůvodni.

  Vycházej ze simulace. Jestliže je vlhkost vzduchu 40 %, jaká je nejvyšší teplota vzduchu, při které může člověk běžet hodinu, aniž by dostal úpal?

  1. 20 °C
  2. 25 °C
  3. 30 °C
  4. 35 °C
  5. 40 °C

• Řešení 4

  Správně je ČTVRTÁ možnost, tedy 35 °C.

  ZDŮVODNĚNÍ:

  Podle simulace při 40% vlhkosti a při teplotě vzduchu 35 °C ještě úpal nehrozí, zatímco při 40 °C už ano.

• Otázka 5

  Vycházej z informací uvedených níže a proveď simulaci k získání potřebných údajů. Odpověď na otázku vyber z nabídky. Svou odpověď zdůvodni.

  V simulaci můžeš zvolit vlhkost vzduchu 20 %, 40 %, nebo 60 %.

  Myslíš si, že běžet a přitom pít vodu při vlhkosti vzduchu 50 % a teplotě vzduchu 40 °C je bezpečné, nebo nebezpečné?

  1. Bezpečné
  2. Nebezpečné

• Řešení 5

  Správně je DRUHÁ možnost. Je to nebezpečné.

  ZDŮVODNĚNÍ:

  Vzhledem k tomu, že běžec by za daných podmínek dostal úpal jak při 40%, tak i při 60% vlhkosti vzduchu, hrozí za stejných podmínek riziko úpalu i při 50% vlhkosti.

• Popis úlohy a sledované dovednosti

  Námětem úlohy je vědecký výzkum termoregulace u běžců na dlouhé trati. Využívá simulaci, která žákům umožňuje nastavovat teplotu, vlhkost vzduchu a volit, zda běžec přijímá tekutiny či nikoli. Použitý matematický model z výchozích údajů stanovuje objem potu, ztrátu vody a tělesnou teplotu. Dehydratace a úpal jsou jako zdravotní rizika zvýrazněny na příslušných stupnicích.

  Sledované dovednosti:

  Otázka 1: Vědecky interpretovat data a důkazy

  Otázka 2 a 3b: Vysvětlovat jevy vědecky

  Otázky 3a, 4 a 5: Vyhodnocovat a navrhovat přírodovědný výzkum