Physikalische Grundlagen des menschlichen Herz-Kreislaufsystems

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Der Blutdruck Lehrerinformation Experiment zum Körperkreislauf Bei diesem Versuch setzen sich die Schüler zuerst mit der Arbeitsweise des Herzens auseinander. Das Herz wird dabei als Ort der Druckerzeugung erkannt. Die Kraft, die normalerweise der Herzmuskel übernimmt, ist hier durch die Fingermuskel, die auf den Kolben drücken, ersetzt. Die Analogien der einzelnen Schlauchabschnitte mit den Arterien, Kapillaren und Venen werden erarbeitet. Es ist auch auf die Reduzierung des Modells gehörig aufmerksam zu machen. So fehlt der gesamte Lungenkreislauf, die Vorhöfe und die vielen parallelen Kreisläufe des lebenden Organismus. Beim Abhören mit dem Stethoskop stellen die Schüler fest, daß die Herztöne vom Schließen der Ventile herrühren, was auf den Menschen übertragbar ist. Durch Drücken und Fühlen am Schlauch lassen sich auch die beiden Druckwerte recht gut erfahren. Die Flüssigkeit steht offenbar auch unter Druck, wenn keine Kraft auf die Spritze wirkt, was wiederum zur elastischen Kraft des Schlauches (der Aorta) führt. Nach diesem qualitativen Sammeln von Erfahrungen können erste Messungen in kleinen Gruppen am Modell durchgeführt werden. Dabei werden die Kräfte bestimmt, die nötig sind, um den Schlauch ganz zusammenzudrücken (in Analogie zur vorher beschriebenen Blutdruckmessung). An dieser Stelle läßt sich auch das Verschwinden der Geräusche erklären. Vertiefend könnten auch größere Teile des Schlauches mit einem unelastischen Textilband umwickelt werden, um den mit dem Älterwerden verbundenen Elastizitätsverlust der Gefäße zu simulieren. Auch das plötzliche Verengen der Kapillare unter Schock läßt sich recht einfach zeigen, indem die Schlauchklemme noch enger gestellt wird. Dieses Modell ist natürlich bei Interesse der Schüler auch zu einem verzweigteren Strömungskreislauf zu ergänzen, wobei an den Verbindungs- und Verzweigungsstellen kurze, durchsichtige Plastikröhrchen einbaubar wären, um den Strömungsverlauf auch sichtbar zu machen. Verwendet man reines Wasser, hat sich der Zusatz von feinem Aluminiumpulver zum Sichtbarmachen und Glyzerin zur Verlangsamung der Strömung als erfolgreich erwiesen. Bauanleitung Die Einzelteile des Modells können beim Fahrradhändler erstanden werden. Für die genaue Bauanleitung siehe H. Kruse in NiU 1990/1 Seite 30 41
Der Blutdruck Lehrerinformation Abb. 4,1:Kreislaufmodell 1. Spritze; 2. Einlaßventil; 3. Auslaßventil; 4. Fahrradschlauch; 5 Schlauchklemme; 6. Textilklebeband zur Sicherung der Klebestelle zwischen beiden Schläuchen 42
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Literaturverzeichnis [ 1] L. Mathel
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Abbildungsquellennachweis Quellenan
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