Колебания - многократное повторение одинаковых процессов -сопутствуют многим природным явлениям, вызванным человеческой деятельностью.
Механические колебания - это периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратно-поступательные. Это тепловые колебания атомов, биение сердца, колебания моста под ногами, земли от проезжающего рядом поезда.
Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил. Она является причиной 80% аварий в машинах и приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.
Существуют опасные, резонансные частоты для человеческого организма. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным частотам, то резко возрастает амплитуда колебаний, как всего тела, так и отдельных его органов.
Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4-6 Гц, для головы 20-30 Гц, для глазных яблок - 60-90 Гц.
При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травмам позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин вызвать преждевременные роды.
Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.
Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц, поддержание равновесия тела.
Перевозбуждение рецепторов вестибулярного аппарата выражается в так называемой «воздушной» или «морской» болезни.
По способу воздействия вибрации на человека она подразделяется:
- на общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
- на локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
При длительном воздействии вибрации возникает вибрационная болезнь, в которой различают 4 стадии.
В I стадии симптомы незначительные: слабые боли в руках, снижение порога вибрационной чувствительности, спазм капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.
Во II стадии симптомы нарастают, снижается температура, синеет кожа кистей рук, отмечается потливость.
III и IV стадии вибрационной болезни характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением их температуры. Появляются изменения в нервной, сосудистой и эндокринной системах. Наблюдаются спазмы мозговых сосудов и сосудов сердца, появляются головокружения, головные и загрудинные боли.
Основная мера защиты от вибрации - виброизоляция от источника колебаний. Примером являются автомобильные и вагонные рессоры. Санитарные правила регламентируют предельно допустимые уровни вибрации.
При кратковременном действии вибрации наблюдается снижение болевой чувствительности. Это свойство вибрации используется в воздействии массажных приборов, подушек, кресел с целью снятия болевого синдрома у человека.
Шум и его действие на человека
Упругие волны с частотами 16-20000 Гц в газах, жидкостях и твердых телах называются звуковыми волнами.
Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его интенсивностью, выражаемой во Вт/м2. Однако субъективно оцениваемая громкость (физиологическая характеристика звука) возрастает медленнее, чем интенсивность (физическая характеристика) звуковых волн. При возрастании интенсивности звука в геометрической прогрессии воспринимаемая громкость возрастает приблизительно линейно. Поэтому обычно уровень громкости выражают в логарифмической шкале. Человеческое ухо наиболее чувствительно к частотам от 1000-4000 Гц. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии (уровня раздражения) больше предыдущей в 10 раз. Если интенсивность звука выше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале это соответствует увеличению громкости (уровня восприятия) на 1,2,3 единицы. Единица измерения громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ). Средний уровень речи составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25 м от земли производит шум в 120 дБ. Минимальная интенсивность звуковой волны, вызывающая ощущение звука, называется порогом слышимости.
Шум - совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира человеку нужен шум в 10-20 дБ (шум листвы парка или леса).
По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотные - до 350 Гц, среднечастотные - 350-800 Гц и высокочастотные - выше 800 Гц.
Шум оказывает вредное воздействие на человека, особенно на центральную нервную систему, вызывая переутомление и истощение клеток головного мозга. Под влиянием шума возникает бессонница, быстрая утомляемость, снижается внимание, работоспособность и производительность труда. Длительное воздействие шума может привести к гипертонической болезни. Могут возникнуть явления утомления и ослабления слуха, развивается тугоухость. Длительное воздействие шума в 80-90 дБ приводит к профессиональной глухоте.
Тугоухость - стойкое понижение слуха, затрудняющее восприятие речи окружающих в обычных условиях. Оценка слуха производится с помощью аудиометрии. Снижение слуха на 10 дБ человек не ощущает, при снижении слуха на 20 дБ теряется способность слышать слабые, но важные для общения звуковые сигналы.