Biomechanika cz.2

Ruch i podstawowe pojęcia kinematyki Mechanika (3 działy): statyka – równowaga sił kinematyka – opis ruchu bez badania skutków i przyczyn, jej podstawową definicją jest opis ruchu dynamika (kinetyka) – przyczyny i skutki ruchu, zajmuje się głównie skutkami  Kinetyka – ruch ciał materialnych pod wpływem działających na nie sił.  Kinematyka jest działem fizyki zajmującym się opisem ruchu (bez badania przyczyn i skutków tego ruchu – nie analizuje sił w odróżnieniu od dynamiki).  Podstawową definicją kinematyki jest definicja ruchu. Ruch – zmiana położenia ciała w czasie w przyjętym układzie odniesienia (od przyjęcia układu odniesienia zależy czy ruch występuje, czy nie występuje).  Najczęściej układem odniesienia jest Ziemia lub inne ciało, które względem niej nie porusza się. Ruch i spoczynek jest pojęciem względnym (zależy od wybranego układu odniesienia).  Rodzaje układów odniesienia:  
  jednoosiowy (1 oś liczbowa Ox) – położenie ciała opisujemy jedną współrzędną A(x)   dwuosiowy (2 osie wzajemnie do siebie prostopadłe Ox i Oy) – położenie opisują 
dwie współrzędne A(x,y) 
  trójosiowy (3 osie wzajemnie do siebie prostopadłe Ox, Oy i Oz) – położenie opisują 
trzy współrzędne A(x,y,z) 
 Rodzaje układów odniesienia:  
  inercjalny (bez przyspieszenia, bezruch lub stała prędkośd w ruchu jednostajnym 
prostoliniowym) 
  nieinercjalny (z przyspieszeniem i siłami pozornymi – np. siła bezwładności, 
odśrodkowa, Coriolisa) 
 Rodzaje układów odniesienia:  
  bezwzględny  (względem płaszczyzn – osi nieruchomych)   względny (względem płaszczyzn – osi ruchomych) 
 Najczęściej stosowanym układem odniesienia jest układ kartezjaoski (3 osie Ox, Oy, Oz – prostopadłe do siebie).                z   
 
 
 
 
 
 
 
      z 
 
Do wyznaczenia osi z stosowana jest reguła śruby 
 
prawoskrętnej 
z=f
 
3(r) 
  
 
 
y 
 
 
 
 
 
 
 
          y 
 
 
 
 
 
x=f1(r) 
   x 
 
 
 
 
 
 
 
       x 
 
y=f2(r) 
 Nie jest to jednak jedyny układ odniesienia (np. biegunowy, walcowy – cylindryczny, sferyczny).   
 
 
 
 
 
 
 
 
        x   
   x                              
P  (  
x,  y )            x 
P(x,y) 
M 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
          r 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
        y 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                          y                                                 y                            z           

(…)

…-20% większe)
W powierzchniach stawowych tarcie występuje pomiędzy elementami pokrytymi chrząstką
szklistą.
Pomiędzy elementami chrzęstnymi występuje synovia (maź stawowa).
µ = 0,03 (narty – śnieg)
µ = 0,012 (stawy) – b. dobre smarowanie!! Stawy się nie grzeją.
Zmiana ruchomości człowieka wraz z wiekiem:
Staw biodrowy zginanie (ruchomośd czynna)
18 – 40 lat 125˚
41 – 60 lat 110˚
85 lat strata 17,4…
… kości) –
czynnik kostny
2) stopieo rozciągnięcia łącznotkankowych elementów stawowych (torebek stawowych)
i okołostawowych (więzadeł) – czynnik torebkowo-więzadłowy
3) długośd mięśni antagonistycznych (w stosunku do działających czynnie) – mięśnie
antagonistyczne
4) obszernośd części miękkich otaczających połączenia międzykostne (części miękkie
otaczające stawy) – mięśnie leżące po stronie…
… ani zewnętrzny ani wewnętrzny – wiek.
Badanie ruchomości par biokinematycznych:
1) ruchomośd szkieletowa – w pierwszej kolejności badania na szkieletach kostnych
(porównanie budowy nasad kostnych) – ruchomośd anatomiczna – trudno badad ze
sztywnymi torebkami stawowymi (wypreparowane)
2) ruchomośd czynna
3) ruchomośd bierna
Ruchomośd czynna badana jest u człowieka żywego – człowiek sam przy pomocy własnych…
… (całka
oznaczona).
Zasady dynamiki Newtona (3)
1687 r. (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
I zasada dynamiki
Zasada bezwładności.
Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się, to ciało pozostaje w
spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
II zasada dynamiki
Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa jest różna od zera), to
ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej, a
odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.
Zmiana ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły poruszającej i odbywa się w kierunku
prostej, wzdłuż której siła jest przyłożona.
=
=
w
=
-> częściej używany
Znając drugą zasadę dynamiki możemy zdefiniowad jednostkę siły w układzie SI, którą jest
newton *N+. Otóż siła…
… początkowej.
Struktura mięśni szkieletowych
Mięśnie szkieletowe tworzą czynny układ ruchu: mają przyczepy na kościach (bierny układ
ruchu).
Włókna mięśniowe spojone są w pęczki przez tkankę łączną, cały mięsieo obejmuje
namięsna zwana powięzią, a zakooczenie mięśni stanowią najczęściej ścięgna.
Budowa mięśnia:



przyczep początkowy (tzw. punkt stały)
bliżej głównej osi ciała – czasem kilka
brzusiec…
… położone obwodowo bliżej
błony komórkowej. Długośd włókien dochodzi do kilkunastu centymetrów (15-20cm).
W tkance mięśniowej poprzecznie prążkowanej szkieletowej występują dwa rodzaje
włókien:


włókna czerwone – bogate w mioglobinę i mitochondria (uzyskiwanie energii z ATP)
ale zawierające mniej miofibryli – zdolne do dłuższej pracy bez oznak zmęczenia
włókna białe – zawierające więcej miofibryli…
... zobacz całą notatkę