Момент інерції матеріальної точки направлений вздовж вектора кутової швидкості

M = Iω.

3. Елементи біомеханіки. Опорно-руховий апарат людини. Динамічна та статична робота людини при різних видах її діяльності. Ергометрія. Методи та прилади для вимірювання біомеханічних характеристик.

Біомеханіка − наука, яка вивчає на основі ідей та методів механіки властивості біологічних об'єктів (м'язових і кісткових тканин), закономірності їх адаптації до навколишнього середовища, поведінку та механічні рухи в них на всіх рівнях організації та в різних станах, включаючи періоди розвитку й старіння, а також при патологіях.

Біомеханіка використовується для медичної діагностики, створення замінників тканин і органів, для розроблення методів впливу на процеси в живих організмах, для пізнання рухових можливостей людини, для захисту людини від шкідливих впливів навколишнього середовища під час її функціонування в екстремальних умовах.

Основі напрямки досліджень:

· вивчення структури клітин, біологічних рідин, м'яких і твердих тканин (біореологія), окремих органів і систем;

· вивчення біологічних механізмів руху клітини та субклітинних структур (мембран, цитоплазми тощо), включаючи митотичні рухи, фагоцитоз, везикулярний транспорт;

· вивчення біологічних процесів, які забезпечують природні локомоції людини й тварин (плавання, політ, наземні пересування), а також маніпуляційні рухи людини;

· вивчення механізмів і проявів керування (регуляції) в біологічних системах;

· вивчення психомоторики та закономірностей формування в людини й тварин складних рухових навичок та заданих моделей руху й рухових дій;

· вивчення різних проявів рухової активності та здібностей людини до розв'язання складних рухових завдань в екстремальних умовах (в орбітальних польотах, у відкритому космосі, в стратосфері, під водою, в умовах наднизьких і надвисоких температур);

· визначення сумісності штучних органів та тканин людини.

Опорно-руховий апарат людини, з погляду механіки, являє собою своєрідну систему важелів, що складається з кісток скелета, з’єднаних між собою зв’язками й суглобовими сумками. Кістки приводять у рух сили, що виникають при скороченні (деформації) м’язів.

Динамічна робота − найпоширеніший вид діяльності рухового апарату людини у процесі праці − характеризується швидкими, точними, координованими рухами і завжди поєднується зі статичною роботою, внаслідок чого утворюються складні рухові ансамблі.

Ергометрія. Механічна робота, яку здатна здійснити людина на протязі дня, залежить від багатьох факторів, тому важко вказати будь-яку величину. При русі людина здійснює роботу, так як при цьому енергія витрачається на періодичне невелике підняття тіла й на прискорення та уповільнення кінцівок, головним чином ніг. Робота перетворюється в нуль, коли переміщення немає. Але кожному з нас відома втома м’язів рук і ніг, якщо тримати нерухомо на витягнутій руці гирю або гантелю. В цьому випадку вантаж нерухомий і роботи немає. Втома свідчить про те, що м’язи здійснюють роботу. Таку роботу називають статичною роботою м’язів. Але статики, як її розуміють в механіці, в дійсності немає. Відбуваються дуже малі й часті невидимі оку скорочення й розслаблення м’язів, при цьому здійснюється робота проти сил тяжіння. Таким чином статична робота людини в дійсності являється звичайною динамічною роботою. Для виміру роботи людини застосовують прилади, які називаються ергонометрами. Відповідний розділ вимірювальної техніки називають ергонометрією.

Методи і прилади для вимірювання біомеханічних характеристик:

Метод біомеханіки − системний аналіз і системний синтез рухів на основі кількісних характеристик, зокрема кібернетичного моделювання рухів.

Біомеханіка спирається на дослідженнях рухів. За допомогою приладів реєструються кількісні характеристики, наприклад траєкторії швидкості, прискорення та інше, що дозволяють розрізняти рухи, порівнювати їх між собою. Біомеханічні дослідження досить широко використовуються не тільки в клінічній медицині (функціональна діагностика, ортопедія, травматологія, протезування), але й у спорті, при розробці різних антропоморфних механізмів (роботи, маніпулятори), при вирішенні інших прикладних задач.

Методична база біомеханічних досліджень постійно вдосконалюється, використовуючи новітні досягнення науки. Методи дослідження, що одержали найбільше поширення в даний час в клінічній біомеханіці можуть бути класифіковані в такий спосіб:

· соматометрічні: антропометрія, фотограмметрія, рентгенографія;

· кінезіологічні: оптичні, потенціометрія, електроподографія, тензометрії, іхнографія;

Дата добавления: 2015-07-14