biomechanika - wykłady, biomechanika - wykłady, Marcin Bąk


Marcin Bąk

Biomechanika - wykłady

Wykład 1.

Statyka - jest to dział mechaniki, który zajmuje się siłami działającymi na ciało znajdujące się w stanie równowagi i spoczynku

Moment siły - wielkość wskazująca na możliwość wykonania ruchu obrotowego

Wykład 2.

Model - to uproszczenie rzeczywistości w celu jego badania, a wyniki przenoszone do oryginału w celu jego poprawy

Cybernetyka - nauka o sterowaniu istot żywych

Model człowieka - posiada wejścia i wyjścia

Wejścia - informacje ( tele- , kontakto - , proprioreceptory), energetyczne (jam ustna i nosowa)

Wyjścia - efektory mięśniowe (praca mechaniczna), narządy wydalnicze (kał, mocz, CO2), narządy wydzielnicze (gruczoły: ślinowe, potowe, łojowe itp.)

Model człowieka składa się z 3 układów:

  1. Układ sterowania (wyższe ośrodki nerwowe; somatyczne ośrodki nerwowe; wegetatywne ośrodki nerwowe)

  2. układ ruchu (mięśnie, kości, stawy)

  3. Układ zasilania (narząd sercowo naczyniowy)

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
telereceptory

kontraktoreceptory

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
propriorecetory

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
Układ sterowania Układ ruchu

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Bodźce ruchowe

0x08 graphic
Bodźce wegetatywne

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

visceroreceptory

0x08 graphic
0x08 graphic
Układ zasilania

0x08 graphic
0x08 graphic
Baza i sprzęt

Czynniki nie podlegające wytrenowaniu:

Predyspozycje:

  • 0x08 graphic
    Antropometryczne

  • 0x08 graphic
    Wytrzymałościowe

  • 0x08 graphic
    szybkościowe

Czynniki podlegające wytrenowaniu:

  • Cechy psychiczne

  • Cechy fizyczne

  • Technika

  • 0x08 graphic
    Taktyka

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Warunki socjalno - bytowe

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
Planowanie, organizacja,

kontrola procesu treningowego

Wykład 3.

Działanie sił na dźwignie kostne

Dźwignie jednostronne - punkty

Dźwignie dwustronne

Para sił - to dwie równoległe siły o zwrotach przeciwnych, równych modułach i przesunięcie względem siebie na odległość zwaną ramieniem siły

Hypomolchion - występ kostny, który zwiększa kąt działania mięśnia, zawarty między wektorem FM, a prostą łączącą oś obrotu z punktem przyczepu

0x01 graphic
Siły działające na staw biodrowy

Wykład 4.

Parametry strukturalne układ ruchu (kostny)

Pojęcie struktury w biomechanice to liczbowe zależności pozwalające na klasyfikację mechanizmów i napędów

Mechanizm - to zespół części (członów) składowych spełniających określone zadanie np. przenoszenie ruchu (układ kostno stawowy).

Napęd - urządzenie do nadawania ruchu mechanizmowi, energia powodująca ruch (mięśnie)

Parametrami strukturalnymi nazywamy wszystkie wartości wyrażone liczbą. Są to:

Parametry strukturalne kości i stawów:

Człon - to nieodwracalny sztywny element - kość

Para biokinetyczna - jest to ruchome połączenie dwu lub więcej członów wzajemnie ograniczające ruchy względne. Ruchy te muszą być większe niż 5° lub 1-2 mm. Pary biokinetyczne charakteryzują pewną liczbę stopni.

0x08 graphic
β

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

X = Vt ± at2 /2 = Z=Y

Stopień swobody - niezależny względny ruch w stawach

Liczba stopni swobody - to liczba niezależnych parametrów (albo równań) określających dowolne położenie członu, pary biokinematycznej. Łańcucha biokinematycznego lub biomechanizmu.

Klasa pary biokinematycznej - to liczba odjętych stopni swobody ruchu członów, z których każdy może mieć maksymalnie 6.

Obliczanie liczby stopni swobody:

i=n

W = 6n - Σ i pi

i=1

Wyliczanie liczby stopni swobody dla kończyny górnej przyjmując łopatkę za podstawę.

n = 22, p3 = 1, p4 = 6, p5 = 15

W = 6 • 22 - ( 1•3+4•6+5•15) = 132 - (3 + 24 +75) = 132 - 102 = 30

Wyliczanie liczby stopni swobody dla całego człowieka:

n = 148, p3 = 29, p4 = 33, p5 = 85

W = 6 • 148 - ( 29•3+33•4+85•5) = 888 - (87 + 132 + 425) = 244

Płaszczyzny ruchów:

Dla tułowia:

Łańcuch biokinetyczny - to spójny zespół członów połączonych w pary biokinematyczne

Ruchliwość łańcucha - określamy liczbą stopni swobody względem przyjętej podstawy

Biomechanizm - to łańcuch biokinematyczny wykonujący określony ruch względem jego podstawy.

Człowiek ma 206 kości

Parametry strukturalne mięśni:

Akton - to mięsień, jego część lub głowa, których włókna mięśniowe mają jednakowy lub zbliżony przebieg względem osi obrotu w stawach ponad, którymi przebiega i wykonuje jednakową funkcję.

Funkcja aktonu - to dodatnie i ujemne składowe momentów sił [Nm], które akton może rozwijać względem osi obrotu w stawach ponad którymi przebiega.

Klasa aktonu - jest równa liczbie stawów, ponad którymi dany akton przejawia swoje funkcje.

Mięśnie o wyższej klasie nie mogą spełniać jednej funkcji. Powodowałoby to włączenie zbyt dużej liczby funkcji stabilizujących względem funkcji ruchowych.

Funkcje ruchowe - to funkcje działające na te stopnie swobody stawu, na które działają siły niezależne od układu nerwowego.

Funkcje stabilizujące - są równoważone przez funkcje aktonów antagonistycznych czyli zależnych od układu nerwowego.

Nie zawsze jest jednoznaczność pomiędzy pobudzeniem a funkcją mięśni.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Bodziec ± Δ Mm ± Δα ±ΔLm

Fz

Jeżeli zadziała siła zewnętrzna (Fz) i będzie większa od Mm to zamiast skracania będzie wydłużanie mięśnia.

Rola aktonów o klasie większej niż jeden:

  1. zmniejszenie wydatku energetycznego

  2. Brzuśce mięśniowe są bliżej osi obrotu proksymalnych stawów co zmniejsza momenty bezwładności

I = Σmr2

  1. Może rozwijać większe siły, ponieważ ma większe przekroje fizjologiczne i przyczepia się na większej powierzchni kostnej

  2. Zmniejsza naprężenie w kościach

  3. Trudności w sterowaniu, powstaje zbyt dużo momentów stabilizujących

Wykład 5.

Parametry biomechaniczne mięśni

Parametry mięśni to: F, W, p, δ.

Są dwa rodzaje mięśni:

Mięśnie poprzecznie prążkowane: