Siła (
) jest wielkością wektorową miarą oddziaływań fizycznych między ciałami.

Jednostką siły w układzie SI jest niuton [N]. Nazwa tej jednostki pochodzi od nazwiska wybitnego fizyka Isaaca Newtona.

Siła ma wartość jednego niutona (1N) jeżeli masie 1 kilograma nadaje przyspieszenie 1 m/s² (metr na sekundę do kwadratu):

Siłę przedstawia, jako szybkość zmian pędu w czasie:

Przy stałej masie możemy wyjąć masę m przed nawias:

Szczególnym przypadkiem siły jest ciężar.

Przyspieszenie - wektorowa wielkość fizyczna wyrażająca zmianę prędkości w czasie.

Przyspieszenie definiuje się jako pochodną prędkości po czasie (jest to miara zmienności prędkości). Przyspieszenie jest wielkością wektorową, gdzie wartość tego wektora jest równa wartości pochodnej prędkości względem czasu w danej chwili. Jeśli przyspieszenie jest skierowane przeciwnie do kierunku prędkości ruchu, to jest czasem nazywane opóźnieniem.

Jeżeli mamy dany wektor
określający położenie punktu materialnego i wektor
określający prędkość tego punktu, to przyspieszenie
tego punktu obliczamy w następujący sposób:

Jednostka przyspieszenia w układzie SI to metr na sekundę do kwadratu.

Masa - w fizyce jedna z najważniejszych wielkości fizycznych określająca ich bezwładność (masa bezwładna) i oddziaływania grawitacyjne (masa grawitacyjna). Potocznie rozumiana jako ilość materii i energii zgromadzonej w ciele fizycznym.

W układzie jednostek miar SI wyrażana jest w kilogramach. Symbol stosowany na oznaczenie masy to: m.

Masa bezwładna jest miarą bezwładności ciała, to znaczy przeciwdziałania się ciała zmianie ruchu wywołanej działaniem na nie siły. Według drugiej zasady dynamiki Newtona zachodzi równość:

gdzie:

• F - siła działająca na ciało,

• m - masa bezwładna ciała,

• v - prędkość ciała,

• t - czas.

• a - przyspieszenie

Masa grawitacyjna to w mechanice nierelatywistycznej, wielkość opisująca oddziaływania grawitacyjne dwóch punktowych ciał występująca we wzorze na oddziaływania grawitacyjne:

gdzie:

• F - siła oddziaływania ciał,

• G - stała grawitacji,

• m₁, m₂ - masy oddziałujących ciał,

• r - odległości ciał.

Moment siły (moment obrotowy) -
siły
względem punktu O jest iloczyn wektorowy promienia wodzącego
, o początku w punkcie O i końcu w punkcie przyłożenia siły oraz siły
:

Wektor momentu siły jest wektorem osiowym (pseudowektorem), zaczepiony jest w punkcie O, a jego kierunek jest prostopadły do kierunku płaszczyzny wyznaczonej przez wektory
i
.

Określa się także moment siły względem osi, jest on równy rzutowi wektora momentu siły na tę prostą. Współrzędne M_x, M_y i M_z wektora
nazywają się momentami siły względem odpowiednich osi x, y i z.

Jednostką momentu siły jest
. Jednostka ta jest zdefiniowana analogicznie, jak dżul, czyli jednostka energii. Aby nie tworzyć nieporozumień, nie sprowadza się niutonometra do dżula.

Przyspieszenie kątowe występuje w ruchu obrotowym - jest wektorem leżącym na osi obrotu i skierowanym zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej. Jeśli współrzędną kątową ciała określa kąt α, a wartość prędkości kątowej oznaczymy jako ω, to wartość przyspieszenia kątowego ε wynosi:

Jednostką przyspieszenia kątowego w układzie SI jest jeden radian przez sekundę do kwadratu.

Moment bezwładności to miara bezwładności ciała w ruchu obrotowym. Im większy moment, tym trudniej zmienić ruch obrotowy ciała, np. rozkręcić dane ciało lub zmniejszyć jego prędkość obrotową.

gdzie:

• m - masa fragmentów ciała oddalonych od osi obrotu o długość r

• r - odległość fragmentów ciała od jego osi obrotu

Iloczyn
jest momentem bezwładności elementu ciała. Moment bezwładności ciała zależy od wyboru osi obrotu, od kształtu ciała i od rozmieszczenia masy w ciele. Moment bezwładności ma wymiar ML². Zwykle mierzy się go w kgm² . Posługując się pojęciem momentu bezwładności można wyrazić energię kinetyczną obracającego się ciała sztywnego w postaci

Dla ciał o ciągłym rozkłądzie masy sumowania we wzorze na moment bezwładności przechodzi w całkowanie. Niech ciało będzie podzielone na nieskończenie małe elementy o masach dm, oraz niech r oznacza odległość każdego takiego elementu od osi obrotu. W takim przypadku moment bezwładności określa wzór:

gdzie całkowanie odbywa się po całej objętości ciała.

Skurcz mięśnia jest to proces skracania się włókien mięśniowych. Poruszanie się organizmu możliwe jest dzięki synchronizowanemu skurczowi różnych grup mięśniowych.

W przypadku mięśni szkieletowych skurcz jest efektem potencjałów powstałych w mózgu w korze ruchowej. Skurcz mięśni gładkich oraz mięśnia sercowego odbywa się bez udziału woli, jednak niższe elementy ośrodkowego układu nerwowego wywierają znaczny wpływ na powstawanie i modyfikację siły skurczu.

Skurcz mięśnia jest to zmiana długości lub napięcia mięśnia, wywierająca siłę mechaniczną na miejsca przyczepu mięśnia lub wokół narządu otoczonego przez mięsień okrężny (np. jamy ustnej)

Skurcze mięśni dzielimy na:

A.

1. izotoniczny - gdy zmienia się długość mięśnia przy stałym poziomie napięcia mięśniowego (wynikiem skurczu jest ruch)

2. izometryczny - wzrasta napięcie mięśnia przy stałej długości (wynikiem nie jest ruch ale utrzymanie części ciała w stałym położeniu np. odkręcanie mocno przykręconych śrub, stanie, trzymanie ciężarów)

3. auksotoniczny - zmiana długości i napięcia mięśni (np. przy chodzeniu, bieganiu).

B. ze względu na częstotliwość docierających do mięśnia impulsów nerwowych.

1. tężcowy - jeżeli impulsy docierają w czasie krótszym niż zdąży nastąpić rozkurcz mięśnia np. skurcze mięśni żwaczy (szczękościsk), skurcz mięśni twarzy (uśmiech sardoniczny), napadowe skurcze tężcowe mięśni karku.

2. tężcowy niezupełny- jeżeli impulsy docierają do mięśnia w czasie dłuższym niż skurcz- kiedy mięsień zaczyna się już rozkurczać. Jest to fizjologiczny typ skurczu i takimi skurczami działają wszystkie mięśnie człowieka przez większość czasu

3. pojedynczy- wywołany przez pojedynczy impuls nerwowy lub elektryczny, trwa od kilku do kilkudziesięciu mili sekund. Po skurczu następuje rozkurcz mięśnia. odstępy miedzy impulsami są duże, większe niż czas trwania całego pojedynczego skurczu.

Skurcz mięśni szkieletowych:

1. Potencjał czynnościowy osiąga akson neuronu ruchowego.

2. Potencjał czynnościowy aktywuje kanały wapniowe zależne od napięcia zlokalizowane w błonie komórkowej aksonu co powoduje gwałtowne wnikanie jonów wapnia do wnętrza komórki.

3. Pod wpływem kaskady sygnałowej uruchomionej zwiększonym stężeniem wapnia, pęcherzyki zawierające acetylocholinę łączą się z błoną komórkową uwalniając neurotransmiter do szczeliny złącza nerwowo-mięśniowego.

4. Acetylocholina dyfunduje przez szczelinę, łącząc się na jej drugim końcu z receptorami nikotynowi, co powoduje otwarcie kanałów sodowych i potasowych zlokalizowanych w błonie komórkowej miocytu. Przewaga jonów sodu powoduje polaryzację błony komórkowej i powstanie dodatniego potencjału czynnościowego.

5. Pod wpływem potencjału czynnościowego RE komórki mięśniowej uwalnia jony wapnia.

6. Jony wapnia łączą się z białkiem troponiną połączoną z aktyną i tropomiozyną. Troponina zmienia konfigurację przestrzenną tropomiozyny, co doprowadza do odsłonięcia miejsc kontaktu znajdujących się na włóknie aktynowym, umożliwiając przyłączenie się miozyny.

7. Główki miozyny po połączeniu z aktyną, pod wpływem ATP przesuwają się, doprowadzając do przemieszczenia się włókienek względem siebie.

8. Główki miozyny pod wpływem ATP odłączają się od aktyny.

9. Etap 7 i 8 powtarzane są cały czas, kiedy obecne są jony wapnia.

10. Wapń jest aktywnie wpompowywany z powrotem do zbiorników retikulum endoplazmatycznego. Tropomiozyna wraca do pierwotnej konfiguracji, blokując miejsca wiązania miozyny na aktynie.

---