Jednostka masy w układzie SI
Kilogram (kg)
Rodzaje ruchów
Ruch jednostajny prostoliniowy oraz ruch jednostajnie zmienny.
Wyjaśnić pojęcie środka masy
To punkt, w którym gromadzona jest cała masa ciała, jest osią obrotu dla ciała.
Wyjaśnić pojęcie środka ciężkości
To miejsce środka masy dla oznaczenia punktu przyłożenia ciężaru ciała.
Definicja siły
To przyczyna zmiany warunków ruchu ciała człowieka lub jego części
Definicja wektora jako wielkość fizycznej
To wielkość fizyczna posiadająca liczbową wartość, kierunek i zwrot. Np. przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie.
Definicja skalara jako wielkość fizycznej
To wielkość fizyczna, którą można określić za pomocą liczby i jednostki. Np. czas i droga.
Wzór na moment siły
Jednostka momentu siły
Nm (niutonometr)
Jednostka przyspieszenia
To m/s2
Wartość przyspieszenia ziemskiego „normalnego”:
Wynosi 9,81 m/s2
Wzór na ciężar ciała
P = m · g;
gdzie P to ciężar,
m to masa ciała,
g to przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s2).
Jednostka ciężaru w układzie SI
To Niuton [N]
Klasyfikacja sił działających na aparat ruchu człowieka
Siły zewnętrzne, wewnętrzne, czynne i bierne.
Podstawa podziału sił na zewnętrzne i wewnętrzne
- Siły wewnętrzne to siły generowane przez mięśnie (siłowniki) działają w systemie kości dźwigni i ich połączenia.
- Siły zewnętrzne to siły ciężkości czy ciężary.
Podstawa podziału sił na aktywne i pasywne
Wynika z III zasady dynamiki Newtona i są to siły rzeczywiste.
Podstawa podziału sił na rzeczywiste i pozorne.
Siły rzeczywiste to siły aktywne oraz siły pasywne. Siły pozorne to siły bezwładnościowe.
Wymienić siły zewnętrzne aktywne działające na aparat ruchu człowieka.
Siła ciężkości, siły natury, siły pochodzące od maszyn i biomaszyn.
Wymienić siły zewnętrzne pasywne działające na aparat ruchu człowieka.
Siła reakcji podłoża, siła nośna, siła wyporu wody, siła oporu płynów, siła tarcia zewnętrznego.
Wymienić siły wewnętrzne aktywne działające na aparat ruchu człowieka.
Fm - siła skurczu mięśniowego, siła ciężkości części ciała.
Wymienić siły wewnętrzne pasywne działające na aparat ruchu człowieka.
ściskanie jako reakcje powierzchni stawowych oraz rozciąganie jako reakcje więzów i tarcie wewnętrzne.
Wymienić siły bezwładnościowe działające na aparat ruchu człowieka.
Fb - siła bezwładności oraz Fo - siła odśrodkowa.
Wymienić parametry kinematyczne w ruchach liniowych
Droga w ruchu liniowym, prędkość w ruchu liniowym, przyspieszenie liniowe.
Wzór na prędkość średnią w ruchach liniowych.
Wzór na przyspieszenie średnie w ruchach liniowych
Jednostka prędkości w ruchach obrotowych
Obrót na minutę [obr./min] lub obrót na sekundę [obr./s]
Wzór na prędkość średnią w ruchach obrotowych
,
gdzie ω to prędkość kątowa w ruchu krzywoliniowym,
r to promień
Wzór na przyspieszenie średnie w ruchach obrotowych
,
gdzie ξ to przyspieszenie kątowe,
a r to promień
Jednostka prędkości w ruchach liniowych
Metr na sekundę
Wzór na pęd ciała
P = m . v,
gdzie P - pęd ciała;
m - masa;
v - prędkość.
Wzór na moment bezwładności
Definicja pracy
Jest to ilość energii przekazywanej między układami fizycznymi podczas procesów mechanicznych, elektrycznych, termicznych, dynamicznych i innych.
Podstawowe rodzaje energii w przyrodzie
Energia cieplna, mechaniczna, jądrowa, wiatrowa, wodna, geotermalna.
Wzór na pracę jako zmiana energii
,
gdzie
,
a
Wzór na energię kinetyczną
,
gdzie Ek to energia kinetyczna,
m to masa,
v to prędkość.
Wzór na energię potencjalną grawitacyjną
,
gdzie Ep to energia potencjalna grawitacyjna,
m to masa,
g to przyciąganie ziemskie,
h to wysokość uniesienia ciała nad podłoże.
Jednostka pracy
Dżul [J], J = N x m
Jednostka energii
Dżul [J], J = N x m
Wzór na moc
,
gdzie P to moc,
L to przyrost pracy,
Δt to czas wykonania pracy
Jednostka mocy
Wat [W], 1W = 1J/s
Metody wyznaczania środka ciężkości
Metody bezpośrednie (równoważna, wahadłowa, dźwigniowa) i metody pośrednie (poprzez wykonanie obliczeń lub analiz zdjęć, klatek filmu).
Rodzaje równowagi w odniesieniu do aparatu ruchu człowieka
Równowaga stała, równowaga obojętna, równowaga chwiejna.
Wyjaśnić pojęcie równowagi stałej w odniesieniu do aparatu ruchu człowieka (z przykładem)
Równowaga, przy której ciało po wychyleniu wraca do pierwotnego położenia. Np. wahania w zwisie.
Wyjaśnić pojęcie równowagi obojętnej w odniesieniu do aparatu ruchu człowieka (z przykładem)
Po wytrąceniu ciała ze stanu równowagi zmieni położenie i znajdzie się ponownie w stanie równowagi. Np. leżenie przodem czy leżenie tyłem.
Wyjaśnić pojęcie równowagi chwiejnej w odniesieniu do aparatu ruchu człowieka (z przykładem)
Występuje, gdy środek ciężkości ciała zmienia swoje położenie, a energia potencjalna maleje. Np. „jaskółka” lub stanie na rękach.
Definicja kąta równowagi
Kąt zawarty między dwoma prostymi wyprowadzonymi z ośrodka ciężkości ciała a stycznymi w stosunku do krawędzi podstawy.
Wyjaśnić pojęcie biomechanizm
Łańcuch biokinematyczny zdolny do przekazywania ruchu, czyli taki łańcuch w którym przy jednym członie nieruchomym (podstawie) pozostałe człony wykonywały będą określone ruchy.
Wyjaśnić pojęcie biomaszyna
Maszyna, która pobiera energię z mięśni i posiadająca układy sterowania, zasilania oraz ruchu.
Wymienić funkcje szkieletu w organizmie człowieka
Podporowa, ochronna, amortyzacyjna, ruchowa.
Podać definicję klasy połączenia stawowego kości
Klasa połączenia uzależniona od ilości stopni swobody ruchów w danym stawie.
Klasyfikacja ruchomości w stawach
- połączenia III klasy - o trzech stopniach swobody (np. staw biodrowy i ramienny)
- połączenia IV klasy - o dwóch stopniach swobody (np. staw promieniowo-nadgarstkowy)
- połączenia V klasy - o jednym stopniu swobody (np. stawy międzypaliczkowe)
Co to jest łańcuch biokinematyczny
Spójny łańcuch członów połączonych w pary biokinematyczne.
Wzór na ruchliwość łańcucha biokinematycznego
,
gdzie R to ruchliwość łańcucha biokinematycznego,
n to liczba członów ruchomych bez podstawy,
i to kolejne klasy par biokinematycznych występujących w łańcuchu,
pi to liczba par o i-tej klasie
Łączna ruchliwość szkieletu człowieka jako łańcucha biokinematycznego z czaszką jako podstawą wynosi:
- 244
Definicja aktonu mięśniowego
Mięsień, jego część lub głowa, których włókna mają jednakowy lub zbliżony kierunek przebiegu względem osi obrotu w stawach , ponad którymi przebiega.
Funkcje aktonów mięśniowych w płaszczyźnie strzałkowej
Zginanie i prostowanie.
Funkcje aktonów mięśniowych w płaszczyźnie czołowej
Przywodzenie i odwodzenie.
Funkcje aktonów mięśniowych w płaszczyźnie poprzecznej
Nawracanie i odwracanie.
Parametry koordynacji nerwowo-mięśniowej
Czas włączenia się danej grupy mięśni do pracy, wielkość rozwijanego napięcia mięśniowego, czas trwania pracy.
Co to jest jednostka motoryczna?
Jednostka ruchowa, grupa komórek mięśniowych unerwionych przez odgałęzienia tego samego neuronu.
Formy pracy mięśniowej - klasyfikacja
Praca statyczna i praca dynamiczna.
Praca statyczna oparta jest na skurczu:
Izometrycznym, gdy mięsień pozostaje przy stałej długości, a jego napięcie wzrasta.
Praca dynamiczna oparta jest na skurczu:
Auksotonicznym, czyli takim, podczas którego dochodzi do jednoczesnej zmiany długości i napięcia mięśnia.
Przykłady pracy statycznej stabilizującej
Stanie na rękach, stanie z uniesionymi w górę kończynami górnymi.
Przykłady pracy statycznej wzmacniającej
Niesienie ciężaru w opuszczonej swobodnie w dół kończynie górnej.
Przykłady pracy statycznej utrzymującej
Niesienie ciężaru przed sobą na ugiętych kończynach górnych.
Przykłady pracy dynamicznej koncentrycznej
Podnoszenie ciężaru.
Przykłady pracy dynamicznej ekscentrycznej
Opuszczanie ciężaru.
Podstawowa różnica pomiędzy chodem a biegiem
W trakcie chodu kontakt z podłożem jest stały przynajmniej jedną stopą, a w biegu występuje faza lotu, gdy Ne ma kontaktu z podłożem.
Definicja cyklu chodu
Precyzyjne kontrolowanie czynności polegające na skoordynowanych powtarzalnych ruchach kończyn i tułowia, których celem jest bezpieczne przemieszczenie ciała w pozycji pionowej z minimalnym wydatkiem energetycznym.
Definicja kroku pojedynczego chodu
Odległość jaką pokonuje kończyna dolna w momencie od odepchnięcia palcami do momentu postawienia jej na płaszczyźnie.
Fazy kroku pojedynczego
- moment postawienia stopy
- położenie pośrednie
- odepchnięcie palcami
Okresy fazy podparcia
Okres w cyklu kroku, podczas którego stopa pozostaje w kontakcie z podłożem. Faza podparcia podzielona jest na kilka okresów funkcjonalnych takich jak przejęcie ciężaru, środkowa faza podparcia i faza odbicia.
Okresy fazy przeniesienia
To część cyklu kroku , podczas którego stopa nie ma kontaktu z podłożem i jest aktywnie przenoszona z tylnego skrajnego położenia do położenia przedniego rozpoczynającą kolejną fazę podparcia. Faza ta dzieli się na dwa podokresy, podnoszenia i wyciągania.
Parametry kinematyczne chodu
- Kontakt stopy (KS) - 0-11%
- Oderwanie od podłoża palucha kończyny przeciwnej (OPKP) - 11%
- Kontakt stopy kończyny przeciwnej (KSPK) - 50%
- Oderwanie od podłoża palucha (OP) - 61%
- Kontakt stopy (KS) - 100%
Wymienić wyznaczniki chodu
- Redukcja maksymalnego uniesienia środka ciężkości w fazie podporu środkowego
- Ograniczenie opadania środka ciężkości w skrajnych położeniach końcowych danych ruchów na granicy faz podparcia i przeniesienia
- Ograniczeń bocznego przemieszczania środka ciężkości
- W wyniku sumowania efektu zakres przemieszczeń środka ciężkości w czasie normalnego chodu wynosi 15-50 mm
Na czym polega mechanizm rotacji miednicy w trakcie chodu?
Miednica skręca się do przodu w czasie uderzania pięty, a ku tyłowi w chwilach odrywania palców, przez co zwiększają się długości kończyny dolnej na granicy faz podporu i przeniesienia.
Na czym polega mechanizm przechyłu miednicy w trakcie chodu?
Miednica pochyla się przy stawianiu pięty i odrywaniu palców, przez co zwiększa się efektywna długość kończyny dolnej.
Na czym polega mechanizm ugięcia w stawie kolanowym w trakcie chodu?
Polega na obniżeniu maksymalnego położenia środka ciężkości poprzez nieznaczne ugięcie nogi w stawie kolanowym (ok. 20%) w środku fazy podporu.
Na czym polega mechanizm ugięcia w stawie skokowym w trakcie chodu?
Polega na zgięciu podeszwowym przy odrywaniu palców, zgięciu grzbietowym w czasie uderzenie pięty i zwiększeniu efektywnej długości kroku.
Na czym polega mechanizm rotacji poprzecznej kończyn dolnych w trakcie chodu?
Polega na szerokim rozstawieniu kończyn w stawach biodrowych w stosunku do węższego podparcia stóp. Rotacja wewnętrzna skraca kończynę, a zewnętrzna wydłuża ją.
Na czym polega anatomiczna koślawość kolan i jakie ma znaczenie dla mechaniki chodu?
Polega na tym, że rozstawienie stóp w kolejnych podporach jest znacznie węższe w stosunku do bioder, przez co występują mniejsze boczne ruchy miednicy i przemieszczanie się środka ciężkości.
Atrybuty chodu normalnego
- stabilność podparcia
- prawidłowy prześwit pod stopą w fazie wymachu kończyny
- odpowiednie ustawienie stopy poprzedzające jej kontakt z podłożem
- prawidłowa długość kroku
- minimalny wydatek energetyczny
Średnia prędkość chodu normalnego człowieka
4,8 km/h.
Średni rytm chodu normalnego człowieka
1,4 m.
Średnia długość cyklu chodu normalnego człowieka
Od 1 do 1,2 s.
Wzór na siłę wyporu wody
Fw = p . g . V, gdzie Fw to siła wyporu, p to gęstość ośrodka, g to przyspieszenie grawitacyjne (9,81 m/s2), V to objętość wypieranego płynu równa objętości części ciała zanurzonego w płynie
Wzór na siłę oporu płynów
FT = 6 · π · R · η · v; gdzie FT to siła oporu płynu, R to promień ciała, η (grecka litera „eta”) - lepkość płynu, v - prędkość ciała
Wzór na siłę nośną
,
gdzie Pz to wytworzona siła nośna (kG),
Cz współczynnik siły nośnej,
p to gęstość płynu,
S to powierzchnia skrzydła (m2),
V prędkość ciała względem płynu (m/s)
I zasada dynamiki Newtona - ciało, na które nie działa żadna siła lub działają siły równoważące się pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
II zasada dynamiki Newtona siła jest proporcjonalna do przyspieszenia, które wywołuje: F=m x a (F - siła, m - masa, a - pęd)
III zasada dynamiki Newtona - każdej akcji towarzyszy skierowana przeciwnie reakcja.