drgania elektryczne: okresowe zmiany natężenia prądu np. w układzie kondensatora i cewki itp.
drgania elektromechaniczne: np. drgania krystalicznych sieci jonowych, drgania plazmy w polu magnetycznym lub elektrycznym itp.
Bez względu na drgającą wielkość stosuje się podział ruchu drgającego ze względu na własności matematyczne funkcji opisującej drgania lub, co jest równoważne, na równania opisujące zachowanie się układu drgającego. Wyróżnia się:
drgania okresowe
drgania nieokresowe
Wśród drgań okresowych wyróżnia się często spotykany i najprostszy w opisie matematycznym ruch harmoniczny, a w drganiach nieokresowych drgania prawie okresowe.
Jeżeli na drgający układ ma wpływ inny drgający układ (siła wymuszająca), to drgania nazywa się wymuszonymi. Gdy zewnętrzna siła nie występuje - drganiami swobodnymi. Układy autonomiczne (nie wymuszone) dzieli się na:
zachowawcze (energia drgań nie zmienia się)
tłumione (energia zmniejsza się)
samowzbudne (energia drgań rośnie)
Szczególnym przypadkiem drgań są drgania harmoniczne. Takie drgania powstają, gdy siła sprowadzająca układ drgający do położenia równowagi jest proporcjonalna do wychylenia układu z tego położenia.
Wpływ hałasu i wibracji na organizm człowieka
HAŁAS
Drgania akustyczne to jeden z bodźców, które dostarczają człowiekowi informacji o otaczającym go środowisku. Gdy ich intensywność rośnie, mogą stawać się uciążliwe, a w skrajnych przypadkach wręcz szkodliwe człowieka.
Hałas to wynik nakładania się dźwięków, ulegających zmieszaniu w pozbawiony ładu sposób. W potocznej mowie hałasem nazywamy każdy dźwięk, który nam przeszkadza. W normalnych warunkach jest on praktycznie niemożliwy do uniknięcia. Przyczynia się on niewątpliwie do występowania i rozwoju chorób mających podłoże nerwicowe. Hałas wpływa na organizm na różnorodne sposoby, ale przede wszystkim podrażnia układ nerwowy. Niebezpieczeństwo wpływu hałasu jest znaczne także dlatego, że skutki jego często ujawniają się po pewnym czasie, a wcześniej ulegają kumulacji. Hałas w skrajnych przypadkach może prowadzić do natychmiastowej śmierci.
Hałas to czynnik oddziaływujący negatywnie na psychikę człowieka, a ze względu na wpływ na układ nerwowy, także na sprawność fizyczną. Może on stanowić z przyczynę pogorszenia się wydajności i jakości wykonywanej pracy. Hałas oddziałuje negatywnie na narząd słuchu oraz ośrodkowy układ nerwowy i powoduje pojawienie się przewlekłego lub ostrego urazu akustycznego z towarzyszącymi reakcjami obronnymi, takimi jak zmiany rytmu oddychania, akcji serca, temperatury ciała, ciśnienia krwi itp. Niektórzy lekarze diagnozują tzw. zespół pohałasowy, który obejmuje: zawroty i bóle głowy, osłabienie, zaburzenie snu, podwyższoną pobudliwość nerwową, uszkodzenie słuchu, zwiększoną potliwość. Wpływa on również na mniejsze rozumienie mowy, rozprasza uwagę i zaburza wzrok. Zostało udowodnione, że hałas przyczynia się do przedwczesnego starzenia oraz w 1/3 przypadków mieszkańcom dużych miast skraca życie o 8 do 10 lat. Pod względem szkodliwości dla zdrowia wyróżniamy następujące typy hałasu:
hałasy < 35 dB; nie są one zagrożeniem dla zdrowia; mogą jedynie być denerwujące; zalicza się tu m.in. brzęk przekładanych narzędzi lub naczyń, szum wody; mogą one przeszkadzać w czasie pracy, która wymaga skupienia, jak projektowanie, pisanie itp.;
hałasy 35 - 70 dB; wywierają one negatywny wpływ na ludzki układ nerwowy; prowadzi to do zmęczenia i spadku wydajności pracy; hałas taki może obniżać zrozumiałość mowy oraz utrudnić wypoczynek i zasypianie;
hałasy 70 - 85 dB; jeśli trwają stale, mogą doprowadzać do zmniejszenia wydajności pracy, trwałego osłabienia słuchu, bóle głowy i ujemnie wpływać na układ nerwowy człowieka;
hałasy 85 - 130 dB; powodują one często uszkodzenia słuchu oraz różne schorzenia w postaci zaburzeń krążenia, równowagi, zaburzeń w układzie nerwowym, a także uniemożliwiają rozumienie mowy, nawet z 0,5 metrowej odległości;
hałasy 130 dB - 150 dB; pobudzają one niektóre organy wewnętrzne do drgań, powodując tym samym ich trwałe schorzenia, a czasem zupełne zniszczenie; pracujący w tak dużym hałasie ludzie mają przeważnie poważnie osłabiony lub znacznie uszkodzony słuch;
hałasy > 150 dB; po upłynięciu 5 minut ich trwania paraliżują całkowicie działanie organizmu, powodując przy tym zaburzenia równowagi, mdłości; uniemożliwiają koordynację ruchową kończyn, doprowadzają do zmiany proporcji składników krwi, doprowadzają do wytworzenia u człowieka stanów lękowych i depresyjnych, powodują też inne objawy charakterystyczne dla chorób psychicznych.; 80% ludzi, którzy pracują w hałasie na tym poziomie, zapada na choroby nieuleczalne; hałas taki wytwarza się m.in. w czasie hamowania samolotów z silnikami odrzutowymi.
Przed kilkoma laty naukowcy z Harvarda University zainteresowali się faktem, że na terenie Arktyki, która jest jednym z najcichszych obszarów na Ziemi, wielu mieszkańców nawet przed 40 rokiem życia głuchnie. Byli to wyłącznie polujący mężczyźni. Powód był następujący: mieszkańcy cichszych okolic wytwarzają słabsze mechanizmy obronne przeciw tak zwanym hałasom impulsowym. W panującej ciszy słuch jest zaskakiwany strzałem, którego natężenie wynosi 130 do 140 dB. Brak wyrobienia mięśni w układzie kosteczek słuchowych powoduje, że łatwiej się one poddają gwałtownym drganiom, które przenoszone są na powierzchnię błony okienka owalnego w uchu wewnętrznym.
Ultradźwięki wpływać na organizm w sposób cieplny, mechaniczny i chemiczny. Przy oddziaływaniu chemicznym i cieplnym występują niedomagania i zmiany w gruczołach dokrewnych. Przykładem szkodliwego oddziaływania ultradźwięków są przypadki ciężkiej choroby krwi, która występuje u ludzi obsługujących syreny ultradźwiękowe służące oczyszczaniu powietrza z cząstek pyłu. Długotrwałe oddziaływanie ultradźwięków wpływa negatywnie na organizm człowieka; powoduje choroby układu krążenia, zwyrodnienia gruczołów wewnątrzwydzielniczych czy wrzody żołądka. Ultradźwięki u cierpiących na brak wydolności krążenia mogą powodować trudne do opanowania skurczenie się naczyń krwionośnych, zaś u kobiet w ciąży mogą zaburzać rozwój układu kostnego u płodu. Ich działanie prowadzić może także do powstawania zmian w oku, takich jak krwawe wylewy do siatkówki, mętnienie płynu śródgałkowego i soczewki.
WIBRACJE
Wibracją to przekazywanie mechanicznych drgań z dowolnego ciała stałego do organizmu człowieka. Wibracje i wstrząsy to bodźce fizyczne przekazywane bezpośrednio z drgającego materiału, bez udziału powietrza. Jeśli wibracji towarzyszy dźwięk, to dzieje się tak na wskutek przekazywania części energii z drgających cząsteczek przez powietrze do narządów słuchu człowieka. Przykładem oddziaływania wibracji może być odczucie odbierane w czasie dotykania drgającej struny w instrumencie muzycznym. Energia pochodząca z drgań przekazywana jest do tkanek i wywoduje podrażnianie zakończeń nerwowych, które odbierają odkształcenia mechaniczne. Im bardziej intensywne są drgania, tym mniej przyjemne są uczucia z nimi związane.
Jak wykazały pomiary, przy ekspozycji na niskie częstotliwości drgań mechanicznych dochodzi do powstania rotacyjnych ruchów głową, na skutek których zostaje zakłócona równowaga, a w konsekwencji występują objawy choroby lokomocyjnej. Szczególnie kierowcy często uskarżają się na bóle potylicy głowy i mięśniowe karku. Jest to związane z ciągłym napięciem mięśni szyi i grzbietu, które starają się przeciwdziałać nadmiernemu ruchowi głowy spowodowanemu wibracją.
Człowiek, który żyje w uprzemysłowionym mieście jest narażony na ciągłe niemal działanie wibracji. Ma to związek z oddziaływaniem poza produkcyjnego środowiska w mieszkaniu, w środkach transportu. Źródłem wibracji mogą być różnego typu urządzenia w budynkach, takie jak windy, kotłownie czy hydrofory. Działanie wibracji, których poziom przekracza próg wrażliwości, powoduje powstawanie wielu doznań, łącznie z bólem. Najsilniejsze odczucia towarzyszą wibracji o częstotliwości poniżej 35 Hz, a szczególnie w zakresie 20 Hz. W takich częstotliwościach narządy wpadają w rezonans i dochodzi do silnego podrażnienia błędnika, co przyczynia się do powstawania szczególnie dokuczliwych doznań.
Istotny objaw powstający po wejściu w rezonans narządowy to upośledzenie mowy, które jest spowodowane drganiem rezonansowym szczęki, zmianą napięcia mięśni krtani oraz drganiem słupa powietrza jamy nosowo-gardłowej. Wpływ ma tu także rezonans w jaki wpadają narządy klatki piersiowej. Ich drgania (zakres 1-4 Hz) mają dużą intensywność i utrudniają oddychanie oraz przyczyniają się do powstawania bólu w okolicach serca. Rezonans ten powoduje też wypaczenie czynności licznych organów, co objawia się mniejszą sprawnością lub występowaniem nieprawidłowych odruchów, czemu towarzyszy ból.
Wibracja niekorzystnie oddziałuje na wzrok, zwłaszcza przez pogorszenie ostrości widzenia. Dzieje się tak w dwóch zakresach: 20-40 Hz i 60-90 Hz. Towarzyszy temu także zawężenie pola widzenia oraz zaburzenie rozróżniania barw.
Bardzo przykre są następstwa wibracji w narządach jamy brzusznej, gdyż są one swobodnie zawieszone (trzustka, żołądek, wątroba, śledziona) i mogą ulegać znacznym pomieszczeniom. Również podrażnianie narządu równowagi pociąga za sobą bardzo nieprzyjemne skutki w postaci objawów właściwych chorobie
morskiej (ból i zawroty głowy, szum w uszach, duszność oraz ból żołądka i nudności).
Drgania wibracyjne są praktycznie niemożliwe do uniknięcia. Z tego względu należy stosować w czasie pracy produkty ograniczające ich działanie. Klimat akustyczny poprawić mogą drzewa, których jest w miastach niestety coraz mniej. Dwa rzędy topoli potrafią wytłumić 20 dB, zaś gęsty żywopłot dodatkowe 8-11 dB. Eliminowanie drgań w czasie pracy z różnego typu urządzeniami wytwarzającymi drgania może odbywać się przez stosowanie przeciw wibracyjnych ochron indywidualnych będących środkiem profilaktycznym. Podstawowe ochrony przeciw wibracyjne to:
- przeciw wibracyjne rękawice,
- przeciw wibracyjne pasy,
- przeciw wibracyjne rękawy, poduszki i klęczniki,
- przeciw wibracyjne obuwie.