Wykładowca: dr L. Nowak
Wykład z dnia 21.05.2011 (niedziela)
Jednostka masy w układzie SI
Kilogram (kg)
Rodzaje ruchów
Ruch prostoliniowy oraz krzywoliniowy.
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 siły ciężkości.
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
MF=F x d
d= r x sin(α)
Jednostka momentu siły
N . m (niutonometr)
Jednostka przyspieszenia
m/s2
Wartość przyspieszenia ziemskiego „normalnego”:
Wynosi 9,81 m/s2
Wzór na ciężar ciała
Q = m · g;
gdzie Q 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, które dzielą się na rzeczywiste i pozorne, a one dzielą się na aktywne i pasywne
Podstawa podziału sił na zewnętrzne i wewnętrzne
- Siły wewnętrzne to siły generowane przez mięśnie (siłowniki) działają w systemie kości dźwigni i ich połączenia. Nie mogą zmienić środka ciężkości
- Siły zewnętrzne to siły ciężkości czy ciężary. Mogą zmienić środek ciężkości.
Podstawa podziału sił na aktywne i pasywne
Siły rzeczywiste i pozorne.
Podstawa podziału sił na rzeczywiste i pozorne.
Siły rzeczywiste to siły które można przypisać konkretnemu ciału. 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 (s), prędkość w ruchu liniowym (V), przyspieszenie liniowe (a), czas (t).
Wzór na prędkość średnią w ruchach liniowych.
Wzór na przyspieszenie średnie w ruchach liniowych
Jednostka prędkości w ruchach obrotowych
Wzór na prędkość średnią w ruchach obrotowych
Δϕ
ω = ____________
Δt
Wzór na przyspieszenie średnie w ruchach obrotowych
Δω
α = ____________
Δt
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
Sposób zmiany energii co do wielkości lub co do rodzaju.
Podstawowe rodzaje energii w przyrodzie
Energia cieplna, mechaniczna, jądrowa, wiatrowa, wodna, geotermalna, kinetyczna, akustyczna, sprężysta, magnetyczna, elektryczna
Wzór na pracę jako zmiana energii
L = ΔEk + ΔEp
Ek - energia kinetyczna
Ep - energia potencjalna grawitacyjna
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 (składanie sił równoległych, sumowanie momentów sił).
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
Układ dźwigni kostnych połączony ruchowo.
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.
- 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)
Klasyfikacja ruchomości w stawach
- Anatomiczna
- Faktyczna (bierna i czynna)
Co to jest łańcuch biokinematyczny
Spójny łańcuch członów ruchowo połączonych par biokinematycznych.
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
Dla całego człowieka:
R = 6 x 148 - (3x27 + 4x33 + 5x58) = 244
Łączna ruchliwość szkieletu człowieka jako łańcucha biokinematycznego z czaszką jako podstawą wynosi:
244