Biomechanika opracowanie

1.Przedstaw znane Ci definicje biomechaniki jako nauki.
Wywodzi się od greckiego słowa mechana narzędzie, bio oznacza dyscypline zajmująca się organizmami żywymi, jest nauką o stanach równowagi i ruchu człowieka.

a)jest nauką o ruchu człowieka i zwierząt oraz części ich ciała, mechanizmach wywołujących ruch oraz związanych z tym ruchem obciążeniem i ich skutkach. Podstawy biomechaniki wywodzą się z matematyki, mechaniki, biologii i medycyny; b) zajmuje się badaniem działania zewnętrznych i wewnętrznych sił na ciało i jego części - strukturą biologiczną istot żywych oraz strukturami tych działań.
Działy biomechaniki
a)Biomechanika inżynierska: modele i układ człowieka jako biomaszyny;

b)Biomechanika medyczna: anatomia, fizjologia, ortopedia, protetyka;

c)Biomechanika ogólna: metodologia, struktury funkcjonalne, sterowanie ruchem, sprzężenia zwrotne, zbieranie danych;

d)Biomechanika sportu i ruchów podstawowych
2. Schemat układu ruchu człowieka
Dzięki układowi ruchu możemy: przemieszczać się, utrzymywać odpowiednią postawę ciała, wykonywać precyzyjne ruchy niektórych części ciała.
Ze względu na budowę i właściwości układ narządów ruchu człowieka dzielimy na dwie części:1)układ mięśniowy, który stanowi część czynną układu, obdarzoną zdolnością kurczenia się; zbudowany jest z mięśni poprzecznie prążkowanych szkieletowych, 2)układ szkieletowy stanowi bierną część układu ruchu [kości - dźwignie, stawy - połączenia] . Poza tym by człowiek mógł się poruszać konieczne są procesy energetyczne (zasilanie) do czego niezbędny jest ukł krążenia, pokarmowy, oddechowy itp., oraz procesy nerwowe (czyli impulsy elektryczne odpowiedzialne za sterowanie).
3.Podaj przykłady ruchów ciała człowieka
a)ogólne- lokomocja, robocze, obronne, usprawniająco-lecznicze;

b)szczegółowe- uderzenie, pchnięcia, rzuty, odbicia, amortyzacja itp.
4. Wymień parametry kinetyczne i dynamiczne ruchu
Kinetyczne; czas(wielkość skalarna) , droga (w .wektorowa), prędkość(w. wektorowa), przyspieszenie (w. wektorowa), tempo (w. skalarna), rytm (w. skalarna).

Dynamiczne; siła, moment siły, moc (w. skalarna), praca (w. skalarna), energia (w. skalarna).
5. Przedstaw klasyfikację ruchów według kryterium sterowania
a)ruchy mimowolne, odruchy;

b)ruchy dobrowolne (sterowane niekiedy z ograniczeniem): ruchy balistyczne, ruchy ciągłe
6. Wymień podstawowe dziedziny zastosowania biomechaniki
biomechanika inżynierska- model i ukł człowieka jako biomaszyny.

Biomechanika podłużna - anatomia ,fizjologia, ortopedia.

Biomechanika ogólna- metodologia, struktury funkcjonalne, sterowanie ukł biologicznych, zbieranie danych.

Biomechanika sportu i ruchów podstawowych

7. Przedstaw krótko kościec osoby dorosłej
Kościec osoby dorosłej składa się z 206 odrębnych kości. Dzieli się go na dwie części - kościec osiowy [tułowia i głowy] oraz kościec kończyn.
Kości obręczy barkowej i miednicy wchodzą w skład kości kończyn.
Do kośćca osiowego zalicza się kości czaszki, twarzy, kręgosłupa, mostka, żeber.
Kościec kończyn łączy się ze szkieletem osiowym, który stanowi dla nich podparcie oraz sprawia, że kończyny są ruchome. Łopatka i obojczyk tworzą obręcz barkową, która łączy się z kończynami górnymi w stawie barkowym. Kości biodrowe i kość krzyżowa tworzą obręcz kończyn dolnych [obręcz miedniczną]. Ma ona zaokrąglony kształt i stanowi podparcie dla tułowia. Łączą się z nią kończyny dolne.

8. Przedstaw budowę kości długiej
Kości długie zbudowane są z istoty kostnej zbitej (kość zbita) i istoty kostnej gąbczastej (kość gąbczasta). Kość zbita utworzona jest z cylindrycznych struktur zwanych jako układ osteonów, które w kościach długich leżą równolegle do ich długiej osi. Między nimi znajdują się kanały Haversa i Volkmana. W kościach długich istota kostna zbita tworzy trzony, wewnątrz których znajdują się jamy szpikowe. Kość gąbczasta zbudowana jest z beleczek kostnych, a przestrzenie między beleczkami wypełnia szpik kostny. W kościach długich istota kostna gąbczasta znajduje się w ich nasadach. W kościach długich dominuje wymiar długościowy. Przykładem jest k. ramienna
9. Omów proces tworzenia komórek kości i remodeling kostny
* Osteoblasty- małe komórki które syntetyzują i wydzielają organiczny składnik macierzy kostnej- osteoid. Jest on ważnym składnikiem istoty podstawowej tkanki kostnej. Procesy mineralizacji kości zachodzą w macierzy utworzonej z osteoidu. Osteoblasty charakteryzują się wysoką aktywnością metaboliczną i uważa się, że są one odpowiedzialne za tworzenie kości. Komórki te zawierają duże ilości siateczki śródplazmatycznej, mitochondriów i pęcherzyków wydzielniczych. Osteoblasty są bardzo aktywne w okresie wzrostu kości.
*Osteocyty- dojrzałe komórki kości. Wydzielają się z osteoblastów. Kiedy osteoblasty zakończą wytwarzanie osteoidu większość z nich wchodzi w fazę spoczynku. Reszta pozostaje w zmineralizowanej macierzy kości, uwięziona w małych jamkach kostnych zwanych lakunami. Osteoblasty otoczone przez macierz kostną nazywa się osteocytami. Odgrywają one bardzo ważną rolę w umacnianiu masy kostnej.
*Osteoklasty- są dużymi, wielojądrzastymi Komorkami, które charakteryzują się dużą ilością cytoplazmy. Uważa się, że wywodzą się one z linii komórkowej monocytów- makrofagów, jednak nadal nie wiadomo czy powstają w wyniku połączenia się wielu monocytów, czy też w efekcie powtarzających się podziałów jąder monocytów bez podziału cytoplazmy. Podczas resorpcji kości komórki te przyczepiają się do jej powierzchni, umieszczając się przede wszystkim w nowych jamkach wytwarzanych przez siebie kości.

Resorpcja macierzy kostnej odbywa się przy udziale osteoklastów które wydzielają kwasy oraz enzymy. Enzymy niszczą białka macierzy kostnej , a niskie pH powoduje rozpuszczenie kryształów wapnia i demineralizacje tkanki kostnej. Regulacja równowagi pomiędzy tworzeniem kości a jej niszczeniem zależy od docierających bodźców, pochodzących z komórek odpowiedzialnych za oba procesy.
10.Przedstaw budowę mięśnia szkieletowego
Mięsień szkieletowy charakteryzuje się wysoko wyspecjalizowaną budową. Taka budowa umożliwia wykonywanie skurczów w momencie działania bodźca pobudzającego i wykonanie rozkurczu wkrótce po jego ustąpieniu. Zdolność do kurczenia się umożliwia oddziaływanie na kości i wykonywanie ruchów. Pod względem strukturalnym mięśnie szkieletowe zbudowane są z pęczków włókien obdarzonych zdolnością do skracania się. Pęczki te utworzone są z mniejszych włókienek nazywanych włókienkami mięśniowymi, które zbudowane są z sarkomerów funkcjonalnych jednostek mięśni szkieletowych. Wszystkie te struktury obdarzone są właściwościami kurczliwymi, otoczone są przez błony (namięsną, omięsną i śródmięsną).

11. Przedstaw na rysunku sarkomer podczas skurczu i rozkurczu

12. Przedstaw związek siłymięśnia i jej związek z przekrojem fizjologicznym
Siła właściwa to wartość siły mięśnia przypadająca na jednostkę powierzchni jego przekroju fizjologicznego wynosi średnio 30N/
,przekrój fizjologiczny mięśnia to powierzchnia przekroju poprzecznego wszystkich jego włókien, wartość siły mięśnia wiąże się z jego przekrojem fizjologicznym , sumaryczny przekrój fizjologiczny wszystkich mięśni dorosłego człowieka wynosi ok. 0,56

13. Przedstaw krótko patogenezę osteoporozy i jej wpływ na układ kostny

Jest chorobą charakteryzująca się występowaniem porowatych kości które łatwo ulegają złamaniom na skutek zmniejszonej gęstości mineralnej. W przebiegu osteoporozy zachodzą procesy demineralizacji kości co prowadzi do zmniejszenia gęstości kości co można stwierdzić wykonując pomiary gęstości mineralnej BMD [Bone Mineral Density - badanie densytometryczne]. Histologicznie beleczki kostne są cienkie i kruche a między nimi powstają większe wolne przestrzenie
14. Przedstaw czynność statyczną mięśnia
O czynności statycznej mówimy wówczas gdy pobudzony mięsień nie zmienił swojej długości i tym samym nie zmieniła się odległość między jego przyczepami. Mięsień działając statycznie może spełniać różne funkcje względem układu ruchu.

Należy do nich :

Stabilizacja np.staw ramienny, koncentracja, utrzymanie i zrównoważenie oporu zwenętrznego, funkcja wzmacniająca: czynna i dynamiczna
15. Przedstaw czynność dynamiczną mięśnia

Mówimy wtedy gdy momentów. Zmienia swoją długość
-suma momentów sił mięśniowych jest większa od przeciwnie skierowanej sumy momentów sił zew zwana: koncentryczną- mięsień pokonuje opór zewnętrzny, skraca się
-suma momentów sil mięśniowych w stawie jest mniejsza od przeciwnie skierowanej sumy momentów sił zewnętrznych zwana:ekscentryczną- mięsień ustępuje przed siłą zewnętrzną, rozciąga się

16.Podaj rodzaje skurczów mięśnia
izotoniczny- dochodzi do zmiany długości mięśnia przy niezmienionym napięciu; izometryczny- zmienia się napięcie, ale długość pozostaje bez zmian;

auksotoniczny- zmienia się napięcie i długość mięśnia;

Skurcz pojedynczy - potencjał czynnościowy trwający kilka milisekund, stanowi odpowiedź na pojedynczy bodziec;

Skurcz tężcowy- nie stanowi odpowiedzi na jeden bodziec lecz serii bodźców, jest wynikiem sumowania się bodźców pojedynczych. Inaczej mówiąc, skurcz wywołany pojedynczym pobudzeniem jest podtrzymywany przez kolejne bodźce. Maksymalna siła jaką mięsień rozwija w czasie skurczu tężcowego jest wprost proporcjonalna do częstości pobudzeń (Wyróżniamy skurcz tężcowy zupełny i niezupełny).
17. Zdefiniuj pojęcie jednostki motorycznej mięśnia
to pewna liczba włókien mięśniowych unerwionych przez te same włókna nerwowe. Jednostki motoryczne małych mięśni mogą składać się z kilku włókien, a dużych mięśni z kilkuset, a nawet 5000 tysięcy włókien mięśniowych.
18. Przedstaw równanie Hilla i zależność siły mięśnia od prędkości skracania.
Wartość siły rozwijanej przez mięsień jest zależna od prędkości jego skracania się; Zależność ta jest w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalna.

19 Zdefiniuj pojęcie aktonu i klasy mięśnia.
Aktonem nazywamy tę część mięśnia, która realizuje względem stawu samodzielną funkcję. Wyróżniona anatomicznie część-akton-zwykle posiada swoją nazwę, np.część obojczykowa mięśnia naramiennego. Klasa mięśni to liczba stawów, które dany mięsień obsługuje; im więcej stawów obsługuje mięsień tym wyższa jego klasa.
20 wyjaśnij na przykładzie różnicę pomiędzy pojęciami ruchomości i ruchliwości.
Ruchomość /gibkość/ to termin, którym określa się zakres ruchów w stawach, jedną z funkcjonalnych właściwości połączeń ruchomych. Wyróżniamy ruchomość szkieletową, bierną i czynną. Pomiaru zakresu ruchu dokonujemy w wybranej płaszczyźnie, a tworzy go kąt zawarty między zwrotnymi, krańcowymi położeniami członów /segmentów ciała/ połączonych danym stawem.
Ruchliwością nazywamy liczbę stopni swobody ruchu jednego z członów pary względem drugiego unieruchomionego. Ruchliwość wyznaczamy ze wzoru:
W=6*n-Σpi*i
W=6*n-(3*p3+4*p4+5*p5)
np. staw ramienny:
- posiada 3 stopnie swobody
-zakresy ruchów wg K.Milanowska: S 50-0-90; F 90-0-75; R 90-0-70
21 Przedstaw typy ruchów w stawach.
Ze względu na ukształtowanie powierzchni stawowych i rodzaj wykonywanych ruchów, odróżniamy stawy jednoosiowe, dwuosiowe i wieloosiowe, czyli stawy o jednym, dwóch lub trzech stopniach swobody ruchów.
1)Do stawów jednoosiowych zalicza się staw zawiasowy, obrotowy i śrubowy
-Staw zawiasowy- ruchy zginania i prostowania np.st międzypaliczkowe.
-Staw obrotowy- ruch obrotowy w st.prom.-łokc.bliższym.
-Staw śrubowy- ruch obrotowy wokół osi podłużnej+ruch posuwisty(postępowy)wzdłuż tej osi. Ruch taki zachodzi w st.szczytowo-obrotowym pośrodkowym.
2)Do stawów dwuosiowych zalicza się staw kłykciowy i staw siodełkowy.
-Staw kłykciowy-np.st.prom-nadgarstkowy-ruchy zginanie dłoniowe,prostowanie i zginanie grzbietowe oraz zginanie promieniowe i łokciowe ręki. Z połączenia wszystkich ruchów podstawowych powstaje złożony ruch obwodzenia ręki.
-Staw siodełkowy-np.st.nadgarstkowo-śródręczny kciuka, w którym można kciuk odwodzić, przywodzić, przeciwstawiać i odprowadzać.
3)Do stawów wieloosiowych zalicza się stawy kuliste, płaskie i nieregularne.
-Staw kulisty wolny-np.st.ramienny.
-Staw kulisty panewkowy-np.st.biodrowy.
Ruchy zasadnicze-zginanie, prostowanie,odwodzenie, przywodzenie, nawracanie i odwracanie.
Ruchy złożone-równoczesne zgięcie i odwodzenie, prostowanie z nawracaniem.
-Stawy płaskie-ruch przesuwania się kości względem siebie np.st.kręgów.
-Stawy nieregularne-ruch jest możliwy dzięki włączeniu chrząstki śródstawowej np.st.mostkowo-obojczykowy.
Typy ruchów w stawach:
*obrotowe
*postępowe
22.Przedstaw czynniki wpływające na zużycie stawów:
a)średnica głowy kości;

b)biomechaniczne i tybiologiczne właściwości chrząstek stawowych

c)kształt i stan ślizgających się powierzchni /ich kulistości i chropowatości/;

d)stopień aktywności człowieka /parametry ruchu, siły przyspieszające prędkość i czas poruszania się/;

e)ciężar tułowia; f)obecność cieczy maziowej /jej ilość i jakość oraz mineralna grubość/ g)fizjologia stawu oraz całego organizmu
23.Podaj najczęściej występujące przyczyny uszkodzeń stawów:
a)zmiany chorobowe;

b)mechaniczne przeciążenie stawów;

c)brak mazi w stawie;

d)deformacje kości, stawu lub jej pęknięcie;

e)obszarowo zmienione chrząstki stawowe;

f)przekroczenie dopuszczalnych nacisków;

g)duże obciążenie i nagłe przestawienie jednej kości względem drugiej
24.Wyjaśnij pojęcia para kinematyczna, łańcuch biokinematyczny, biomechanizm, stopień swobody.
Para Kinematyczna-ruchomo połączone z innymi członami dwóch pół par swobodnych,i to połączenie powoduje że człony owe względem siebie przestają być swobodne.

Łańcuch kinematyczny (Biokinematyczny)-spójna struktura zbudowana z członów połączonych w pary kinematyczne. Łańcuch kinematyczny otwarty to łańcuch o konfiguracji szeregowej, którego ogniwa nie tworzą struktur zamkniętych. Łańcuch kinematyczny zamknięty to taki w którym występują połączenia ruchów między wszystkim członami, co oznacza, że brakuje w nim członu o wolnej końcówce.

Biomechanizm-to podstawa (człon nieruchomy)+ łańcuch kinematyczny wykonujący określone ruchy, lub układ ruchu człowieka zawierający elementy (człon) sztywne (czyli kości) oraz połączenia ruchowe występujące między nimi (czyli stawy), może być uznany za swoisty biomechanizm.

Stopień Swobody- ruchy niezależnie wykonywane w jednym kierunku bez zmiany położenia w stosunku do położenia innych kierunków.
25. Przedstaw klasyfikację par biokinematycznych. a)Para III klasy-3stopnie swobody; b)Para IV klasy-2stopnie swobody; c)Para V klasy-1stopień swobody
26. Przedstaw podział ciała człowieka na segmenty. Głowa wraz z szyją, tułów, ramię(x2), przedramię(x2), ręka(x2), udo(x2), podudzie(x2), stopa(x2)
27. Podaj parametry masowe i środki ciężkości.
Parametry masowe; Głowa-0,07G; Przedramie-0,02G; Udo-0,12G; Stopa-0,02G
Środki ciężkości; tułów-0,44; ramie-0,47; podudzie-0,42; ręka-0,44
28. Scharakteryzuj z wykorzystaniem rysunku metodą wyznaczania OSC człowieka metoda sumy momentów sił. Do tej metody potrzebne jest zdjęcie osoby badanej a przed fotografowaniem badanego nanosimy na jego ciało obrazujące położenie osi czynnościowych stawów głównych oraz zaznaczenie środków ciężkości poszczególnych części ciała. Naklejamy zdjęcia na papier milimetrowy i przygotowujemy specjalne karty pomiarowe. Czynności: oznaczenie ciężaru badanego. Obliczenie ciężaru poszczególnych części ciała. W przypadku braku osi stawów oznaczyć należy osie poszczególnych staw głównych i w moment siły ciężkości względem osi x i y. Wynik nanosimy na układ współrzędny, przedłużamy linie do ich pkt przecięcia w którym znajduje się OSC.
Opis rysunku;
Q- ciężar ciała
X=∑PX/ Q
Y=∑PY/ Q
PX, PY- momenty
sił ciężkości
q1, q2… - ciężary części ciała
x=q1*x1+q2*x2…/ Q
y=q1*y1+q2*y2…/ Q
Y=∑PY/ Q
X=∑PX/ Q
Q- ciężar ciała
PX, PY- momenty sił ciężkości

29.Uzasadnij potrzebę znajomości ciężarów poszczególnych segmentów ciała i położenia ich środków ciężkości dla wyznaczenia parametrów ruchu człowieka.
Informacja o masach segmentów ciała człowieka i położenia ich środków ciężkości jest niezbędna do jakiejkolwiek- traktowanej poważnie- analizy ruchu człowieka, w medycynie ma szczególne znaczenia dla ortopedii, protetyki i całokształtu zaopatrzenia ortopedycznego.
30.Wymień metody określania ciężarów segmentów ciała i ich środków ciężkości.
Metody określania ciężarów segmentów ciała: równania regresji Clausera i Zatziorsky'ego.

Metody określania środków ciężkości: 1)m. bezpośrednie; a)m. dźwigni jednostronnej; b)m. dźwigni dwustronnej; 2)m. pośrednie a)graficzne; b)analityczne
31.Przedstaw i omów równanie regresji Clausera i Zatorsky'ego
Równanie regresji- metoda uwzględniająca związki występujące między ciężarem danej części ciała a np. jej objętością, długością, obwodem, szerokością, czy innymi parametrami związanymi bezpośrednio z geometrią rozważanej części ciała. Związki owe wyrażono za pomocą równań kilku zmiennych i nazwano je od użytej metody równaniami regresji. W równaniach regresji według Clausera do obliczenia ciężaru segmentu ciała oprócz wartości stałych wykorzystuje się wartości zmienne tj. długość, obwód, szerokość, ciężar ciała, wysokość. W równaniach regresji według Zatziorsky'ego oprócz wartości stałych są wartości zmienne tj. ciężar ciała i długość ciała.
Np. Clauser  A+Bx+Cy+Dz+Eu
Zatziorsky A +Bx+Cy
A,B,C,D,E wartości stałe
X,y,z,u wartości zmienne
32.Wyznacz wspólny środek ciężkości łańcucha biokinematycznego (ramię - przedramię - ręka) w dowolnym miejscu i położeniu wzajemnym segmentów na płaszczyźnie.


33.Przedstaw na rysunku pomiar momentów sił grup mięśni (prostowników i zginaczy) podczas prostowania lub zginania kończyny dolnej w stawie kolanowym i łokciowym - NIE MAM
35.Omów badanie fotokinemetryczne
Fotokinemetria - (ściślej kinematografia biomech.) najbardziej uniwersalna metoda rejestracji i pomiaru parametrów biokinematycznych i biodynamicznych. Kinematografia biomechaniczna rejestruje ona i analizuje strukturę ruchu obiektów biologicznych w przestrzeni dwu i trójwymiarowej. Wykorzystuje ona fotochemiczne techniki zapisu obrazu na materiale światłoczułym oraz fotogrametryczne techniki pomiaru wielkości geometrycznych, kinematycznych i dynamicznych ruchu. Polegają one na rejestracji położenia obiektu na tym samym materiale światłoczułym, poprzez wielokrotne naświetlane i obliczanie współrzędnych ruchu obiektu, wykorzystując do tego coraz częściej odpowiednie urządzenia techniczne, np. stereokomparatory sprzężone z rejestratorami. Jest także podstawową metodą badania skutecznej techniki ruchu W kinematografii biomech. możemy wyróżnić; szybkoobrotową - wykorzystującą kamery filmowe o dużej częstotliwości zdjęć; optoelektronikę optoelektronika pomiarowa stosuje optyczne i elektroniczne przetwarzanie, przekazywanie, pomiar i analizę sygnałów świetlnych. Wykorzystując fizyczne procesy przetwarzania światła na sygnał elektryczny, zachodzące w kamerach optoelektronicznych, umożliwia poprzez sprzężenie z komputerem dokonywanie pomiarów i analiz w czasie rzeczywistym.
36.Wyjaśnij co to jest elektromiografia i jakie ma znaczenie w biomechanice i fizjoterapii
Elektromiografia jest to badanie siły mięśniowej i koordynacji nerwowo - mięśniowej /czyli aktywności mięśnia/. Pozwala stwierdzi czy impuls wywołuje prawidłowy skurcz i w odpowiednim czasie. Wykorzystuje zjawisko zmiany potencjału elektrycznego mięśnia podczas skurczu i rozkurczu, na powierzchni takiego mięśnia można odczytać za pomocą elektrod zmianę napięcia. Wykorzystujemy do oceny zaburzeń neurologicznych.
37.Zdefiniuj i przedstaw na rysunku kąt ścięgnowo - kostny
Jest to kąt zawarty między osią długą kości na którą działa mięsień a kierunkiem przebiegu ścięgna tego mięśnia.


38.Wymień rodzaje dźwigni kostnych
Dźwignia - ciało sztywne osadzone obrotowo na osi lub podparte, podlegające najczęściej działaniu dwóch sił- oporu użytecznego i siły poruszającej służące do przekazywania energii (poruszania ciała wokół punktu podparcia). W ciele człowieka funkcję dźwigni pełnią kości, na które działają siły wytworzone w wyniku skurczu mięśni- siły te są przenoszone przez kości i służą poruszaniu poszczególnych segmentów ciała oraz mogą być przenoszone na przedmioty zewnętrzne.
Rozróżniamy; *dwustronna I rodzaju (dwustronna - występuje, gdy siły mięśnia i oporu lub dwóch antagonistycznych mięśni są przyłożone po przeciwnych stronach względem punktu podparcia); *jednostronna II rodzaju; *jednostronna III rodzaju (jednostronna występuje, gdy siła mięśnia i siła zewnętrzna występują po tej stronie względem osi obrotu)
39.Scharakteryzuj dźwignię jednostronna II rodzaju:
d_m < d_Q
występuje, gdy odległość punktu przyłożenia siły mięśniowej od osi obrotu jest mniejsza od odległości przyłożenia siły zewnętrznej
F_m - siła mięśnia dwugłowego ramienia
Q - siła ciężkości (ciężar przedramienia i dłoni)
d_m i d_Q - ramiona sił
40.Scharakteryzuj dźwignię jednostronna III rodzaju :
d_m > d_Q
występuje, gdy odległość punktu przyłożenia siły mięśniowej od osi obrotu jest większa od odległości punktu przyłożenia siły zewnętrznej
41. Przedstaw podział sił działających na układ ruchu człowieka.
1)Siły zewnętrzne;przyciąganie ziemskie, partner/przeciwnik, wiatr, prąd wody, tarcie, reakcja podłoża;

2)Siły wewnętrzne; wytwarzane przez mięśnie, opór tkanek biernych, bezwładność; 3)Siły czynne; siły pobudzonych mięśni, przyciąganie ziemskie, partner/przeciwnik, wiatr, prąd wody;

4)Siły bierne; reakcja podłoża, tarcie, opór wody, opór powietrza, opór tkanek biernych, bezwładność, siły bierne mięsni.
42.Przedstaw pojęcie ruchliwości biomechanizmu
Ruchliwością pary kinematycznej nazywamy liczbę stopni swobody ruchu jednego z członów pary względem drugiego, unieruchomionego.

Ruchliwością łańcucha kinematycznego nazywamy liczbę stopni swobody członów ruchomych łańcucha względem nieruchomej podstawy, za którą uważa się jeden, dowolnie wybrany człon.
43.Zdefiniuj pojęcie ruchomości czynnej, biernej i szkieletowej
Ruchomość czynna (inaczej zakres czynny) to taka, jaką uzyskamy aktywizując momenty sił mięśni działających na dany staw;

Ruchomość bierna (inaczej zakres bierny) jest uzyskiwana przy wykorzystaniu momentów sił zewnętrznych, przy czym mięśnie zachowują się biernie.; określić ich symetrie. Należy połączyć sąsiednie osie, zmierzyć długość odc. pozostałych z połączenia osi. Obliczamy Ruchomość szkieletowa dotyczy możliwości ruchu, na jaką pozwala wzajemny kształt powierzchni stawowych łączących się kości, co świadczy o tym, że jest ona wartością teoretyczną (nie uwzględnia ograniczeń przez torebkę stawową, więzadła i mięśnie). Ruchomość szkieletowa to ruchomość stawu po usunięciu tkanek miękkich.
44.Przedstaw zakresy ruchów i ich ograniczenia

Zakresy ruchów (ruchomość stawów); zakres czynny - to taki, jaki uzyskamy aktywizując momenty sił mięśni działających na dany staw; zakres bierny uzyskuje się po wykorzystaniu momentów sił zewnętrznych, przy czym mięśnie zachowują się biernie.
Czynnikami ograniczającymi zakres ruchów są; chrząstki okołostawowe, torebki stawowe, więzadła, mięśnie. Natomiast fizjologiczne czynniki ograniczenia ruchu w stawach to; ograniczony fizjologiczny zakres skracania się bądź rozciągania mięśni, spadek elastyczności mięśni, spadek elastyczności aparatu więzadłowego, przerost mięśni. Pomiaru zakresu ruchu dokonujemy w wybranej płaszczyźnie, a tworzy go kąt zawarty pomiędzy zwrotnymi, krańcowymi położeniami członów - segmentów ciała połączonych danym stawem.
Zakresy ruchu w stawach wg A. Zębatego/na podstawie tabelki z Bobera/;
1)st. ramienny wraz ze st obręczy barkowej (barkowo - obojczykowy i obojczykowo - mostkowy)
-pł strzałkowa; zginanie/prostowanie 90-0-50
-pł czołowa; przywodzenie/odwodzenie 20-0-90
-pł poprzeczna; nawracanie/odwracanie 75-0-90
2))st. biodrowy
-pł strzałkowa; zginanie/prostowanie 125*-0-15**
-pł czołowa; przywodzenie/odwodzenie 30-0-20
-pł poprzeczna; nawracanie/odwracanie 35-0-35
3)st. kolanowy
-pł strzałkowa zginanie/prostowanie 135***-0-5

legenda;
*przy zgiętym kolanie
**przy wyprostowanym kolanie
***biodro wyprostowane
45.Przedstaw główne płaszczyzny i osie jako układ odniesienia dla ruchów ciała i części ciała człowieka
Płaszczyzna strzałkowa; Osie: oś strzałkowa i pionowa; Podział ciała i kończyn: dzieli ciało na dwie części, prawą i lewa; kończyny na część boczna i przyśrodkową; Ruchy: zginanie, prostowanie, skłon Płaszczyzna czołowa; Osie: oś poprzeczna i pionowa; Podział ciała i kończyn: dzieli tułów, głowę i kkd na część przednią i tylną, kkg na część dłoniową i grzbietową; Ruchy: odwodzenie, przywodzenie, zginanie do boku (prawo i lewo) Płaszczyznę poziomą; (planum horizontale) - wyznaczoną przez oś strzałkową i poprzeczną, dzielącą ciało na część górną (superior) i dolną (inferior).

Osie ciała:Pionowe lub długie (axes verticales s. longitudinales), różnobiegunowe, z których najdłuższa przechodząca przez szczyt głowy nazywa się osią główną - wyznacza kierunek górny i dolny (directio superior et inferior).W życiu płodowym kierunek ten określa się jako głowowy i ogonowy (directio cranialis et caudalis) .Na kończynach pojęciu kierunek górny odpowiada określenie bliższy (proxymalis), zaś dolny kierunek odpowiada pojęciu dalszy (distalis). Poprzeczne lub poziomie (axes transversales s. horizontales) biegną prostopadle do poprzednich z prawej na lewą stronę, wyznaczając kierunek boczny i przyśrodkowy (directio lateralis et medialis). Strzałkowe (axes sagitales), biegnące poziomo i prostopadle do obu poprzednich (w kierunku przednio-tylnym).W stosunku do tej osi używa się określeń kierunek przedni (directio anterior) lub brzuszny (ventralis) oraz kierunek tylny (directio posterior) lub grzbietowy (dorsalis).

46.Przedstaw dowolną metodę wyznaczania mocy kończyn dolnych człowieka.
Moc definiuje się jako stosunek pracy do czasu, w którym została ona wykonana.
P=delta W „przez” delta t
P- średnia moc rozwinięta w czasie „delta”t
„delta”W- praca wykonana w czasie „delta”t
„delta”t- rozważany przedział czasu
Wartość siły rozwiniętej przez mięsień zależy od prędkości skracania się mięśnia a zależność ta jest w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalna. Zależność siły mięśnia od prędkości jego skracania wiąże się z mocą mięśnia. Moc maksymalna rozwijana przez mięsień jest skończona i nie może przekraczać pewnej wartości granicznej. Ścisła zależnośc siły mięśnia w funkcji prędkości jego skracania została wyznaczona przez A.V.Hilla;

(Fm+a)v=(Fmax-Fm)b
Fmax- maksymalna wartość siły rozwijanej przez mięsień
Fm- siła rozwijana przez mięsień skracający się z prędkością v
b- stała zależna od długości mięśnia
a- stała charakterystyczna dla mięśnia o wartości zależnej
v- prędkość skracania się mięśnia
47.Omów warunki pomiaru momentów sił mięśniowych w statyce
Zasada 1; -przyżyciowo-tylko moment siły mięśniowej; zrównoważony momentem siły oporu przyrządu pomiarowego
M wew=M zew
Zasada 2: pomiar odbywa się w ukł. Biomechanizmu; ustabilizować sąsiednie stawy; dla wytrącenia ewentualnego "najsłabszego ogniwa"

Zasada 3:dla wyeliminowania momentu sił ciężkości- spionizować badany człon; (przy pomiarach prostowników lub zginaczy kolana- pionizować podudzie)

Zasada 4; opór przyrządu pomiarowego przyłożony pod kątem 90'

Zasada 5; mierzyć zawsze przy takich samych wartościach kątowych sąsiednich stawów Zasady pozostałe; wystandaryzowana rozgrzewka; doping; pora dnia, posiłek;
48.Zdefiniuj chód jako podstawowy ruch lokomocyjny człowieka
Chód człowieka jest podstawową formą lokomocji, w której funkcje podporowo-napędowe spełniają kończyny dolne, pewną zaś rolę równoważną dla ich pracy kończyny górne. Praca kończyn jest naprzemianstronna, a ruchy cykliczne, tj. określone fazy ruchów kończyn powtarzają się. Celem chodu jest przemieszczanie ciała człowieka, a jego struktury kinematyczna i dynamiczna powinny się tak kształtować, aby lokomocja była możliwie ekonomiczna.

Cechy chodu; cykliczność i symetria; fazowość; rytmiczność a także cechy osobniczo zmienne; anizometria, anizotonia i anizochoria.
49.Przedstaw strukturę kinematyczną chodu
Cykl chodu można podzielić na dwie fazy i 6 okresów;
1. Podpór (ok 60% t cyklu)
a) podpór piętą (~ 10% t cyklu)
b) podpór śródstopiem ( ~30% t cyklu)
c) podpór przodostopiem (~20%t cyklu)
2. Wymach (~ 40% cyklu)
a) o. przyspieszenia 13%
b) o. przeniesienia 17%
c) o. hamowania 10%
W okresie podporu przodostopiem i hamowania następuje podwójne podparcie. W samym chodzie można wyróżnić 3 fazy: fazę wzrostu prędkości, ustabilizowania prędkości i obniżania prędkości.
50.Przedstaw strukturę dynamiczną chodu
Analiza dynamiczna;
- określa wielkość siły mięśni, która jest potrzebna w trakcie prawidłowego chodu
- na idącego człowieka działają dwa rodzaje sił:
1. zewnętrzne; siła grawitacji, reakcja podłoża; na ogół działają zgięciowo
2. wewnętrzne; pracujące mięśnie (utrzymanie prawidłowej postawy, stabilizacja stawów, hamowanie lub przyspieszanie poszczególnych części kończyn i tułowia)

---