3462403311

7

obszernie ruszać ramionami podczas biegu, co może wzmóc opór powietrza. Powoduje to niepotrzebne obroty bioder i może doprowadzić do bólów w stawie biodrowym.

5. Biomechanika pracy - rozważa przyczyny i skutki sił działających na układ mięśniowo-szkieletowy człowieka wykonującego określoną pracę. Bierze pod uwagę skutki sil bezpośrednich (np. uderzenia) i skumulowanych w czasie (np. drgania) występujące podczas wykonywania pracy. Biomechanika pracy obejmuje biomechanikę zderzeń, która zajmuje się oceną skutków i projektowaniem sposobów zapobiegania obrażeniom ciała człowieka w wyniku uderzeń zarówno podczas pracy, jak i w trakcie wypadków drogowy ch.

Powyższy podział biomechaniki jest umowny, ponieważ w trakcie bezpośrednich zastosowań jego granice zacierają się. Biomechanika. jako dziedzina interdyscyplinarna, znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach, m.in.: w sporcie (poprawa wykonywania ćwiczeń gimnastycznych, przeciwdziałanie kontuzji poprzez badanie maksymalnego obciążenia na ciało ludzkie, badanie wydolności, itd.), w przemyśle (ergonomia, projektowanie produktu), w rozrywce (animacja komputerowa) oraz w medycynie (rehabilitacja, ortopedia, protetyka).

1.2. Problematyka badań biomechanicznych w ostatnich latach

Badania biomechaniki obejmują prace od poziomu komórki do ruchu i rozwoju kończyn, układu naczyniowego i kości. Zrozumienie zachowania fizjologicznego żywych tkanek pozwala badaczom na rozwój inżynierii tkanki, jak i opracowanie różnych form działań w przypadku odkrytych patologii. Głównymi obszarami zastosowań są:

-    mechanika kwantowa: modelowanie tkanek żywych jako media ciągle. Zakłada się, że na poziomie tkanki, ściana arterii może być zamodelow ana jako ciągła. Założenie to nie jest właściwe, gdy rozważa się mikrostrukturalne cechy materiału. Podstawowe postulaty mechaniki ciągłej to zachowanie liniowego i kątowego momentu, zachowanie masy, zachow'anie energii i niezmienność entropii. Bryły są przeważnie modelowane przy użyciu zmiennych odniesienia lub Lagrangian. podczas gdy płyny są często modelowane przy użyciu zmiennych przestrzennych lub Eulera. Kinematyka i relacje składow e są również potrzebne do zamodelowania ciągłości (jako całości). Tensory drugiego i czwartego stopnia są bardzo ważne w reprezentowaniu wielu wielkości w biomechanice. Jednak w praktyce, pełna wersja tensorowa czwartego stopnia macierzy konstytucyjnej jest bardzo rzadko używana. Zamiast tego, uproszczenia takie, jak izotropia, izotropia poprzeczna oraz nieściśliwość, redukują liczbę niezależnych komponentów. Zwykle używa się tensorów drugiego rzędu, włączając tensory naprężeń Cauchy’ego, drugie tensory naprężeń Piola-Kirchhoffa, tensory gradientowej deformacji oraz tensory napięcia Greena.

-    biomechanika przepływu płynów: w większości sytuacji przepływ' krwi może być modelowany przez równania Naviera-Stokesa. Często krew traktowana jest jak płyn Newtonowski. Jednak to założenie jest niepoprawne, gdy rozważany jest przepływ przez arterie. W tej skali wpływ fizycznego