Валя Русева
преподава по Химия
в град София
Големина на текста:
Великотърновски университет
„Св. Св. Кирил и Методий”
Педагогически факултет
Дисциплина: Биомеханика
Тема: Човешкото тяло като биомеханична система
Изготвил: Проверил:
Васил Василев Доц. Д-р Георги Георгиев
Фак. № 280
Движенията, който може да изпълнява човек, изключително многообразни и почти е
невъзможно да се посочат границите на двигателните възможности. Изпълнението на
дадено движение се намира в пряка зависимост от структурата и свойствата на
човешкото тяло.
1
Биомеханични свойства на костите
Независимо от това, че спадат към пасивния дял на двигателния апарат, костите се
приспособяват много активно към специфичните натоварвания на който са подложени.
Основната роля, която играят костите при движенията, се свежда до разглеждането им
като система от лостове, при които ставите са опорните им точки на лостовете.
Основното качество което трябва да притежава костта, е нейната здравина. Около две
трети от теглото на костите или половината от обема им съставляват неорганични
вещества - минерални соли. В тях се съдържат главно калций, фосфор и хидроксилни
йони. Костта притежава по-голяма твърдост и по-малка еластичност. По всяка вероятност
минералните вещества придават на костта не само по-голяма твърдост, но и по-голяма
здравина. По какъв начин минералните вещества повишават здравината на костта, е все
още ненапълно изяснено, но се предполага, че механизмът е подобен на повишената
здравина на някой материали, използвани в техниката при тяхното комбиниране с други
материали. Пример за това е фибростъклото. То представлява скелет от тънки стъклени
влакна, залепени с някаква пластмаса. Прави се сравнение на строежа на костите с този
на фибростъклото. Колагенът се разглежда като аналог на смолата, а минералните
вещества със този на скелетните влакна. Установени са някой различия в строежа на
фибростъклото и на костите. В плътната костна тъкан се намират кухинките за костните
клетки и каналчетата за кръвоносните съдове. Най-голяма опасност от счупване на
дългите кости има при натоварване на огъване. Ако каналчетата за кръвоносните съдове
са разположени напречно на оста, напрежението около тях при натоварване на огъване би
се увеличило около 3 пъти. По голяма част от тези каналчета в костите са разположени
почти успоредно на надлъжната ос и по този начин не предизвикват забележима
концентрация на напрежението. Кухините на костните клетки, разположени в
повърхностния слой на костта имат лещовидна форма. Концентрацията на напрежението
зависи от степента на тяхното уплътняване и от ориентацията им. Изказва се мнение че
клетъчните кухини повишават здравината на костта, тъй като спират разпространението
на появилите се цепнатини. В края на цепнатината винаги възниква огромна
концентрация на напрежението. Когато тя достигне до клетъчната кухина, нейното дъно
се разширява и напрежението спада. Ако на Т образен стълб се приложи сила, насочена
надолу ще се получи осево налягане и отстъпващ момент. Общото напрежение по
дясната страна на стълба ще бъде отрицателно (свиване), а общото напрежение по лявата
страна положително (опъване). Ако към лявата страна на напречната греда се приложи
сила равна по големина и приложена на същото разстояние от оста, няма да има никакъв
огъващ момент и напрежението в всички точки ще бъде еднакво. Този пример намира
приложение и при биомеханиката на човека. Ако човек стои на един крак (или ходи или
бяга), цялата тежест се поема от опорният крак. Разположените между хълбочната кост и
бедрото мускули задържат бедрото в нужното положение. Силата на тежестта на тялото
преминава на известно разстояние от тазобедрената става и се стреми да огъне бедрената
кост. Благодарение на здрава
широка бедрена фасция, която под действието на собствения си обтигач се огъва силно,
напрежението в бедрото намалява по същия начин както силата. Много пъти както при
инжинерните конструкции, така и при скелети на животни е необходимо съчетаване на
здравина и лекота. Задачата е много проста, ако материалът трябва да издържи само
натоварване на опън. Тогава здравината на изследвани сегмент е определя от здравината
на най-тънкия му участък. Затова неговото тегло ще бъде най-малко при еднакво
напречно сечение по цялата дължина. Формата на напречното сечение не играе никаква
роля. Ако се предположи, че хоризонтално разположен сегмент трябва да издържи
определена тежест и ако е важно да се намали неговото собствено тегло, профилът му не
2
трябва да бъде еднакъв по цялата дължина. Най-голямо напречно сечение (дебелина)
трябва да има там, където огъващият момент е най-голям. При здраво фиксиран в единия
край сегмент най- голяма дебелина трябва да има непосредствено до фиксирания край.
На свободния край дебелината трябва да бъде достатъчна, за да издържи само
натоварването от силата на тежестта. Тръбовидните конструкции са не само по-леки от
плътните при еднаква здравина, но притежават и по-голяма твърдост. В подрастващия
организъм костите на крайниците са монолитни образования. На краищата на костите се
намират обособени участъци костно вещество, които се свързват с тялото на костта, чрез
тънък слой хрущял. Обособените участъци са епифизите, а хрущялните прослойки-
епифизарни хрущяли. Към епифизите се прикрепят много сухожилия. В сравнение с
костта хрущялът не е толкова здрав. Затова при растящите кости особено слабо място е
епифизарния хрущял. При действието на по-големи натоварвания съществува реална
опасност от отлепване на епифизите. Това не се отнася за натоварване на натиск, който
свиват епифизарния хрущял. Опасни са натоварвания при опъване и при хлъзгане.
Силите, които действат върху двигателния апарат на човека, се прилагат към неговите
опорни елементи - костите. Те имат значителен обем и най-разнообразна криволинейна
форма. За да може да се определи точно действието на силите, се налага реалните форми
на костите да се заменят с механични величини,което опростява нещата и прави анализа
на движенията по-точен. За целта се въвежда механична ос на костта. Механичната ос на
костта е права линия, която свързва ставните центрове на въртене, разположени в двата
края на костта. В зависимост от структурата на костта надлъжната ос може да бъде и
крива линия. При разглеждане на механичните оси на съседните кости в последователен
ред се получават вериги. По този начин целият човешки скелет може да се разглежда като
една кинематична верига. Отделните костни вериги са свързани по следния начин:
1. Гръбначният стълб - представя се от 3 механични оси шиина, гръдна, поясна.
2. Горен крайник - от мишнична, предмишнична, и ръка.
3. Долен крайник - от бедрена, подбедрена, и ос на ходилото.
4. Таз - механичната му ос се състой от три линии под формата на триъгълник. Върхът
на триъгълника се свързва с механичната ос на поясната част на ГС, а ъглите на
основата му със съответните оси на бедрата.
5. Раменен пояс - състой се от 2 механични оси раменна и ключична.
6. Черепът е представен от една механична ос, която лежи по кливуса.
Основната опорна единица на двигателния апарат е механичната ос. Съединени
последователно, механичните оси образуват костните вериги. За да си отчита действието
на приложените към двигателния апарат сили, приложната им точка трябва да лежи
винаги на някоя механична ос.
Биомеханични свойства на ставите
Двигателната функция на двигателния апарат се гарантира от подвижното съединение
на костите. Те могат да се движат в ставите, като плъзгат ставните си повърхнини една
към друга. При тези случай ставните повърхнини прилягат почти плътно една към друга.
Подвижните съединения в механиката се определят от начина на получаване на триещите
се повърхности. Известни са: цилиндроидни, въртеливи, и винтообразни подвижни
съединения. Цилиндричните подвижни съединения се получават при преместване на
плоска линия успоредно сама на себе си. Подобно подвижно съединение позволява
постъпателно преместване на съчленяващите се звена. При човека подобни съединения
няма. Завъртането на полуокръжност дава кълбовидна повърхност, на правоъгълник-
цилиндрична, по полуелипса-елипсоид и т.н. Подобни подвижни съединения в човешкия
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
18 яну 2022 в 21:28 учител на 46 години от София - 22 СОУ "Георги Стойков Раковски", випуск 2013
 
Домашни по темата на материала
Задачи по биомеханика/физика - Курсова работа
добавена от ninka_2007 25.01.2013
1
27
 

Човешкото тяло като биомеханична система

Материал № 826377, от 16 мар 2012
Свален: 213 пъти
Прегледан: 332 пъти
Предмет: Биомеханика, Механика
Тип: Реферат
Брой страници: 10
Брой думи: 4,060
Брой символи: 25,170

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Човешкото тяло като биомеханична система"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Валя Русева
преподава по Химия
в град София
с опит от  37 години
241 53

виж още преподаватели...
Последно видяха материала