Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Ryc.1.2.Schematypodstawowychdźwignikostno-stawowychwystępującychwcieleczłowieka.Dźwignietepodzielono
na3klasy:dźwigniedwustronne(
a
),dźwigniejednostronnezzyskiemmechanicznymmniejszymodjedności(
b
)idźwignie
jednostronnezzyskiemmechanicznymwiększymodjedności(
c
);
Fm
–siłamięśniowarównoważącasiłęobciążenia
Fo
;
Fr
–siłareakcjistawu;a,b–ramionadziałaniasił
Fo
i
Fm
.
Drugągrupęmaszynprostychstanowiądźwigniedwustronne.Wukładachbiomechanicznych
stawowypunktpodparciadźwigniznajdujesięmiędzymiejscamiprzyłożeniasiłymięśniowej
isiłyobciążenia.Jeślisumamomentówdziałającychsiłwynosizero,todźwigniapozostaje
wstanierównowagi.Przyjmując,żeramiędziałaniasiłymięśniowejmadługość
Lm
,aramięsiły
obciążenia
Lo
,równanierównowagidźwignimożnazapisaćwpostaci:
Fm
·
Lm
=
Fo
·
Lo
,czyli
Fo
/
Fm
=
Lm
/
Lo
Oznaczato,żewstanierównowagistosuneksiłdziałającychnadźwignięjestrównyodwrotności
stosunkudługościramiondziałaniatychsił.Wbiomechanicestosunektennazywanyjest
zyskiemmechanicznym(
ZM
)dźwigni.
ZM
=
Lm
/
Lo
Wartość
ZM
możezmieniaćsięwdowolnychgranicach,cooznacza,żestanrównowagimożna
osiągnąćdladowolnychsiłprzezzmianęramiondziałaniatychsił.Wramachpojedynczego
stawuprzyczepyposzczególnychmięśnimająróżnelokalizacjeidlategowspomnianyzysk
mechanicznymożnaodnosićdokonkretnegomięśnia.Należyrównieżpamiętać,żewbiologii
termin„dowolny”nieoznacza„nieograniczony”.Maksymalnasiłaskurczumięśnioraz
wytrzymałośćmechanicznanarząduruchuwyznaczajągranicedopuszczalnychobciążeń.
Ponadtowłańcuchachkinematycznychzazwyczajniejesteśmywstaniedowolniezmieniać
momentówsiłmięśniowychchociażbydlatego,żemiejscaprzyczepumięśnidokości
sąustaloneanatomicznie.Wniewielkimzakresiemożezmieniaćsiępołożenieosiobrotu,
oczymnapiszemy,omawiającbudowępołączeństawowych.Możemynatomiastwpływać
naramięsiłyobciążającej,czylinamomentobciążenia,oraznawielkośćsiłymięśniowej
niezbędnejdozrównoważeniaobciążenia.
Wdowolnymłańcuchukinematycznymmięśniepracująwzespołach
przeciwstawnych.Podczaswykonywaniadanegoruchumięśniezazwyczajpokonująbierny
opórswoichantagonistów.Wniektórychstanachpatologicznychtakżewzmożonenapięcie
mięśniprzeciwstawnychorazopórbiernegorozciąganiatkanekzewnętrznych(przedewszystkim
skóry)możestanowićistotneobciążeniedlapracyukładudwustronnejdźwignimięśniowej.
Dlategotakiezjawiskapatologiczne,jakwzmożonasztywnośćmięśniczyzbliznowaceniaskóry
upośledzająwznacznymstopniuwykonywanieruchów.Wuzupełnieniudotychtypowo
mechanicznychczynnikówzakłócającychpodamy,żewykonanieruchumożebyćupośledzone
wwynikureakcjinaból.Wukładziedźwignikostnychsiłaskurczumięśniorazzmianyich
długościzostająodpowiednioprzetransformowanenaparametryruchułańcucha
kinematycznego.Wwynikutejtransformacjiulegazmianiewartośćsiływypadkowej,amplituda
przemieszczeniaorazszybkośćruchu.Parametryskurczumięśni(siła,zmianadługościmięśnia
wczasieskurczuorazszybkośćskracania)zostająodpowiedniozwiększonealbozmniejszone
wzależnościodrodzajudźwignibiomechanicznej.Zdefiniowanywyżejzyskmechanicznyjest
współczynnikiemprzeskalowaniaruchuwukładziedźwigni.Doproblemutegopowrócimyprzy
omawianiuposzczególnychdźwignibiomechanicznych.
Wceluusystematyzowaniadźwigniebiomechanicznepodzielononatrzyklasyróżniącesię
