План Предмет і методи біофізики, зв’язок з іншими науками. Основні розділи біофізики. 2


Скачати 218.09 Kb.
НазваПлан Предмет і методи біофізики, зв’язок з іншими науками. Основні розділи біофізики. 2
Сторінка1/3
Дата20.04.2013
Розмір218.09 Kb.
ТипЛекція
bibl.com.ua > Фізика > Лекція
  1   2   3
Лекція 1

ВСТУП. ОСНОВИ БІОМЕХАНІКИ ТА БІОАКУСТИКИ

План

1. Предмет і методи біофізики, зв’язок з іншими науками. Основні розділи біофізики.

2. Основні поняття механіки поступального та обертального рухів. Рівняння руху, закони збереження.

3. Елементи біомеханіки. Опорно-руховий апарат людини. Динамічна та статична робота людини при різних видах її діяльності. Ергометрія. Методи та прилади для вимірювання біомеханічних характеристик.

4. Звукові хвилі. Ефект Допплера. Фізичні характеристики звуку.

5. Характеристика слухового відчуття. Фізичні основи слуху. Утворення голосу людини.

6. Аудіометрія. Звукові методи діагностики.

7. Ультразвук та інфразвук.
1. Предмет і методи біофізики, зв’язок з іншими науками. Основні розділи біофізики.

Біофізика − галузь науки, яка вивчає фізичні та фізико-хімічні явища зародження, формування, життєдіяльність, відтворення життя на всіх рівнях, починаючи з молекул, клітин, органів та тканин, закінчуючи організмами та біосфери в цілому.

Сучасна біофізика поділяється на кілька підрозділів.


2. Основні поняття механіки поступального та обертального рухів. Рівняння руху, закони збереження.

Поступальний рухрух, при якому всі точки тіла або системи матеріальних точок переміщаються паралельними траекторіями.

В класичній механіці поступальний рух задовільняє рівнянню

dP/dt = F,

де P = ∑ pi сумарний імпульс усіх тіл механічної системи, F = ∑Fi сумарна сила.

Обертаннявид руху, при якому одна точка механічної системи, що називається центром обертання залишається непорушною.

Для замкнутої механічної системи, для якої виконується закон збереження імпульсу, будь-який рух можна розділити на поступальний рух центра інерції і обертання навколо цього центру.

При обертанні замкнутої механічної системи виконується закон збереження моменту імпульсу.

В загальному випадку незамкненої механічної системи центр обертання може не співпадати з центром інерції.

Матеріальна точка із масою m здійснює обертання навколо центру, рухаючись по коловій траекторії з радіусом R під дією сталої за абсолютною величиною сили, яка завжди направлена від точки до центру обертання. Приклад такого руху − обертання тягарця на мотузці. Траекторія точки лежить в площині, яку називають площиною обертання. Якщо v швидкість матеріальної точки, то вона рухається з прискоренням

a = - ((v2/R2)·R).

Звідси можна знайти зв'язок між швидкістю й прикладеною силою

 \mathbf{f} = - m \frac{v^2}{r^2} \mathbf{r} .

При такому обертанні миттєва швидкість матеріальної точки завжди направлена вздовж дотичної до траекторії.

Якщо розглядати матеріальну точку і в'язь, яка сполучає її з центром обертання, як єдину механічну систему, то можна ввести кутову швидкість обертання.

ω = v/R.

Кутова швидкість загалом є вектором, направленим вздовж перпендикуляра до площини обертання. Цей напрям задає вісь обертання. Рівняння руху записується через кутову швидкість у вигляді

F = -mω2R.

Енергія матеріальної точки, що рухається по колу,

E = K = mv2/2 = Iω2/2

де I = mR2момент інерції матеріальної точки. Сила, під дією якої точка рухається по колу направлена перпендикулярно до швидкості і не виконує роботи.

Момент інерції матеріальної точки направлений вздовж вектора кутової швидкості

M = Iω.
3. Елементи біомеханіки. Опорно-руховий апарат людини. Динамічна та статична робота людини при різних видах її діяльності. Ергометрія. Методи та прилади для вимірювання біомеханічних характеристик.

Біомеханіка наука, яка вивчає на основі ідей та методів механіки властивості біологічних об'єктів (м'язових і кісткових тканин), закономірності їх адаптації до навколишнього середовища, поведінку та механічні рухи в них на всіх рівнях організації та в різних станах, включаючи періоди розвитку й старіння, а також при патологіях.

Біомеханіка використовується для медичної діагностики, створення замінників тканин і органів, для розроблення методів впливу на процеси в живих організмах, для пізнання рухових можливостей людини, для захисту людини від шкідливих впливів навколишнього середовища під час її функціонування в екстремальних умовах.

Основі напрямки досліджень:

Опорно-руховий апарат людини, з погляду механіки, являє собою своєрідну систему важелів, що складається з кісток скелета, з’єднаних між собою зв’язками й суглобовими сумками. Кістки приводять у рух сили, що виникають при скороченні (деформації) м’язів.

Динамічна роботанайпоширеніший вид діяльності рухового апарату людини у процесі праці − характеризується швидкими, точними, координованими рухами і завжди поєднується зі статичною роботою, внаслідок чого утворюються складні рухові ансамблі.

Ергометрія. Механічна робота, яку здатна здійснити людина на протязі дня, залежить від багатьох факторів, тому важко вказати будь-яку величину. При русі людина здійснює роботу, так як при цьому енергія витрачається на періодичне невелике підняття тіла й на прискорення та уповільнення кінцівок, головним чином ніг. Робота перетворюється в нуль, коли переміщення немає. Але кожному з нас відома втома м’язів рук і ніг, якщо тримати нерухомо на витягнутій руці гирю або гантелю. В цьому випадку вантаж нерухомий і роботи немає. Втома свідчить про те, що м’язи здійснюють роботу. Таку роботу називають статичною роботою м’язів. Але статики, як її розуміють в механіці, в дійсності немає. Відбуваються дуже малі й часті невидимі оку скорочення й розслаблення м’язів, при цьому здійснюється робота проти сил тяжіння. Таким чином статична робота людини в дійсності являється звичайною динамічною роботою. Для виміру роботи людини застосовують прилади, які називаються ергонометрами. Відповідний розділ вимірювальної техніки називають ергонометрією.

Методи і прилади для вимірювання біомеханічних характеристик:

Метод біомеханікисистемний аналіз і системний синтез рухів на основі кількісних характеристик, зокрема кібернетичного моделювання рухів.

Біомеханіка спирається на дослідженнях рухів. За допомогою приладів реєструються кількісні характеристики, наприклад траєкторії швидкості, прискорення та інше, що дозволяють розрізняти рухи, порівнювати їх між собою. Біомеханічні дослідження досить широко використовуються не тільки в клінічній медицині (функціональна діагностика, ортопедія, травматологія, протезування), але й у спорті, при розробці різних антропоморфних механізмів (роботи, маніпулятори), при вирішенні інших прикладних задач.
  1   2   3

Схожі:

План лекції І.Історія та розвиток біотехнології. ІІ. Об’єкти, методи...
За стислий період свого розвитку (25-30 років) сучасна біотехнологія не тільки домоглася істотних успіхів, але і продемонструвала...
Предмет, методи і завдання курсу «Регіональна економіка» та його зв’язок з іншими дисциплінами
Предмет регіональної економіки “захоплює” багато інших галузей економіки і, навпаки, практично усі інші галузі економіки мають справу...
Модуль суб’єкти інфраструктури товарного ринку Змістовний модуль...
Предмет дисципліни "Інфраструктура товарного ринку" та його взаємозв'язок з іншими дисциплінами
Перелік питань для підготовки до підсумкового контролю
Місце соціології в системі суспільствознавства, її зв’язок з іншими соціогуманітарними науками
1. Психологія як наука. Її предмет і завдання Зміст понять «психологія»,...
Предмет, функції психологічної науки і практики в суспільному розвитку. Історія розвитку психологічної науки. Галузі психології....
1. Економіко-ге
Економічна і соцiальна географія в системі географічних дисциплін і наук. Зв’язок економічної й соціальної географії з іншими науками....
«Вплив фізичної активності на опірність організму до хвороб», маю...
Розділ Термодинамічні та синергетичні принципи біофізики складних систем (сторінки 97-147). Мова – російська
Питання до іспиту з курсу «Етнологія»
Характеристика джерел для вивчення етнологічних проблем. Методи етнології. Зв'язок етнології з другими науками
1. Вступ до курсу історії держави і права України Предмет і завдання...
Адже саме право є одним із найважливіших знарядь забезпечення справедливості прав і інтересів людини, це частина культури народу,...
5. Комунікативна слугування своєрідним «містком» між юрид і іншими суспільними науками. 6
Предмет загальної теорії права. Місце загальної теорії права в системі юридичних наук
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка