Московский государственный гуманитарный университет им. М.А.Шолохова

ПРЕДИСЛОВИЕ.............................................................................................. 3

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... 6

Глава 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БИОМЕХАНИКИ................................. 8

Глава 2 ТОПОГРАФИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА. ОБЩИЕ ДАННЫЕ О ТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА..................................................................................................... 14

Глава 3 КИНЕМАТИКА............................................................................. 46

3.1. Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации..................................................................................... 46

3.2. Скорость. Средняя и мгновенная скорость. Временные характеристики движения........................................................................................................ 50

3.3. Равномерное прямолинейное движение и его графическое представление......................................................................................................................... 55

3.4. Ускорение. Равноускоренное прямолинейное движение, графики. 56

3.5. Свободное падение и его ускорение................................................... 59

3.6. Движение по окружности, центростремительное и тангенциальное ускорения. Угловое ускорение................................................................... 62

3.7. Связь вращательного движения с колебательным............................ 64

3.8. Элементы описания движения человека............................................ 67

Глава 4 ДИНАМИКА ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ........ 70

4.1. Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета................ 70

4.2. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил....................... 71

4.3. Третий закон Ньютона.......................................................................... 73

4.4. Кинетическая энергия материальной точки и механическая работа 74

4.5. Динамика движения материальной точки по окружности. Центростремительная и тангенциальная силы. Плечо и момент силы. Момент инерции. Уравнения вращательного движения точки............................. 76

Глава 5 ДИНАМИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА... 79

5.1. Центр масс тела. Масса тела............................................................... 79

5.2. Распределение массы в теле человека................................................ 80

5.3. Законы Ньютона для произвольного тела. Поступательное движение 83

5.4. Принцип относительности Галилея.................................................... 84

5.5. Работа сил, действующих на тело, и его кинетическая энергия..... 85

5.6. Мощность............................................................................................... 86

5.7. Работа и мощность человека. Эргометрия......................................... 87

5.8. Импульс тела. Импульс системы тел.................................................. 91

Глава 6 ВИДЫ СИЛ В ПРИРОДЕ............................................................. 93

6.1. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения...................... 94

6.2. Силы упругости. Закон Гука................................................................ 94

6.3. Силы трения покоя и скольжения. Коэффициент трения скольжения 96

6.4. Сила трения качения............................................................................. 98

6.5. Сила сопротивления при движении в жидкости или газе................. 99

Глава 7 ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА......................................................................................................................... 102

7.1. Плечо силы. Момент силы. Момент инерции тела. Кинетическая энергия вращающегося тела. Основное уравнение динамики вращательного движения....................................................................................................................... 102

7.2. Момент импульса тела. Изменение момента импульса................ 104

7.3. Моменты инерции некоторых тел...................................................... 104

7.4. Свободные оси..................................................................................... 107

7.5. Статика. Центр тяжести. Рычаги и блоки......................................... 109

Глава 8 НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА...................... 120

8.1. Сила инерции. Принцип Д'Аламбера................................................. 120

8.2.Сила тяжести.Вес тела......................................................................... 121

8.3. Перегрузки и невесомость. Движение в безопорном пространстве. Искусственное тяготение......................................................................... 124

8.4. Медицинские аспекты......................................................................... 129

8.5. Применение законов динамики для анализа движений спортсменов 130

 

Глава 9 ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.......................................................... 134

9.1. Консервативные силы, потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике................................................................................................... 134

9.2. Энергетика прыжков Прыжок в высоту с места............................... 139

9.3. Закон сохранения импульса. Реактивное движение...................... 143

9.4. Применение закона сохранения импульса к ударам...................... 147

9.5. Соударение предмета с движущимся массивным препятствием.. 150

9.6. Закон сохранения момента импульса.............................................. 151

Глава 10 МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ......................................... 153

10.1. Свободные колебания: гармонические и затухающие колебания 153

10.2.Вынужденные колебания. Резонанс................................................. 157

10.3. Сложение гармонических колебаний, направленных по одной прямой 159

10.4. Сложное колебание. Разложение сложного колебания на простые составляющие. Гармонический спектр................................................... 159

Глава 11 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА........................................... 162

11.1. Деформация. Способы деформирования......................................... 162

11.2. Виды деформации.............................................................................. 166

11.3. Прочность........................................................................................... 167

11.4. Твердость............................................................................................ 168

11.5. Разрушение......................................................................................... 169

11.6. Механические свойства биологических тканей........................... 173

Глава 12 ВОЗДЕЙСТВИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА 187

12.1. Механические воздействия.............................................................. 187

12.2. Электромагнитное воздействие....................................................... 192

12.3. Тепловые воздействия...................................................................... 199

12.4. Радиационные воздействия............................................................. 209

12.5. Акустические воздействия............................................................... 218

Глава 13 БИОМЕХАНИКА ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА 227

Глава 14 БИОДИНАМИКА (БИОМЕХАНИКА) ДВИГАТЕЛЬНЫХ КАЧЕСТВ......................................................................................................................... 278

Глава 15 БИОМЕХАНИКА ЛОКОМОЦИЙ (ДВИЖЕНИЙ) ЧЕЛОВЕКА. ВИДЫ ЛОКОМОЦИЙ. ВОЗРАСТНАЯ БИОМЕХАНИКА.................... 299

Глава 16 БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ. КЛИНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДВИЖЕНИЙ. ТЕСТЫ В БИОМЕХАНИКЕ. МЕТОДЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ 365

Глава 17 МЕДИЦИНСКАЯ БИОМЕХАНИКА..................................... 398

17.1. Биомеханика сердца и сосудов. Гемодинамика........................... 398

17.2. Биомеханика дыхания...................................................................... 421

17.3. Биомеханика пищеварительной системы...................................... 447

17.4. Биомеханика опорно-двигательного аппарата (ОДА)................. 450

17.5 Биомеханика глаза............................................................................ 474

17.6. Биомеханика органов слуха и равновесия (преддверно-улитковый орган)....................................................................................................................... 480

Глава 18 ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ БИОМЕХАНИКА.............................. 484

18.1. Биомеханика травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата (ОДА)............................................................................................................ 484

18.2. Биомеханика инвалидов-спортсменов.......................................... 516

Приложение № 1 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ................................................. 530

Приложение № 2.......................................................................................... 538

Список литературы..................................................................................... 551

 

[1] В поясничной области образует мощный апоневроз, который срастается с собственной фасцией спины.

 

[2] Сухожилие полуперепончатой мышцы у места прикрепления разделяется на три пучка; это расщепление получило название глубокой «гусиной лапки»

 

[3] Сухожилие тонкой мышцы вместе с сухожилиями полусухожильной и портняжной мышц у места своего прикрепления образуют треугольное сухожильное растяжение — поверхностную «гусиную лапку».

 

[4] Предположим, что какой-нибудь мускул имеет поперечник в 5 см². Следовательно, он будет сокращаться с силой, равной 10 • 5 = 50 кг. Если уменьшение его длины, происходящее при сокращении, достигает 5 см (0,05 м), то величина механической работы данного мускула равняется 50 • 0,05 = 2,5 кг/м. Это значит, что мускул в состоянии произвести работу, равную поднятию 2,5 кг на высоту одного метра.

 

[5] За вычетом 100 мл О₂, которые обычно содержатся в альвеолярном воздухе.

 

[6] Каждая палочка может реагировать на один фотон.

 

Московский государственный гуманитарный университет им. М.А.Шолохова