Na vyhodnotenie úžitkových vlastností výrobkov a určenie fyzikálnych a mechanických vlastností materiálov sa používajú rôzne pokyny, GOST a iné regulačné a poradenské dokumenty. Odporúčajú sa aj metódy na testovanie zničenia celej série výrobkov alebo vzoriek z rovnakého druhu materiálu. Nie je to veľmi ekonomická metóda, ale účinná.

Charakterizácia

Hlavné charakteristiky mechanických vlastností materiálov sú nasledovné.

1. Pevnosť v ťahu alebo pevnosť v ťahu - sila napätia, ktorá je fixovaná pri najvyššom zaťažení pred zničením vzorky. Mechanické charakteristiky pevnosti a plasticity materiálov opisujú vlastnosti pevných látok odolávať nezvratným zmenám tvaru a deštrukcii pod vplyvom vonkajšieho zaťaženia.

2. Napätie sa nazýva podmienené, keď zvyšková deformácia dosiahne 0,2 % dĺžky vzorky. Toto je najmenšie napätie, zatiaľ čo vzorka pokračuje v deformácii bez viditeľného zvýšenia napätia.

3. Hranica dlhodobej pevnosti sa nazýva najväčšie napätie, pri danej teplote, spôsobujúce deštrukciu vzorky na určitý čas. Stanovenie mechanických charakteristík materiálov sa riadi konečnými jednotkami dlhodobej pevnosti - deštrukcia nastáva pri 7 000 stupňoch Celzia za 100 hodín.

4. Podmienená medza tečenia je napätie, ktoré spôsobuje pri danej teplote počas určitého času vo vzorke dané predĺženie, ako aj rýchlosť tečenia. Limitom je deformácia kovu počas 100 hodín pri teplote 7 000 stupňov Celzia o 0,2 %. Creep je určitá rýchlosť deformácie kovov pri konštantnom zaťažení a vysokej teplote po dlhú dobu. Tepelná odolnosť je odolnosť materiálu voči zlomeniu a tečeniu.

5. Hranica únosnosti je najvyššia hodnota namáhania cyklu, keď nedochádza k únavovému porušeniu. Počet zaťažovacích cyklov môže byť daný alebo ľubovoľný v závislosti od toho, ako sa plánuje mechanické skúšanie materiálov. Mechanické vlastnosti zahŕňajú únavu a odolnosť materiálu. Pri pôsobení zaťažení v cykle sa poškodenie hromadí, vytvárajú sa trhliny, čo vedie k zničeniu. Toto je únava. A vlastnosťou odolnosti proti únave je vytrvalosť.

Napätie a kompresia

Materiály používané v strojárskej praxi sa delia do dvoch skupín. Prvý je plastický, na zničenie ktorého sa musia objaviť výrazné zvyškové deformácie, druhý je krehký, rúca sa pri veľmi malých deformáciách. Prirodzene, takéto rozdelenie je veľmi ľubovoľné, pretože každý materiál sa v závislosti od vytvorených podmienok môže správať ako krehký, tak aj ako plast. Závisí to od povahy napäťového stavu, od teploty, od rýchlosti deformácie a iných faktorov.

Mechanické vlastnosti materiálov v ťahu a tlaku sú výrečné pre tvárne aj krehké materiály. Napríklad mäkká oceľ sa testuje v ťahu, zatiaľ čo liatina sa testuje v tlaku. Liatina je krehká, oceľ je ťažná. Krehké materiály majú väčšiu pevnosť v tlaku, pričom deformácia v ťahu je horšia. Plasty majú približne rovnaké mechanické vlastnosti ako materiály v tlaku a ťahu. Ich prah je však stále určený strečingom. Práve tieto metódy dokážu presnejšie určiť mechanické vlastnosti materiálov. Diagram napätia a stlačenia je uvedený na ilustráciách tohto článku.

Krehkosť a plasticita

Čo je plasticita a krehkosť? Prvým je schopnosť nezrútiť sa a prijímať zvyškové deformácie vo veľkých množstvách. Táto vlastnosť je rozhodujúca pre najdôležitejšie technologické operácie. Ohýbanie, kreslenie, kreslenie, razenie a mnohé ďalšie operácie závisia od charakteristík plasticity. Medzi tvárne materiály patrí žíhaná meď, mosadz, hliník, mäkká oceľ, zlato a podobne. Bronz a dural sú oveľa menej plastické. Takmer všetky legované ocele sú veľmi slabo tvárne.

Pevnostné charakteristiky plastových materiálov sa porovnávajú s medzou klzu, o ktorej sa bude diskutovať nižšie. Vlastnosti krehkosti a plasticity sú vo veľkej miere ovplyvnené teplotou a rýchlosťou zaťaženia. Rýchle napätie spôsobuje, že materiál je krehký, zatiaľ čo pomalé napätie ho robí tvárnym. Napríklad sklo je krehký materiál, ale pri normálnej teplote vydrží dlhodobé zaťaženie, to znamená, že vykazuje vlastnosti plasticity. A je ťažný, avšak pri prudkom nárazovom zaťažení sa prejavuje ako krehký materiál.

Oscilačná metóda

Fyzikálne a mechanické vlastnosti materiálov sú určené budením pozdĺžnym, ohybovým, torzným a inými, ešte zložitejšími, a v závislosti od veľkosti vzoriek, tvarov, typov prijímača a budiča, spôsobov upevnenia a schém aplikácie dynamickej zaťaženie. Touto metódou sú skúšané aj veľkorozmerové výrobky, ak sa výrazne zmení spôsob aplikácie v spôsoboch aplikácie zaťaženia, budenia vibrácií a ich registrovania. Rovnaká metóda určuje mechanické vlastnosti materiálov, keď je potrebné posúdiť tuhosť veľkých konštrukcií. Táto metóda sa však nepoužíva na lokálne stanovenie charakteristík materiálu vo výrobku. Praktická aplikácia techniky je možná len vtedy, keď sú známe geometrické rozmery a hustota, keď je možné upevniť výrobok na podpery a na samotný výrobok - prevodníky, sú potrebné určité teplotné podmienky atď.

Napríklad pri zmene teplotných režimov dôjde k jednej alebo druhej zmene, mechanické vlastnosti materiálov sa pri zahrievaní líšia. Takmer všetky telesá sa za týchto podmienok rozťahujú, čo ovplyvňuje ich štruktúru. Každé telo má určité mechanické vlastnosti materiálov, z ktorých je zložené. Ak sa tieto charakteristiky nemenia vo všetkých smeroch a zostávajú rovnaké, takéto teleso sa nazýva izotropné. Ak sa menia fyzikálne a mechanické vlastnosti materiálov - anizotropné. Ten je charakteristickým znakom takmer všetkých materiálov, len v inej miere. Ale sú napríklad ocele, kde je anizotropia veľmi nevýznamná. Najvýraznejšie je to v takých prírodných materiáloch, ako je drevo. Vo výrobných podmienkach sa mechanické vlastnosti materiálov určujú prostredníctvom kontroly kvality, kde sa používajú rôzne GOST. Odhad heterogenity sa získa zo štatistického spracovania, keď sa zosumarizujú výsledky testu. Vzorky by mali byť početné a vyrezané zo špecifického dizajnu. Tento spôsob získavania technologických charakteristík sa považuje za dosť namáhavý.

akustická metóda

Existuje množstvo akustických metód na zisťovanie mechanických vlastností materiálov a ich charakteristík a všetky sa líšia v spôsoboch vstupu, príjmu a registrácie kmitov v sínusovom a pulznom režime. Akustické metódy sa využívajú napríklad pri štúdiu stavebných materiálov, ich hrúbky a stavu napnutia, pri zisťovaní chýb. Mechanické vlastnosti konštrukčných materiálov sa určujú aj pomocou akustických metód. Už sa vyvíja a sériovo vyrába množstvo rôznych elektronických akustických zariadení, ktoré umožňujú zaznamenávať elastické vlny, parametre ich šírenia v sínusovom aj pulznom režime. Na ich základe sa určujú mechanické charakteristiky pevnosti materiálov. Ak sa použijú elastické vibrácie nízkej intenzity, táto metóda sa stáva absolútne bezpečnou.

Nevýhodou akustickej metódy je nutnosť akustického kontaktu, čo nie je vždy možné. Preto tieto práce nie sú veľmi produktívne, ak je potrebné urýchlene získať mechanické charakteristiky pevnosti materiálov. Výsledok je vo veľkej miere ovplyvnený stavom povrchu, geometrickými tvarmi a rozmermi skúmaného produktu, ako aj prostredím, kde sa testy vykonávajú. Na prekonanie týchto ťažkostí musí byť konkrétny problém vyriešený striktne definovanou akustickou metódou alebo naopak, použiť ich viacero naraz, záleží od konkrétnej situácie. Napríklad plasty vystužené sklom sú vhodné na takúto štúdiu, pretože rýchlosť šírenia elastických vĺn je dobrá, a preto sa široko používa ozvučenie od konca ku koncu, keď sú prijímač a vysielač umiestnené na opačných povrchoch vzorky. .

Defektoskopia

Metódy zisťovania chýb sa používajú na kontrolu kvality materiálov v rôznych priemyselných odvetviach. Existujú nedeštruktívne a deštruktívne metódy. Nasledujúce sú nedeštruktívne.

1. Používa sa na určenie trhlín na povrchoch a nedostatku penetrácie magnetická detekcia defektov. Oblasti, ktoré majú takéto defekty, sú charakterizované bludnými poľami. Môžete ich odhaliť špeciálnymi prístrojmi alebo jednoducho naniesť vrstvu magnetického prášku na celý povrch. V miestach defektov sa umiestnenie prášku zmení aj pri aplikácii.

2. Detekcia chýb sa tiež vykonáva pomocou ultrazvuk. Smerový lúč sa bude odrážať (rozptýliť) inak, aj keď sú hlboko vo vzorke nejaké diskontinuity.

3. Vady materiálu sa dobre prejavujú metóda výskumu žiarenia, na základe rozdielu v absorpcii žiarenia prostredím rôznej hustoty. Používa sa detekcia defektov gama a röntgenové žiarenie.

4. Detekcia chemických chýb. Ak je povrch leptaný slabým roztokom kyseliny dusičnej, kyseliny chlorovodíkovej alebo ich zmesou (aqua regia), potom sa na miestach, kde sú chyby, objaví sieť vo forme čiernych pruhov. Môžete použiť metódu, pri ktorej sa odstránia odtlačky síry. V miestach, kde je materiál heterogénny, by síra mala zmeniť farbu.

Deštruktívne metódy

Deštruktívne metódy sú tu už čiastočne rozobrané. Vzorky sa testujú na ohyb, stlačenie, ťah, to znamená, že sa používajú statické deštruktívne metódy. Ak je výrobok testovaný premenlivým cyklickým zaťažením pri nárazovom ohybe, určujú sa dynamické vlastnosti. Makroskopické metódy vykresľujú všeobecný obraz o štruktúre materiálu a vo veľkých objemoch. Na takúto štúdiu sú potrebné špeciálne leštené vzorky, ktoré sa podrobia leptaniu. Tak je možné identifikovať tvar a usporiadanie zŕn, napríklad v oceli, prítomnosť kryštálov s deformáciou, vlákna, škrupiny, bubliny, praskliny a iné nehomogenity zliatiny.

Mikroskopické metódy študujú mikroštruktúru a odhaľujú najmenšie defekty. Vzorky sú predbežne brúsené, leštené a potom vyleptané rovnakým spôsobom. Ďalšie testovanie zahŕňa použitie elektrických a optických mikroskopov a röntgenovej difrakčnej analýzy. Základom tejto metódy je interferencia lúčov, ktoré sú rozptýlené atómami látky. Charakteristiky materiálu sú kontrolované analýzou rôntgenového difrakčného obrazca. Mechanické vlastnosti materiálov určujú ich pevnosť, čo je hlavná vec pre budovanie spoľahlivých a bezpečných štruktúr v prevádzke. Preto je materiál testovaný starostlivo a rôznymi metódami vo všetkých podmienkach, ktoré je schopný akceptovať bez straty vysokej úrovne mechanických vlastností.

Metódy kontroly

Pre nedeštruktívne skúšanie vlastností materiálov má veľký význam správna voľba účinných metód. Najpresnejšie a najzaujímavejšie sú v tomto smere metódy detekcie chýb – kontrola defektov. Tu je potrebné poznať a pochopiť rozdiely medzi metódami implementácie metód zisťovania chýb a metódami určovania fyzikálnych a mechanických charakteristík, pretože sa navzájom zásadne líšia. Ak sú tieto založené na kontrole fyzikálnych parametrov a ich následnej korelácii s mechanickými charakteristikami materiálu, potom je detekcia chýb založená na priamej konverzii žiarenia, ktoré sa odráža od defektu alebo prechádza kontrolovaným prostredím.

Najlepšie je, samozrejme, zložité ovládanie. Zložitosť spočíva v určení optimálnych fyzikálnych parametrov, pomocou ktorých je možné identifikovať pevnosť a ďalšie fyzikálno-mechanické vlastnosti vzorky. Zároveň sa vyvíja a následne implementuje optimálny súbor prostriedkov na kontrolu štrukturálnych defektov. A nakoniec sa objavuje integrálne hodnotenie tohto materiálu: jeho výkon je určený celým radom parametrov, ktoré pomohli určiť nedeštruktívne metódy.

Mechanické skúšky

Pomocou takýchto skúšok sa kontrolujú a hodnotia mechanické vlastnosti materiálov. Tento typ kontroly sa objavil už dávno, ale stále nestratil svoj význam. Dokonca aj moderné high-tech materiály sú často a tvrdo kritizované spotrebiteľmi. A to naznačuje, že vyšetrenia by sa mali vykonávať opatrnejšie. Ako už bolo uvedené, mechanické skúšky možno rozdeliť na dva typy: statické a dynamické. Prvé kontrolujú výrobok alebo vzorku na krútenie, ťah, stlačenie, ohyb a druhé na tvrdosť a rázovú pevnosť. Moderné vybavenie pomáha vykonávať tieto nie príliš jednoduché postupy s vysokou kvalitou a odhaliť všetky prevádzkové vlastnosti tohto materiálu.

Skúška ťahom môže odhaliť odolnosť materiálu voči aplikovanému konštantnému alebo rastúcemu ťahovému napätiu. Metóda je stará, odskúšaná a zrozumiteľná, používaná veľmi dlho a stále je široko používaná. Vzorka sa natiahne pozdĺž pozdĺžnej osi pomocou upínadla v testovacom stroji. Rýchlosť ťahu vzorky je konštantná, zaťaženie meria špeciálny snímač. Zároveň sa sleduje predĺženie, ako aj jeho súlad s aplikovaným zaťažením. Výsledky takýchto testov sú mimoriadne užitočné, ak sa majú robiť nové konštrukcie, pretože zatiaľ nikto nevie, ako sa budú správať pri zaťažení. Napovedať môže len identifikácia všetkých parametrov pružnosti materiálu. Maximálne napätie - medza klzu určuje maximálne zaťaženie, ktoré daný materiál znesie. Pomôže to vypočítať mieru bezpečnosti.

Skúška tvrdosti

Tuhosť materiálu sa vypočítava z Kombinácia tekutosti a tvrdosti pomáha určiť elasticitu materiálu. Ak technologický proces obsahuje také operácie ako preťahovanie, valcovanie, lisovanie, potom je jednoducho potrebné poznať veľkosť možnej plastickej deformácie. S vysokou plasticitou bude materiál schopný prijať akýkoľvek tvar pod príslušným zaťažením. Kompresný test môže tiež slúžiť ako metóda na určenie miery bezpečnosti. Najmä ak je materiál krehký.

Tvrdosť sa testuje pomocou identifikátora, ktorý je vyrobený z oveľa tvrdšieho materiálu. Najčastejšie sa vykonáva podľa Brinellovej metódy (vtláča sa guľa), Vickersa (ider v tvare pyramídy) alebo Rockwella (používa sa kužeľ). Určitou silou sa určitý čas vtlačí do povrchu materiálu identifikátor a potom sa študuje odtlačok zostávajúci na vzorke. Existujú aj iné pomerne široko používané testy: pre rázovú pevnosť, napríklad, keď sa odolnosť materiálu hodnotí v momente pôsobenia zaťaženia.

Mechanická práca, ktorú je človek schopný počas dňa vykonať, závisí od mnohých faktorov, preto je ťažké uviesť nejakú hraničnú hodnotu. Táto poznámka platí aj pre moc. Takže pri krátkodobom úsilí môže človek vyvinúť výkon rádovo niekoľkých kilowattov. Ak športovec s hmotnosťou 70 kg skočí z miesta tak, že jeho ťažisko sa zdvihne o 1 m oproti normálnemu postoju a fáza odrazu trvá 0,2 s, potom vyvinie silu asi

Pri chôdzi človek pracuje, pretože energia sa vynakladá na pravidelné mierne dvíhanie tela a na zrýchľovanie a spomaľovanie končatín, najmä nôh.

Osoba s hmotnosťou 75 kg pri chôdzi rýchlosťou 5 km / h vyvinie výkon asi 60 wattov. So zvyšujúcou sa rýchlosťou tento výkon rapídne narastá a pri rýchlosti 7 km/h dosahuje 200 W. Pri jazde na bicykli sa poloha ťažiska človeka mení oveľa menej ako pri chôdzi a menšie je aj zrýchlenie nôh. Výkon vynaložený pri jazde na bicykli je teda oveľa menší: 30 W pri rýchlosti 9 km/h, 120 W pri 18 km/h.

Práca ide na nulu, ak nie je žiadny pohyb. Preto, keď je bremeno na podpere alebo stojane alebo je zavesené na závite, nepracuje gravitácia. Každý z nás však pozná únavu svalov paže a ramena, ak držíte závažie alebo činku nehybne na vystretej ruke. Tak isto sa unavia svaly chrbta a drieku, ak sa na chrbát sediaceho človeka položí závažie. V oboch prípadoch je náklad stacionárny a bez práce. Únava naznačuje, že svaly pracujú. Takáto práca je tzv statická svalová práca.

V skutočnosti neexistuje statika (nehybnosť), ako sa chápe v mechanike. Prebiehajú veľmi malé a časté okom nepostrehnuteľné kontrakcie a uvoľnenia a zároveň sa pracuje proti silám gravitácie. Statická práca človeka je teda vlastne obvyklou dynamickou prácou.

Prístroje používané na meranie ľudského výkonu sú tzv ergometre. Príslušný úsek meracej techniky je tzv ergometria.

Príkladom ergometra je brzdový bicykel (bicyklový ergometer; obr. 4.1). Oceľový pás je prehodený cez okraj kolovratu 2. Trecia sila medzi páskou a ráfikom kolesa sa meria silomerom 3. Všetka práca subjektu sa vynakladá na prekonanie trecej sily (iné druhy práce zanedbávame). Vynásobením obvodu kolesa trecou silou zistíme prácu vykonanú pri každej otáčke a so znalosťou počtu otáčok a času testu určíme celkovú prácu a priemerný výkon.

Pri skúmaní pohybov ľudí zmerajte:

1.kvantitatívne ukazovatele mechanického stavu tela

2.motorická funkcia tela

3. povaha samotných pohybov.

Zaznamenávajú sa biomechanické vlastnosti tela: rozmery, proporcie, rozloženie hmôt, pohyblivosť v kĺboch ​​atď., pohyby celého tela a jeho častí (väzby).

Biomechanické vlastnosti - sú to miery mechanického stavu biosystému a jeho zmeny (správania).

Kvantitatívne charakteristiky merané alebo vypočítané; majú číselnú hodnotu a vyjadrujú vzťah jednej miery k druhej (rýchlosť je príkladom vzťahu prejdenej vzdialenosti s časom stráveným na nej). Štúdiom kvantitatívnych charakteristík dávajú definíciu (čo to je) a stanovujú metódu merania (čo sa meria).

Kvalitatívne charakteristiky sa zvyčajne opisujú slovne, bez presnej kvantitatívnej miery (napríklad napäto, voľne, plynulo, trhavo).

KINEMATICKÉ CHARAKTERISTIKY

Kinematika ľudských pohybov určuje geometriu (priestorovú formu) pohybov a ich zmeny v čase (charaktere) bez zohľadnenia hmôt a pôsobiacich síl. Celkovo poskytuje iba vonkajší obraz o pohyboch. Dôvody vzniku a zmeny pohybov (ich mechanizmu) prezrádza už dynamika.

Kinematické charakteristiky ľudského tela a jeho pohybov- sú to miery polohy a pohybu človeka v priestore a čase: priestorové, časové a časopriestorové.

Kinematické charakteristiky umožňujú porovnávať rozmery tela a jeho väzieb, ako aj kinematické vlastnosti pohybov u rôznych športovcov. Individualizácia techniky športovcov, hľadanie optimálnych vlastností pohybov pre nich do značnej miery závisí od zohľadnenia týchto charakteristík.

Referenčné systémy vzdialenosti a času

Pohyby osoby a športového náradia možno merať iba porovnaním ich polôh s polohou tela vybranou na porovnanie (referenčné telo), t. j. všetky pohyby sa považujú za relatívne.

Referenčný systém (vzdialenosti ) - podmienene vybrané pevné teleso, voči ktorému je v rôznych časových bodoch určená poloha iných telies.

Na svete neexistujú absolútne nehybné telá, všetky telesá sa pohybujú. Niektoré z nich sa však pohybujú tak, že zmeny ich rýchlosti (zrýchlenia) sú pre riešenie tohto problému nepodstatné a možno ich zanedbať – ide o inerciálne vzťažné sústavy. Takýmito telesami je Zem a telesá s ňou nehybne spojené (dráha, lyžiarska dráha, gymnastický náčinie). V takomto systéme telesá v pokoji nezažívajú pôsobenie síl; to znamená, že bez pôsobenia sily v ňom nezačína žiadny pohyb.

Iné telesá sa pohybujú so zrýchleniami, ktoré výrazne ovplyvňujú riešenie tohto problému - sú to neinerciálne vzťažné sústavy (klzné lyže, výkyvné krúžky) 1 . V takýchto prípadoch sú metódy výpočtu a vysvetlenia vlastností pohybov už odlišné, čo je potrebné vziať do úvahy.

Referenčné teleso je spojené so začiatkom a smerom merania vzdialenosti a sú nastavené referenčné jednotky. Pre presné určenie športového výsledku pravidlá súťaže stanovujú, ktorý bod (referenčný bod) sa počíta (podľa úrovne lyžiarskeho viazania, podľa vyčnievajúceho bodu hrudníka šprintéra, podľa odtokovej hrany dráhy doskočiska atď.). .).

Pohybujúce sa teleso sa považuje buď za hmotný bod, ktorého poloha je určená, alebo sú na ňom rozlíšené vzťažné body (určitý bod na ľudskom tele). V prípade rotačného pohybu sa zvolí referenčná čiara. Pre popis (úlohu)

pohyby využívajú prirodzené, vektorové a súradnicové metódy.

Pri prirodzenej metóde sa poloha bodu - oblúková súradnica l - počíta od začiatku 0, zvoleného na predtým známej trajektórii (obr. ja, a). Pri vektorovej metóde je poloha bodu určená vektorom polomeru G(obr. 1, b)ťahaný zo stredu 0 daného súradnicového systému do bodu záujmu (ALE).

Ryža. jeden.

Vzdialený referenčný systém:

a - prírodný,6 - vektor, v a G- pravouhlé súradnice: v - v rovine, G- Vo vesmíre

Pri metóde pravouhlých súradníc (v rovine aj v priestore) sa za počiatok berie priesečník vzájomne kolmých súradnicových osí O (začiatok súradníc) (obr. 1, c, d). Na určenie polohy nejakého bodu ALE(referenčný bod) vzhľadom na pôvod, nájdite jeho projekcie (А„, A pri , ALE 7 ) na súradnicovej osi. Vzdialenosti od začiatku k priemetom týchto bodov na súradnicových osiach (súradnice v priestore: OA Komu - úsečka, O / 4 Y - ordináta a OA 7 -aplikovať) určiť polohu bodu ALE v tomto referenčnom rámci 0 х7 . Keď bodka ALE sa pohybuje v priestore, potom sa menia číselné hodnoty súradníc.

Nastavte jednotky vzdialenosti - lineárne a uhlové. V medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je prijatý hlavný.

lineárna jednotka je meter (m), jeho násobok je kilometer (1 km = 1000 m), pozdĺžne jednotky sú centimeter (1 cm = 0,01 m), milimeter (1 mm = 0,001 m) atď. 1. Z uhlových jednotiek sa používajú: a) stupeň, minúta, sekunda - pri meraní uhlov (kruh = 360 °, stupeň = 60 ", minúta = 60"); b) otočenie - s približným výpočtom otočení okolo osi (otočenie = 360 °, pol otáčky = 180 ° atď.); c) radián (pre výpočty pomocou vzorcov) - uhol medzi dvoma polomermi kruhu, rezanie oblúka na kruhu s dĺžkou rovnajúcou sa polomeru (radián \u003d 57 ° 17 44 "8"; 1 ° \u003d 0,01745 rad. ).

Systémy časovania

Referenčný systém času zahŕňa určitý začiatok a referenčné jednotky.

Za začiatok odpočítavania sa považuje: a) polnoc - vo všetkých inštitúciách, doprave, spojoch atď.; b) polnoc a poludnie - v bežných každodenných podmienkach a c) rozhodcovský čas ("stopky na nulu") - v podmienkach súťaže. V biomechanike sa za časovú referenciu zvyčajne považuje buď okamih začiatku celého pohybu alebo jeho časti, alebo okamih začiatku pozorovania pohybu. Počas jedného pozorovania sa používa iba jeden časový referenčný systém.

Ako časová referenčná jednotka sa berie sekunda (s; 60 s = 1 min; 60 min = 1 hodina), ako aj zlomky sekundy - desatina, stotina, tisícina (milisekunda). Smer toku času v skutočnosti smeruje z minulosti do budúcnosti. Pri skúmaní pohybu je možné počítať čas v opačnom smere - do minulosti (0,02 s pred nárazom; 0,05 s pred opustením nohy podpery atď.).

Priestorové charakteristiky

Priestorové charakteristiky vám umožňujú určiť polohu, napríklad počiatočnú pre pohyb a konečnú (podľa súradníc) a pohyb (podľa trajektórií).

Ľudské pohyby možno študovať tak, že jeho telo (v závislosti od stanovených úloh) považujeme za hmotný bod, za jedno pevné teleso alebo za sústavu telies.

Ľudské telo sa považuje za hmotný bod, keď je posun tela oveľa väčší ako jeho rozmery (ak sa neskúmajú pohyby častí tela a jeho rotácia).

Ľudské telo je prirovnávané k pevnému telu vtedy, keď je možné nebrať do úvahy vzájomné pohyby jeho väzieb a deformácie tkaniva, keď je dôležité brať do úvahy len jeho veľkosť, umiestnenie v priestore a orientáciu (najmä keď štúdium podmienok rovnováhy, rotácie tela v konštantnej polohe).

Ľudské telo je skúmané ako systém telies, keď je dôležitejšie

a vlastnosti pohybov telesných väzieb, ktoré ovplyvňujú výkon motorickej akcie.

Preto pri určovaní hlavných priestorových charakteristík pohybov človeka (súradnice a trajektórie) vopred špecifikujú, ku ktorému hmotnému objektu (bodu, telesu, sústave telies) sa v tomto prípade ľudské telo prirovnáva.

Súradnice bodu, telesá a sústavy telies

Súradnice bodu- je to priestorová miera umiestnenia bodu vzhľadom na referenčnú sústavu. Poloha bodu sa určuje meraním napríklad jeho lineárnych súradnícuh, l-y, g2; vzorec rozmeru ": [l] \u003d b.

Súradnice určujú, kde sa nachádza študovaný bod (napríklad referenčný bod na ľudskom tele) vzhľadom na pôvod. Ako viete, poloha bodu na priamke je určená jednou súradnicou, v rovine - dvoma, v priestore - tromi súradnicami. Polohu tuhého telesa v priestore možno určiť súradnicami jeho troch bodov (neležiacich na jednej priamke). Môžete tiež určiť polohu jedného z bodov telesa (podľa jeho lineárnych súradníc) a orientáciu telesa vzhľadom na referenčný systém (podľa uhlových súradníc).

Poloha sústavy telies (článkov ľudského tela), ktoré môžu meniť svoju konfiguráciu (vzájomné usporiadanie článkov), je určená polohou každého článku v priestore (obr. 2a). V tomto prípade je vhodné použiť uhlové súradnice (obr. 2.6), napríklad kĺbové uhly, a pomocou nich nastaviť držanie tela ako vzájomné, umiestnenie jeho väzieb. Takmer často kombinujú: 1) určenie polohy bodu (napríklad spoločného ťažiska tela alebo bodu podpory); 2) určenie polohy (relatívnej polohy článkov), 3) určenie polohy orientácia tela (pozdĺž referenčnej línie držanej v tele).

Pri štúdiu pohybu je potrebné určiť: 1) východiskovú polohu, z ktorej pohyb začína 2 ; 2) konečná poloha, v ktorej pohyb končí; 3) séria okamžitých (neustále sa meniacich) medzipoloh, ktoré telo zaujíma počas pohybu.

Filmové zábery akéhokoľvek cvičenia ukazujú práve takéto polohy. V mechanike opíšte pohyb (nájdite zákon pohybu) - znamená určiť polohu ľubovoľného bodu v systéme kedykoľvek. Inými slovami, kedykoľvek určiť súradnice bodov alebo referenčných čiar vyznačených na tele, pomocou ktorých sa študuje jeho pohyb v priestore.

Bodová trajektória

Bodová trajektória- toto je priestorová charakteristika pohybu: miesto polôh pohybujúceho sa bodu v uvažovanom referenčnom rámci. Na trajektórii sa určuje jej dĺžka, zakrivenie a orientácia v priestore, ako aj posunutie bodu.

Trajektória je súvislá čiara, pomyselná stopa pohybujúceho sa bodu 1: udáva priestorový vzorec pohybu bodu (obr. 3). Vzdialenosť pozdĺž dráhy ukazuje, aká je dráha bodu 2: = b-

Pri priamočiarom pohybe (jeho smer sa nemení) (obr. 4) sa dráha bodu pri pohybe jedným smerom rovná vzdialenosti od počiatočnej polohy po konečnú. Pri krivočiarom pohybe (jeho smer sa mení) sa dráha bodu rovná vzdialenosti pozdĺž trajektórie v smere pohybu z počiatočnej polohy do konečnej.

Zakrivenie trajektórie (k) ukazuje, aká je forma pohybu bodu v priestore. Ak chcete určiť zakrivenie trajektórie, zmerajte polomer zakrivenia (TO). Zakrivenie je prevrátená hodnota polomeru:

Ak je trajektória oblúka kružnice, potom je jej polomer zakrivenia konštantný. S nárastom zakrivenia sa jeho polomer zmenšuje a naopak, s poklesom sa zväčšuje.

Orientácia trajektórie v priestore s rovnakým tvarom môže byť rôzna. Orientácia pre priamu trajektóriu je určená súradnicami bodov počiatočnej a konečnej polohy; pre krivočiaru trajektóriu - pozdĺž súradníc týchto dvoch bodov a tretieho bodu, ktorý s nimi neleží na rovnakej priamke.

Posunutie bodu ukazuje, ktorým smerom a o akú vzdialenosť sa bod posunul. Posun (lineárny) sa zistí rozdielom v súradniciach bodu v momentoch začiatku a konca pohybu (v rovnakom referenčnom rámci vzdialenosti):

Pohyb určuje rozsah a smer pohybu. V prípade, že sa v dôsledku pohybu bod vrátil do svojej pôvodnej polohy,

výtlak je samozrejme nulový. Pohyb nie je samotný pohyb, ale iba jeho konečný výsledok, vzdialenosť po priamke a jeho smer od počiatočnej do konečnej polohy.

Uvažujme elementárny pohyb (pohyby) bodu - z danej polohy do polohy nekonečne blízko k nej. Geometrický súčet elementárnych posunov sa rovná konečnému posunu z počiatočnej polohy do konečnej. Na krivočiarej trajektórii sa elementárny posun považuje za rovný dráhe.

Pohyb telesa počas translačného a rotačného pohybu sa meria odlišne. Lineárne posunutie telesa (pri jeho translačnom pohybe) môže byť určené lineárnym posunutím ktoréhokoľvek z jeho bodov. Pri translačnom pohybe totiž priamka spájajúca akékoľvek dva body tela, pohybujúce sa (priamočiaro alebo krivočiaro), zostáva rovnobežná s jeho počiatočnou polohou. Všetky body tela sa pohybujú rovnakým spôsobom: po podobných trajektóriách, s rovnakými rýchlosťami a zrýchleniami. Stačí odpočítať zodpovedajúcu súradnicu jeho počiatočnej polohy od súradnice konečnej polohy ktoréhokoľvek bodu telesa, aby sa určil posun celého telesa.

Uhlový posun telesa (pri jeho rotačnom pohybe) je určený uhlom natočenia. Pri rotačnom pohybe tela je v ňom priamka, ktorej všetky body zostávajú počas celého pohybu nehybné (ležia na osi). Zvyšné body tela sa pohybujú pozdĺž oblúkov kružníc, ktorých stredy ležia na tejto pevnej čiare - osi otáčania (obr. 4, c). Uvažuje sa aj elementárne uhlové posunutie (s/f) telesa z danej uhlovej polohy do polohy nekonečne blízkej.

Akýkoľvek pohyb telesa v priestore možno znázorniť ako geometrický súčet jeho translačných a rotačných pohybov (vzhľadom na ktorýkoľvek pól, najmä jeho ťažisko).

Oveľa ťažšie sa určuje pohyb telesného systému (biomechanického systému), ktorý mení svoju konfiguráciu. V najjednoduchších prípadoch sa jeho pohyb považuje za pohyb jedného hmotného bodu - zvyčajne spoločného ťažiska (MCM). Potom je možné sledovať pohyb celého ľudského tela „ako celku“, do určitej miery posúdiť celkový výsledok jeho motorickej činnosti. Zostane však neznáme, v dôsledku ktorých pohybov sa dosiahol posun GCM. Niekedy je pohyb ľudského tela znázornený ako pohyb s ním podmienene spojenej čiary (referenčná čiara).

Štúdium pohybov väzieb ľudského tela nám umožňuje podrobnejšie zvážiť pohyb jeho tela. V niektorých prípadoch sa niekoľko pohyblivých častí (napríklad všetky kosti chodidla, ruky alebo predlaktia, dokonca aj trup) považuje za jeden článok - vtedy je už možné zachytiť znaky pohybov vo všeobecnosti, aj keď vzájomné pohyb mnohých článkov sa neberie do úvahy a ich deformácie sa zanedbávajú. Pomocou existujúcich výskumných metód však stále nie je možné získať úplný obraz o pohyboch všetkých hlavných prvkov tela (vrátane vnútorných orgánov a tekutých tkanív). V každej vedeckej štúdii sa treba uchýliť k viac či menej výraznému zjednodušeniu.

V strojoch charakterizovaných určitými pohybmi existuje celkom určitý zákon pohybu. V biomechanických systémoch, charakterizovaných neistotou pohybov v kĺboch, sa snažia dosiahnuť požadovanú istotu, ale možnosti hľadania zákonitosti pohybu všetkých častí tela ako celku sú veľmi malé. O niečo väčšie sú v športoch, kde sa technická zručnosť prejavuje (a vo veľkej miere) práve v presnej reprodukcii vopred určených, detailných pohybov (napríklad v gymnastike, krasokorčuľovaní).

Načasovanie

Časové charakteristiky prezrádzajú pohyb v čase: kedy začal a skončil (časový bod), ako dlho trval (trvanie pohybu), ako často sa pohyb vykonával (tempo), ako boli postavené v čase (rytmus). Spolu s časopriestorovými charakteristikami určujú charakter ľudských pohybov.

Pri určovaní, kde bol bod v priestore, je potrebné určiť, kedy tam bol.

Okamih času

Časový okamih je dočasným meradlom polohy bodu telesa a systému. Časový okamih (r) je určený časovým intervalom pred ním od začiatku referencie.

Časový moment je určený nielen pre začiatok a koniec pohybu, ale aj pre ďalšie dôležité okamžité polohy. V prvom rade sú to momenty výraznej zmeny pohybu: jedna časť (fáza) pohybu končí a začína ďalšia (napr. oddelenie chodidla od opory pri behu je moment, kedy sa končí fáza odpudzovania a začína letová fáza). Trvanie pohybu je určené časovými momentmi.

Trvanie pohybu

Trvanie pohybu- toto je jeho časová miera, ktorá sa meria rozdielom medzi časovými bodmi konca a začiatku pohybu:

Trvanie pohybu je časový interval medzi dvoma hraničnými časovými momentmi. Samotné momenty (ako hranice medzi dvoma susediacimi časovými úsekmi) nemajú trvanie. Je zrejmé, že pri meraní trvania sa používa jeden a ten istý časový referenčný systém. Keď poznáte vzdialenosť prejdenú bodom a trvanie jeho pohybu, môžete určiť jeho rýchlosť. Keď poznajú trvanie pohybov, určujú aj ich tempo a rytmus.

Tempo pohybov

V opakovaných pohyboch rovnakého trvania tempo charakterizuje ich plynutie v čase.

Tempo pohybov" - ide o dočasné opatrenie ich opakovania. Meria sa počtom pohybov opakovaných za jednotku času (frekvencia pohybov):

Tempo je prevrátená hodnota trvania pohybov. Čím dlhšie trvanie každého pohybu, tým nižšie tempo a naopak. Pri opakujúcich sa (cyklických) pohyboch môže tempo slúžiť ako indikátor dokonalosti techniky. Napríklad frekvencia pohybov medzi vysokokvalifikovanými lyžiarmi, plavcami, veslármi (pri vyššej rýchlosti pohybu) je väčšia ako medzi menej trénovanými. Je známe, že s únavou sa tempo pohybov mení: môže sa zvyšovať (napríklad pri skracovaní krokov pri behu) alebo klesať (napríklad ak ho nedokážete udržať pri lyžovaní).

Rytmus pohybov

Rytmus pohybov (temporálny) je dočasnou mierou pomeru častí pohybov. Je určená pomerom trvania častí pohybu:

Rytmus pohybov charakterizuje napríklad pomer doby opory k dobe letu v behu alebo dobe odpisu (ohyb v kolene) k dobe odpudzovania (narovnania nohy) pri opore. Príkladom pomeru trvania a častí pohybu je rytmus kĺzavého kroku na lyžiach (pomer trvania piatich fáz kroku). So zmenou tempa krokov sa mení aj ich rytmus (obr. 5). Okrem časových sa dajú určiť aj priestorové ukazovatele rytmu (napríklad pomer dĺžky výpadu v kroku na lyžiach k dĺžke sklzu).

Na určenie rytmu (dočasného) sa rozlišujú fázy, ktoré sa líšia úlohou pohybu, jeho smerom, rýchlosťou, zrýchlením a ďalšími charakteristikami. Rytmus odráža vynaložené úsilie, závisí od ich veľkosti, času aplikácie a ďalších vlastností pohybov. Preto podľa rytmu pohybov možno do istej miery posúdiť ich dokonalosť. V rytme sú dôležité najmä akcenty - veľké úsilie a zrýchlenia - ich umiestnenie v čase. Pri zvládnutí cvikov je niekedy lepšie si najskôr nastaviť rytmus, ako podrobne opisovať detaily pohybov; pomáha to rýchlo pochopiť vlastnosti študovaného cvičenia, jeho konštrukciu v čase.

Každý pohyb má rôzne časti, ako sú prípravné a výkonné (základné) pohyby, zrýchlenie a spomalenie. To znamená, že rytmus je možné určiť v každom cvičení. Takzvané „nerytmické“ pohyby nie sú úplne zbavené rytmu.

ma pohyb, a pohyby s odchýlkami od daného racionálneho rytmu. Inými slovami, nerytmické pohyby sú pohyby bez určitého konštantného rytmu alebo s nesprávnym, iracionálnym rytmom.

Časopriestorové charakteristiky

Podľa časopriestorových charakteristík sa určuje, ako sa menia polohy a pohyby človeka v čase, ako rýchlo človek mení svoje polohy (rýchlosť) a pohyby (zrýchlenie).

Bodová a telesná rýchlosť

Bodová rýchlosť- toto je časopriestorová miera pohybu bodu (rýchlosť zmeny jeho polohy). Rýchlosť sa rovná prvej časovej derivácii vzdialenosti v uvažovanom referenčnom rámci:

Rýchlosť bodu je určená zmenou jeho súradníc v priebehu času. Rýchlosť je vektorová veličina, charakterizuje rýchlosť pohybu a jeho smer. Keďže rýchlosť ľudských pohybov väčšinou nie je konštantná, ale premenlivá (pohyb je nerovnomerný a krivočiary), na analýzu cvikov sa určujú okamžité rýchlosti.

Okamžitá rýchlosť je rýchlosť v danom časovom bode alebo v danom bode trajektórie, ako to bolo, rýchlosť rovnomerného pohybu vo veľmi malom úseku trajektórie blízko daného bodu trajektórie. Okamžitú rýchlosť si môžeme predstaviť ako tú, ktorú by si teleso udržalo od okamihu, keď naň prestali pôsobiť všetky sily. Priemerná rýchlosť je rýchlosť, ktorou by bod v rovnomernom pohybe prešiel celú uvažovanú dráhu za rovnaký čas. Priemerná rýchlosť umožňuje porovnávať nerovnomerné pohyby.

Rýchlosť bodu (lineárneho) v priamočiarom pohybe smeruje pozdĺž trajektórie, v krivočiarom pohybe - pozdĺž dotyčnice k trajektórii v každom z jeho uvažovaných bodov.

Rýchlosť telesa je určená rýchlosťou jeho bodov. Pri translačnom pohybe telesa sú lineárne rýchlosti všetkých jeho bodov čo do veľkosti a smeru rovnaké. Počas rotačného pohybu sa uhlová rýchlosť telesa určuje ako miera rýchlosti zmeny jeho uhlovej polohy. Veľkosťou sa rovná prvej časovej derivácii uhlového posunu:

Čím väčšia je vzdialenosť od bodu telesa k osi otáčania (t.j. čím väčší je polomer), tým väčšia je lineárna rýchlosť bodu. Rýchlosť otáčania tuhého telesa (v radiánoch) sa rovná pomeru lineárnej rýchlosti každého bodu k jeho polomeru (s konštantnou osou otáčania). Uhlová rýchlosť (co) pre všetky body tela okrem tých, ktoré ležia na osi, je rovnaká:

To znamená, že lineárna rýchlosť ktoréhokoľvek bodu rotujúceho telesa, ktorý neleží na osi, sa rovná jeho uhlovej rýchlosti vynásobenej polomerom rotácie tohto bodu (vzdialenosť od neho k osi rotácie). Rýchlosti komplexného pohybu tuhého telesa možno určiť z lineárnej rýchlosti ľubovoľného pólu a uhlovej rýchlosti otáčania telesa voči tomuto pólu (napríklad okolo osi prechádzajúcej ťažiskom - CM).

Rýchlosť sústavy telies, ktorá mení svoju konfiguráciu, nemožno určiť rovnakým spôsobom ako uhlovú rýchlosť tuhého telesa. V tomto prípade sa určí lineárna rýchlosť CCM systému. Často sa určujú lineárne rýchlosti bodov článkov tela (priemety osí kĺbov na povrch tela). Okrem toho sa pri zmenách držania tela určujú uhlové rýchlosti väzieb tela vzhľadom na kĺbové osi; tieto rýchlosti sa zvyčajne počas cesty menia. Pre biomechanické zdôvodnenie techniky je potrebné v každom prípade zvoliť, ktoré rýchlosti ktorých spojov a bodov sa majú určiť.

1 Vždy by ste mali uvádzať rýchlosť určovaného objektu (napríklad rýchlosť bežca), a nie „rýchlosť pohybu“.

Bodové a telesné zrýchlenie

bodové zrýchlenie- je to časopriestorová miera zmeny pohybu bodu (rýchlosť zmeny pohybu- veľkosť a smer rýchlosti). Zrýchlenie bodu sa rovná prvej časovej derivácii rýchlosti tohto bodu v uvažovanom referenčnom rámci:

Zrýchlenie bodu je určené zmenou jeho rýchlosti v čase. Zrýchlenie je vektorová veličina, ktorá charakterizuje rýchlosť zmeny rýchlosti z hľadiska jej veľkosti a smeru v danom okamihu (okamžité zrýchlenie) 1 .

Tangenciálne zrýchlenie bude kladné, keď sa rýchlosť bodu zvyšuje, a záporné, keď sa znižuje. Ak je tangenciálne zrýchlenie nulové, potom je rýchlosť konštantná. Ak je normálne zrýchlenie nulové, potom je smer rýchlosti konštantný.

Uhlové zrýchlenie telesa je definované ako miera rýchlosti zmeny jeho uhlovej rýchlosti. Rovná sa prvej časovej derivácii uhlovej rýchlosti telesa:

Rozlišujte medzi lineárnym zrýchlením telesa (pri translačnom pohybe) a uhlovým (pri rotačnom pohybe). Pomer lineárneho zrýchlenia každého bodu rotujúceho telesa k jeho polomeru sa rovná uhlovému zrýchleniu (e) v radiánoch za sekundu na druhú. To znamená, že lineárne zrýchlenie ktoréhokoľvek bodu rotujúceho telesa sa rovná jeho uhlovému zrýchleniu vynásobenému polomerom rotácie tohto bodu:

Zrýchlenie systému ate * zmena jeho konfigurácie sa určuje ešte ťažšie ako rýchlosť. Akcelerácia je dobrým indikátorom kvality vynaloženého úsilia (obr. 6).

„Priemerné zrýchlenie počas pohybu, najmä v prípadoch, keď sa mení znamienko, sa zvyčajne neurčuje, pretože dostatočne necharakterizuje detaily (detaily) pohybu.

DYNAMICKÉ CHARAKTERISTIKY

Všetky pohyby človeka a ním pohybovaných telies pôsobením síl menia veľkosť a smer rýchlosti. Na odhalenie mechanizmu pohybov (dôvody ich vzniku a priebeh ich zmien) sa skúmajú dynamické charakteristiky. Patria sem inerciálne charakteristiky (vlastnosti ľudského tela a ním pohybovaných telies), sila (vlastnosti interakcie častí tela a iných telies) a energia (stavy a zmeny výkonu biomechanických systémov).

Zotrvačné charakteristiky

Vlastnosť zotrvačnosti telies je odhalená v prvom Newtonovom zákone: "Každé teleso si zachováva svoj stav pokoja alebo rovnomerného a priamočiareho pohybu, kým vonkajšie aplikované sily tento stav nezmenia." Inými slovami, každé teleso si udržiava svoju rýchlosť, kým nie je zmenené silami.

Pojem zotrvačnosti

Akékoľvek telesá udržujú rýchlosť nezmenenú pri absencii vonkajších vplyvov rovnakým spôsobom. Túto vlastnosť, ktorá nemá žiadnu mieru, navrhujeme nazvať zotrvačnosťou 1 . Rôzne telesá menia rýchlosť pôsobením síl rôznymi spôsobmi. Táto ich vlastnosť má teda mieru: volá sa zotrvačnosť. Práve zotrvačnosť je zaujímavá, keď je potrebné vyhodnotiť, ako sa mení rýchlosť.

zotrvačnosť- vlastnosť fyzických telies, prejavujúca sa postupnou zmenou rýchlosti v čase pri pôsobení síl.

Udržiavanie nezmenenej rýchlosti (pohyb akoby zotrvačnosťou) v reálnych podmienkach je možné len vtedy, keď sú všetky vonkajšie sily pôsobiace na teleso vzájomne vyvážené. V iných prípadoch nevyvážené vonkajšie sily menia rýchlosť tela v súlade s mierou jeho zotrvačnosti.

Telesná hmotnosť

Telesná hmotnosť- je miera zotrvačnosti telesa počas translačného pohybu. Meria sa pomerom veľkosti použitej sily k zrýchleniu, ktoré spôsobuje.:

Meranie telesnej hmotnosti tu vychádza z druhého Newtonovho zákona: "Zmena pohybu je priamo úmerná pôsobiacej sile zvonku a prebieha v smere, v ktorom táto sila pôsobí."

Hmotnosť telesa závisí od látkového množstva telesa a charakterizuje jeho vlastnosť – ako presne môže pôsobiaca sila meniť jeho pohyb. Rovnaká sila spôsobí väčšie zrýchlenie pre teleso s menšou hmotnosťou ako pre teleso s väčšou hmotnosťou 1 .

Pri štúdiu pohybov je často potrebné brať do úvahy nielen veľkosť hmoty, ale, ako sa hovorí, aj jej rozloženie v tele 2 . Umiestnenie ťažiska telesa udáva rozloženie hmotných bodov v tele.

V absolútne tuhom tele sú tri body, ktorých polohy sa zhodujú: ťažisko, ťažisko a ťažisko. Ide však o úplne odlišné pojmy. V CM sa pretínajú smery síl, z ktorých ktorýkoľvek spôsobuje translačný pohyb telesa. Hmotné body s hmotnosťou sú umiestnené rovnomerne vo vzťahu k línii pôsobenia takýchto síl, a preto nedochádza k rotačnému pohybu. Malo by sa pamätať na to, že ak sa hmotné body telesa, ktoré majú hmotnosť, vzdialia od tejto čiary v opačných smeroch o rovnakú vzdialenosť, potom sa poloha ťažiska od toho nezmení. V dôsledku toho pojem „ťažisko“ úplne neodráža rozloženie hmotných bodov v tele. Pojmy stred zotrvačnosti (ako pôsobisko výslednice všetkých fiktívnych zotrvačných síl) a ťažisko (ako pôsobisko výslednice všetkých tiažových síl) zvážime neskôr.

moment zotrvačnosti tela

moment zotrvačnosti tela- je miera zotrvačnosti telesa počas rotačného pohybu. Moment zotrvačnosti telesa okolo osi sa rovná súčtu súčinov hmotností všetkých hmotných bodov telesa a štvorcov ich vzdialeností.

V deformujúcej sa sústave telies, keď sa jej časti vzďaľujú od osi otáčania, sa zvyšuje moment zotrvačnosti sústavy. Zotrvačný odpor sa zvyšuje so vzdialenosťou častí tela od osi otáčania v pomere k druhej mocnine vzdialenosti. Keďže hmotné body v tele sú umiestnené v rôznych vzdialenostiach od osi otáčania, pre množstvo problémov je vhodné zaviesť pojem "polomer otáčania".

Polomer otáčania tela- je to porovnávacia miera zotrvačnosti daného telesa okolo jeho rôznych osí. Meria sa ako druhá odmocnina pomeru momentu zotrvačnosti (vzhľadom na danú os) k hmotnosti telesa:

"Takto meraná hmota sa nazýva inertná, meraná vážením - ťažká. Kvantitatívne sa rovnajú jedna druhej a líšia sa len spôsobmi určenia.

2 Keďže hmotnosť telesa nie je látkou samotnou, ale jeho vlastnosťou, potom sa, prísne vzaté, nepohybuje a nerozdeľuje; telesá, ktoré majú hromadný pohyb; častice (hmotné body) telesa, ktoré majú hmotnosť, sú rozložené.

Po empirickom zistení momentu zotrvačnosti telesa je možné vypočítať polomer zotrvačnosti, ktorého hodnota charakterizuje rozloženie hmotných bodov v tele vzhľadom na danú os. Ak mentálne umiestnite všetky hmotné body tela do rovnakej vzdialenosti od osi, dostanete dutý valec. Polomer takého valca, ktorého moment zotrvačnosti sa rovná momentu zotrvačnosti skúmaného telesa, sa rovná polomeru zotrvačnosti. Umožňuje vám porovnávať rôzne rozloženia hmotnosti tela vzhľadom na rôzne osi rotácie. To je výhodné, keď sa berie do úvahy zotrvačnosť jedného telesa vzhľadom na rôzne osi.

Vedieť o momente zotrvačnosti je veľmi dôležité pre pochopenie pohybu, aj keď presné kvantitatívne určenie tejto veličiny v konkrétnych prípadoch je často náročné.

Výkonové charakteristiky

Je známe, že pohyb telesa môže nastať tak pri pôsobení hnacej sily, ktorá naň pôsobí, ako aj bez hnacej sily (zotrvačnosťou), keď pôsobí iba brzdiaca sila. Nie vždy sa uplatňujú hnacie sily; bez brzdných síl nie je pohyb.

Mestská rozpočtová vzdelávacia inštitúcia

„Stredná škola č. 4 pomenovaná po. V.V.Bianchi»

mesto Biysk, územie Altaj

Program

voliteľný predmet z fyziky

„Fyzika. Ľudské. zdravie"

pre žiakov 9. ročníka

učiteľ fyziky, MBOU „Stredná škola č.4 pomenovaná po. V.V.Bianchi»

Bijsk, územie Altaj

Biysk

2012-2013

Vysvetľujúca poznámka

do programu výberového predmetu fyzika

„Fyzika. Ľudské. zdravie"

Výberový predmet „Fyzika. Ľudské. zdravie"

zabezpečuje prehĺbenie a rozšírenie tém základného programu fyzika a je určený žiakom 9. ročníka, ktorí si volia ďalší prírodovedný profil vzdelávania a budujú si vlastnú ďalšiu vzdelávaciu trajektóriu v oblasti polytechnických vied.

Výberový predmet je súčasťou učebných osnov MBOU „Stredná škola č. 4 pomenovaná po V.V. Bianki“ a odráža metodiku implementácie programov školiacich kurzov a disciplín, pričom zohľadňuje:

požiadavky federálnych zložiek štátnych vzdelávacích štandardov;

povinný minimálny obsah vzdelávacích programov;

maximálne množstvo vzdelávacieho materiálu pre študentov;

požiadavky na úroveň prípravy absolventov;

objem študijných hodín určený školským vzdelávacím programom.

Kurz je koncipovaný na 35 hodín (1 lekcia týždenne).

Relevantnosť a novosť

V priebehu fyziky študovanej v modernej škole sa takmer žiadna pozornosť nevenuje fyzickým parametrom, ktoré charakterizujú človeka. V súvislosti s modelovaním procesov prebiehajúcich v živých organizmoch, v technike, s rozvojom takej modernej vedy, ako je bionika, však študenti čoraz viac prejavujú zvýšený záujem o štúdium fyziky človeka.

Na druhej strane, aj v bežnej mestskej ambulancii sa každý človek stretáva s veľkým množstvom fyzikálnych metód na vyšetrenie svojho tela. Napríklad sa meria krvný tlak, zaznamenávajú sa biopotenciály srdca, fyzioterapeutická liečba chorôb sa vykonáva pomocou rôznych zariadení, ktoré produkujú široké spektrum elektromagnetického žiarenia.

V mnohých rodinách sa objavili zdravotnícke pomôcky, ktoré im umožňujú samostatne vykonávať malé diagnostické štúdie vlastného tela (určenie tlaku, cukru v krvi človeka atď.).

Program tohto výberového predmetu umožní študentom výrazne rozšíriť svoje vedomosti v oblasti fyziky človeka štúdiom jednotlivých procesov prebiehajúcich v živých organizmoch na základe fyzikálnych zákonov. Pomôže nadviazať vzťahy príčiny a následku, ktoré existujú v živej a neživej prírode, vzbudí záujem nielen o fyziku, ale aj o iné vedy, najmä o biológiu.

Výberový predmet zameriava študentov aj na vytváranie zdravotného priestoru študenta, ktorý je výrazom harmonického spolupôsobenia všetkých jeho orgánov a systémov, dynamického vyrovnávania sa s prostredím a prejavuje sa v stave komfortnej pohody. Umožní odhaliť niektoré metódy zdraviu prospešných procesov, ktoré dokážu podporiť telo a prevziať zodpovednosť za svoje zdravie, využívať osobné zdroje.

Program je koncipovaný tak, aby si v priebehu štúdia tohto predmetu študenti nielen uspokojili svoje vzdelávacie potreby, ale získali aj bádateľské zručnosti, zoznámili sa so stručnými údajmi o medicínskej a biologickej technike, rozšírili si kompetencie vo veciach odborných sebaurčenie, a formovať vzdelávaciu motiváciu pre zmysluplnejšie štúdium.fyziky v budúcnosti.

To umožní každému študentovi rozšíriť základné kompetencie moderného človeka: informačné (schopnosť vyhľadávať, analyzovať, transformovať, aplikovať informácie na riešenie problémov); komunikatívnosť (schopnosť spolupracovať s inými ľuďmi); sebaorganizácia (schopnosť stanoviť si ciele, plánovať, zodpovedne zaobchádzať so zdravím); sebavzdelávanie (ochota navrhovať a realizovať vlastnú vzdelávaciu trajektóriu počas celého života).

Pri štúdiu tohto výberového predmetu je možné realizovať moderný trend vo vzdelávaní, ktorý spočíva v tom, že asimilácia obsahu predmetu od cieľa vzdelávania sa stáva prostriedkom takého emocionálneho, sociálneho a intelektuálneho rozvoja študenta, ktorý zabezpečuje prechod od učenia k sebavzdelávaniu.

Systém a forma tried sú vybrané tak, aby pomohli pri riešení problému, ktorému učiteľ v súčasnej fáze čelí: naučiť dieťa také technológie kognitívnej činnosti, schopnosť zvládnuť nové poznatky v akejkoľvek forme a typu, aby mohol rýchlo a hlavne kvalitne spracovať prijaté informácie. Potom ho aplikujte v praxi pri riešení rôznych typov problémov (a zadaní), precíťte osobnú zodpovednosť a zapojenie do procesu učenia, pripravte sa na ďalšiu praktickú prácu a ďalšie vzdelávanie.

Výberový predmet sa zameriava aj na zabezpečenie práva každého študenta na výber profesijného sebaurčenia a jeho ďalšiu vzdelávaciu a profesionálnu cestu.

Pri vedení vyučovania je možné kombinovať témy kurzu s témami biológie a anatómie človeka, ale hlavným predmetom je fyzika.

Ciele a ciele výberového predmetu. Očakávané výsledky.

Hlavné ciele kurzu:

Vytvorenie orientačného a motivačného základu pre vedomú voľbu prírodovedného profilu tak, aby sa študent utvrdil vo výbere ďalšieho vzdelávania alebo ho odmietol;

Oboznámenie sa s hlavnými metódami aplikácie fyzikálnych zákonov v medicíne, rozvíjanie kognitívneho záujmu o moderné medicínske technológie;

Ukázať žiakom jednotu prírodných zákonov, aplikovateľnosť fyzikálnych zákonov na živý organizmus, perspektívny rozvoj vedy a techniky a tiež ukázať, v ktorých oblastiach odbornej činnosti im získané poznatky budú užitočné;

Rozvíjať kognitívnu aktivitu a nezávislosť, túžbu po sebarozvoji a sebazdokonaľovaní;

Jednotlivé trajektórie valeologických aspektov udržiavania vlastného zdravia považovať za jednu z podmienok zvyšovania kvality vzdelávania.

Tento voliteľný predmet rieši tieto úlohy:

prehlbovanie poznatkov o hmotnom svete a metódach vedeckého poznávania prírody, ktorých neoddeliteľnou súčasťou je sám človek;

rozvoj kognitívnych záujmov, intelektuálnych a tvorivých schopností žiakov v procese praktickej aplikácie vedomostí, zručností vo fyzike, samostatné získavanie vedomostí s využitím rôznych zdrojov informácií;

rozvíjaním záujmu o predmet ovplyvňovať výber sféry odbornej činnosti žiakmi, prispievať k formovaniu vnútornej motivácie pre realizáciu voľby v ďalšom vzdelávaní;

vytváranie podmienok na formovanie a rozvoj tvorivých schopností žiakov, schopnosť pracovať v skupine, viesť diskusiu, obhajovať svoj názor, záujem o štúdium fyziky a fyzikálny experiment.

Očakávané výsledky tohto voliteľného predmetu sú:

získanie predstavy o širokej škále fyzikálnych javov a zákonov, vďaka ktorým zdravé ľudské telo funguje normálne;

pestovanie kultúry zachovania vlastného zdravia, podpora zdravého životného štýlu;

znalosť niektorých zdravotníckych pomôcok, ktoré sa používajú na diagnostiku a liečbu rôznych chorôb;

rozvoj kognitívnych záujmov, intelektuálnych a tvorivých schopností, komunikačných vlastností;

vedomé sebaurčenie študenta ohľadom profilu ďalšieho vzdelávania.

Na konci kurzu by študenti mali vedieť:

Fyzikálne zákony, ktoré možno použiť na vysvetlenie procesov prebiehajúcich v ľudskom tele;

Vlastnosti vášho tela z hľadiska fyzikálnych zákonov;

Zdravotnícke pomôcky potrebné na to, aby osoba zistila zdravotný stav a poskytla nezávislú pomoc vlastnému telu.

Po ukončení kurzu by študenti mali byť schopní:

Pracovať s rôznymi zariadeniami, zdrojmi, samostatne vyhľadávať a získavať nové poznatky, analyzovať a vyhodnocovať nové informácie;

Simulujte javy, vyberte potrebné nástroje, vykonajte merania s ich pomocou, pracujte v súlade s pokynmi;

Prezentovať informácie vo forme tabuliek, grafov, malých projektov;

Diskutujte o výsledkoch aktivít, vyvodzujte závery, zapájajte sa do diskusií;

Buďte zodpovední za svoje zdravie a naučte sa zručnosti na jeho posilnenie a udržanie.

Vzdelávacie a tematické plánovanie.

Predmet je založený na vedomostiach, zručnostiach a schopnostiach vo fyzike nadobudnutých žiakmi základnej školy, praktických skúsenostiach s prvkami pokročilého vzdelávania. Ale obsah kurzu je kvalitatívne odlišný od základného kurzu fyziky. Na hodinách sa fyzikálne zákony zohľadňujú hlavne na neživých predmetoch. Je však veľmi dôležité, aby si žiaci postupne vypestovali presvedčenie, že príčinná súvislosť javov je univerzálna a všetky javy vyskytujúce sa vo svete okolo nás, ako aj vo vnútri ľudského tela, sú navzájom prepojené.

Téma

Množ

hodiny

Prednášky

Prax

Semináre

Úvod

Antropometria a fyzika.

Stanovenie parametrov ľudského tela

3-4.

Vízia. Oko ako optický systém.

Poruchy zraku a ich odstránenie.

6-7.

Páky v ľudskom tele.

Jednoduché mechanizmy v ortopédii.

Ľudská rovnováha.

Krvný tlak a prístroje na jeho meranie.

Prietok krvi a lymfy cez cievy.

Fyzikálne základy v kardiológii

13-14

Zvukové vlny a ľudský sluch.

Fyzikálne základy ľudskej reči a sluchu.

Termoregulácia živého organizmu

Úloha vlhkosti a jej regulácia v priemyselnom a domácom prostredí

Práca a sila človeka. Ergometria

Energetická hodnota (obsah kalórií) produktov.

20-21.

Röntgenové lúče a ich aplikácia v medicíne.

22-23.

Elektrické a magnetické javy a zdravie.

Vplyv magnetov na ľudský život.

Použitie magnetov pre ľudské zdravie.

Exkurzia do fyzioterapeutickej miestnosti polikliniky.

27-30.

Zdravý životný štýl.

Elektromagnetické pole a ľudské zdravie.

Bunková komunikácia a ľudské zdravie

Osobný počítač a ľudské zdravie

Domáce elektrospotrebiče a ľudské zdravie.

Metóda rádioaktívnych izotopov v diagnostike chorôb

Počítačová tomografia je moderným výdobytkom fyzikov a lekárov.

33-34.

Záverečná konferencia.

Zhrnutie.

Celkom

Program kurzu

Úvod

Prehľadná prednáška ilustrujúca celú šírku spektra fyzikálnych javov, o ktorých možno v súvislosti so zdravím človeka či fungovaním ľudského tela diskutovať: javy optické, mechanické, tepelné, elektrické, magnetické a iné.

Optické parametre človeka

Priamočiare šírenie svetla. Zákony odrazu a lomu. Objektívy. Vytváranie obrazu v šošovkách. Ľudské oko je zložitý optický systém. Oči rôznych predstaviteľov zvieracieho sveta. Hlavné zrakové chyby: krátkozrakosť, ďalekozrakosť, astigmatizmus, farbosleposť. Okuliare. Ako si udržať dobré videnie: svetelné podmienky, optimálna vzdialenosť a uhol pohľadu, správny režim práce a odpočinku.

Ukážky: optická lavica, šošovky, zrkadlá, refrakčný hranol.

Praktická práca: určenie ohniskovej vzdialenosti a optickej mohutnosti šošoviek v rôznych okuliaroch; stanovenie zrakovej ostrosti, pozorovanie rôznych typov obrazov v šošovkách.

: ľudské optické parametre.

Mechanické parametre osoby

Hustota tekutín a pevných tkanív, ktoré tvoria osobu. Jednoduché mechanizmy v živých organizmoch a ich účel. "Zlaté pravidlo" mechaniky. Ľudský pohybový aparát a zákony mechaniky. Prečo človek potrebuje kĺby? Štruktúra kostí z hľadiska možnosti najväčšej deformácie. Práca a sila vyvinutá človekom v rôznych činnostiach.

Ukážky: tvárnice, brána, klin, skrutka, páka, naklonená rovina a iné.

Praktická práca: stanovenie svalovej sily ľudskej ruky pomocou merača výkonu; výpočet prírastku sily v systéme "predlaktie-rameno"; stanovenie priemernej hustoty kostí.

Nezávislé vyhľadávanie informácií: mechanické parametre človeka

Tlak a zariadenia na jeho meranie

Úloha atmosférického tlaku v živote živých organizmov. Ako sa vytvára tlak vo vnútri človeka. Atmosférický tlak a ľudské blaho. Vysoký a nízky tlak.

Praktická práca:štúdium zariadenia, princíp činnosti a pravidlá používania lekárskeho tonometra podľa jeho pokynov, meranie krvného tlaku pomocou tonometra a fonendoskopu.

Virtuálna prehliadka: Let teplovzdušným balónom.

Nezávislé vyhľadávanie informácií: ako človek znáša rôzne nadmorské výšky?

Termoregulácia živého organizmu. Prietok krvi cez cievy.

Difúzne procesy v živej prírode. kapilárne javy. zmáčavosť. Všetko o koži – najlepšom „strešnom materiáli“. Zákony pohybu tekutín potrubím s premenlivým prierezom. Bernoulliho rovnica. Komplexný systém krvných a lymfatických ciev v ľudskom tele.

Ukážky: optická lavica, model trubice s premenlivým prierezom.

Praktická práca: definícia krvného testu. Vykonávanie praktickej práce je plánované s prizvaním zdravotníckeho pracovníka vykonávajúceho odbery a analýzy krvi. Meranie teploty pokožky polovodičovým teplomerom.

Červené krvné guľôčky ľudskej krvi sú kotúče s priemerom približne 7*10 -6 ma hrúbkou 10 -6 m. Každý kubický milimeter krvi obsahuje asi 5*106 týchto kotúčikov.

a) ak je v tele dospelého človeka 5 litrov krvi, koľko červených krviniek obsahuje?

b) hmotnosť molekuly hemoglobínu je približne 6,8 x 10 4 am.u. Koľko molekúl hemoglobínu by mala obsahovať jedna červená guľa, ak hustota hemoglobínu je 1 kg/m 3 a ak predpokladáme, že globuly pozostávajú výlučne z hemoglobínu?

2. Ako vysvetliť vodeodolnosť slamenej strechy, sena v stohoch?

3. Krv je viskóznejšia ako voda. Pri pohybe cez cievny systém zažíva odpor v dôsledku vnútorného trenia. Čím sú cievy tenšie, tým väčšie je trenie a tým viac klesá krvný tlak. Za minútu srdce vytlačí do aorty asi 4 litre krvi. Rýchlosť pohybu krvi v aorte je 0,5 m / s a ​​cez kapiláry - 0,5 mm / s. Koľkokrát je odporová sila pri pohybe krvi aortou väčšia ako odporová sila krvi pohybujúcej sa kapilárami, ak koeficient odporu proti pohybu krvi považujeme v oboch prípadoch za rovnaký?

4. Pokračujte vo vyhľadávaní informácií o parametroch ľudského tela a vypĺňaní osobného fyzického pasu.

Zvukové vlny a ľudský sluch

Vibrácie v prírode. Zvuk a jeho vlastnosti. zvukové vlastnosti. Ľudský hlasový aparát. Hlasy vo svete zvierat. Ľudský načúvací prístroj. Infrazvuky a ultrazvuky. Bioakustika rýb. Vplyv zvukov rôznych frekvencií na ľudské zdravie.

Ukážky: metronómy, rezonátorové skrinky, strunové hudobné nástroje, mechanický vlnový rozsah. Reprodukcia záznamu práce srdca, grafický záznam srdcových zvukov (fonokardiografia).

Praktická práca: stanovenie maximálnej citlivosti ľudského načúvacieho prístroja, stanovenie pulzu človeka pred fyzickou námahou a po zvýšení záťaže pomocou fonendoskopu. Ak je to možné, dohodnite si návštevu lekárskej ambulancie na fonokardiografiu.

1. Úlohy typu: Ľudská bubienka má plochu približne 0,65 cm 2 . Pri hlasitosti zvuku 20 dB je amplitúda akustického tlaku 20 mN/m 2 - to je zvukové pozadie vo veľmi tichej miestnosti. Prah bolesti pre ucho nastáva pri hlasitosti 140 dB a amplitúde akustického tlaku 200 N/m 2 a mechanické poškodenie ušného bubienka nastáva pri hlasitosti 160 dB a amplitúde akustického tlaku 2 kN/m 2 . Akou silou v týchto prípadoch pôsobí zvuk na bubienok?

2. Oboznámenie sa s frekvenčným rozsahom hlasov spevákov:

Frekvenčný rozsah, Hz

Pánske: bas

80 - 350

barytón

100 - 400

tenor

130 -500

Dámske: kontraalt

170 - 780

mezzosoprán

200 - 900

soprán

250 - 1000

koloratúrny soprán

13000

Domáca úloha:"zlaté" hlasy Ruska, aký je ich frekvenčný rozsah?

Elektromagnetické žiarenie a jeho využitie v medicíne

Ultrafialové, infračervené a röntgenové žiarenie. V. Roentgen, životopisné údaje. Objav röntgenových lúčov. Vlastnosti röntgenového žiarenia. Aplikácia v medicíne na diagnostiku a liečbu. Prečo je potrebné pravidelne robiť fluorografiu?

Ukážky: röntgenové snímky.

Domáca úloha: ak je to možné, nájdite rôzne zariadenia elektrického a magnetického princípu činnosti („Vitafon“, „MAG“ a iné) s návodom, prineste ich do školy.

Elektrické a magnetické javy a ľudské zdravie

Elektrické vlastnosti telesných tkanív. Človek vo svete elektromagnetických polí a impulzov. Bioprúdy, mozgové impulzy. Prečo môžete oživiť elektrickým výbojom? Využitie vysokofrekvenčných vibrácií na terapeutické účely.

Praktická lekcia: stanovenie odolnosti ľudskej kože; štúdium prístroja, princíp fungovania a pravidlá používania prístrojov zo série "Home Doctor" podľa ich pokynov.

Textilné

Špecifická elektrická vodivosť,

Ohm -1 *m -1

cerebrospinálnej tekutiny

Sérum

Krv

Svalovina

Vnútorné orgány

(2-3)*10 -1

Mozog a nervové tkanivo

0,07

Tukové tkanivo

0,03

Suchá koža

10 -9

Exkurzia do fyzioterapeutickej miestnosti polikliniky

Oboznámenie sa s rôznymi druhmi fyzioterapeutických prístrojov, ich účelom, princípmi pôsobenia, typmi ochorení, pri liečbe ktorých sa používajú a pod. Bezpečnostné opatrenia pri práci so zariadením.

Domáca úloha: registrácia informácií naštudovaných v kurzoch vo forme správy, plagátu, prezentácie alebo v akejkoľvek inej vizuálnej forme.

Príklad informácií:

Vedci zo Spojeného ústavu fyziky Zeme. O. Yu Schmidt z Ruskej akadémie vied skúmal vplyv fyzikálnych polí rôznej povahy (hlavne elektromagnetických) na behaviorálne reakcie živých organizmov vrátane ľudí. Neurasténiu často sprevádzajú bolesti hlavy (migrény) a strata spánku Ako zmierniť bolesti hlavy?

Odpoveď: Dá sa to dosiahnuť vystavením mozgu impulzom elektrického prúdu cez elektródy aplikované na kožu. Metóda vám umožňuje znížiť a niekedy úplne vylúčiť používanie chemických liekov proti bolesti, zachrániť pacienta pred ich vedľajšími účinkami. Napríklad v prístroji Skat sa striedavo privádzajú impulzy striedavého prúdu z troch párov elektród namontovaných na hlave pacienta. Vďaka tomu sú ovplyvnené takmer všetky mozgové štruktúry zodpovedné za blokádu stimulácie bolesti. Frekvencia impulzov sa pohybuje v rozsahu 400 - 1500 Hz a amplitúda prúdu dosahuje 300 mA.

Človek strávi vo sne asi tretinu svojho života. Ľudia znášajú úplný nedostatok spánku oveľa ťažšie ako hladovanie a čoskoro zomierajú. V procese spánku mozgové bunky obnovujú svoju účinnosť, aktívne absorbujú živiny a akumulujú energiu. Spánok obnovuje duševnú aktivitu, vytvára pocit sviežosti, živosti, spôsobuje nával energie. Preto sa elektrospánok využíva na liečbu ochorení centrálneho nervového systému. Používa sa pri zníženej výkonnosti, zvýšenej únave, bolestiach hlavy a nespavosti.

Zdravý životný štýl

Zdravá strava. Správne vzorce spánku a bdenia. Rozumné cvičenie. Šport. Prečo je kúpeľ užitočný? Pravidlá osobnej hygieny. Je možné bojovať proti zlým návykom? Aké návyky sa považujú za škodlivé?

Praktická práca: zisťovanie parametrov zdravého človeka (pulz, frekvencia dýchania, tlak, hmotnosť), zisťovanie vytrvalosti a zdatnosti organizmu po fyzickej aktivite (10 drepov), vydanie osobného fyzického pasu.

Domáca úloha: pripomeňte si podľa vás najzaujímavejšiu lekciu kurzu, pripravte krátku (2-3 minúty) správu na túto tému; odpovedzte na otázku - čo nové vo fyzike som sa naučil počas práce na tomto výberovom predmete fyziky? Potrebuje dobrý lekár alebo zdravotná sestra vedieť túto tému? Zmenilo sa vaše rozhodnutie pri výbere ďalšieho vzdelávania? Čo by ste odporučili zmeniť alebo doplniť v programe voliteľných predmetov?

Záverečná konferencia

Príhovory - úvahy študentov o výsledkoch výberového predmetu. Pozrite si jednotlivé projekty pripravené študentmi.

Zhrnutie výsledkov vyplnenia osobného fyzického pasu, prediskutovanie otázok súvisiacich s kultúrou zachovania vlastného zdravia.

Bibliografia

Alekseeva M.N. Fyzika – mladá. - M.: Osveta, 1980.

Agadzhanyan N.A. Rytmus života a zdravia. - M.: Vedomosti, 1975.

Butyrsky G.A. Experimentálne úlohy z fyziky ročník 10-11. - M.: Osvietenstvo, 2000.

Katz Ts.B. Biofyzika na hodinách fyziky. - M.: Osveta, 1987.

Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Učebnica fyziky. 10. ročník - M.: Osveta, 2001.

Perelman Ya I. Zábavná fyzika.- D.: "VAP", 1994.

Peryshkin A.V. Učebnica fyziky. 7. trieda. - M.: Drop, 2001.

Peryshkin A.V. Učebnica fyziky. 8. trieda. - M.: Drop, 2001.

Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Učebnica fyziky. 9. ročník - M.: Drop, 2001.

Do prvej skupiny patria: hmotnosť jednotlivých častí ľudského tela, hustota, modul pružnosti a šmykový modul mäkkých a tvrdých tkanív tela, rýchlosti šírenia napäťových vĺn v tkanivách a ich charakteristické impedancie.[ ... ]

Druhou skupinou odvodených charakteristík sú: ukazovatele relatívneho útlmu vibrácií pri ich šírení telesom z miesta budenia, frekvenčné charakteristiky vstupných mechanických impedancií v zóne kontaktu telesa s vibrujúcimi plochami, prechodné mechanické nmedancie pre ľubovoľné bod na povrchu tela, frekvencie prirodzených vibrácií telesných štruktúr. ...]

Poznámka. Hmotnosť ruky 0,6 kg, predlaktia 1,6 kg, nadlaktia 2,3 kg.[ ...]

V tabuľke. Na obrázku 4 sú znázornené hmotnosti jednotlivých častí ľudského tela vo vzťahu k celkovej hmotnosti a v absolútnych hodnotách spriemerované podľa údajov N. N. Khavkina, Coldmana (cit. podľa Harris a Crede, 1961) a Woodsona a Conovera (1968). Posledne menované sa vzťahujú na priemer mužov s výškou 175 cm a hmotnosťou 70 kg.[ ...]

V tabuľke. 6 podľa rovnakých literárnych zdrojov ukazuje priemerné zmeny tuhosti K a disipatívneho odporu R mäkkých tkanív tela pri ich premiestnení pôsobením statického zaťaženia, vztiahnuté na plochu 1 cm2.[ .. .]

Tieto údaje získal Franke (cit. v Harris a Crede, 1961) len o dvoch predmetoch a boli charakterizované rozptylom hodnôt. Napriek tomu je možné vidieť, že pri zaťaženiach, ktoré spôsobujú posuny tkaniva nepresahujúce 5 mm, sa tuhosť K a odpor R menia takmer lineárne so zmenou zaťaženia. Pri posunoch väčších ako 5 mm vykazujú telesné tkanivá charakteristickú nelinearitu ich elasticko-viskózne vlastnosti.[ ...]

Z derivátov mechanických charakteristík ľudského tela budeme najskôr uvažovať o útlme kmitov pri ich šírení telom z miesta vybudenia. Prvýkrát tento útlm pre frekvenciu 50 Hz študoval v roku 1939 Vökevu.[ ...]

Štúdium útlmu kmitov pri ich šírení ľudským telom bolo pre nás zaujímavé z trochu iného hľadiska, a to v porovnaní charakteristík útlmu kmitov rôznych frekvencií pri pôsobení vibrácií cez chodidlá. chodidlá alebo dlane s cieľom objasniť pojmy „miestne“ a „všeobecné“ vibrácie a určiť veľkosť prijímacej zóny pokrytej oscilačným pohybom.[ ...]

Uskutočnili sme tiež štúdie na 10 prakticky zdravých mužoch (každý desať experimentov) vo frekvenčnom rozsahu od 8 do 125 Hz a pri pôsobení vibrácií na chodidlá a dlane. Ako zdroj vibrácií slúžil mechanický vibračný stojan VUS-70/200. Subjekt sa buď postavil na plošinu stojana, alebo, keď bol mimo nej, stlačil nadol vibračnú rukoväť pripevnenú k plošine, pričom vykonával kontrolu nad nastavenou prítlačnou silou na ukazovacom zariadení. Šírenie vibrácií bolo zaznamenané meracím zariadením vyrobeným spoločnosťou Brüel & Co. s 30-gramovým snímačom pritlačeným rukou testera na kostné výbežky v pevných bodoch tela. Namerané úrovne rýchlosti vibrácií boli spriemerované s určením štandardných odchýlok, ktoré kolísali v rozmedzí ± 2-5 dB.[ ...]

Študovali sme vplyv svalového napätia na vedenie vibrácií tkanivami ramena meraním intenzity vibrácií v rovnakých bodoch - na ramene subjektov - za podmienok rovnakej úrovne rýchlosti vibrácií v zóne kontaktu s vibrujúcim povrchom, ale s rôznym tlakom na rukoväť.[ ...]

Tabuľky pre túto kapitolu: