Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
1. Proprietățile mecanice ale țesuturilor biologice
rezistența la fracturi osoase biologice
Structura materialului este principalul factor care determină proprietățile sale mecanice și natura procesului de distrugere. Cele mai multe țesuturi biologice sunt materiale compozite anizotropice formate dintr-o combinație volumetrică de componente chimice diferite. Compoziția fiecărui tip de țesut a fost formată în procesul de evoluție și depinde de funcțiile pe care le îndeplinește.
Tesut osoasă. Oasele reprezintă materialul de bază al sistemului musculoscheletic. Deci, în scheletul uman există mai mult de 200 de oase. Scheletul este suportul corpului și promovează mișcarea. La un adult, scheletul cântărește aproximativ 12 kg (18% din greutatea totală).
Într-o țesut osos compact, jumătate din volum este alcătuit din material anorganic, substanța minerală a osului este hidroxilapatita, Ca10 (PO4) 6 (OH) 2. Această substanță este prezentată sub formă de cristale microscopice. Cealaltă parte a volumului constă într-un material organic, în principal colagen (un compus cu un conținut ridicat de moleculare, o proteină fibroasă care are o elasticitate ridicată). Capacitatea osului deformării elastice se realizează datorită materiei minerale și a fluajului datorat colagenului.
Oasele sunt un material compozit ranforsat. De exemplu, oasele extremităților inferioare sunt întărite cu fibre de înaltă rezistență în direcțiile circumferențiale și spiralate.
Proprietățile mecanice ale țesutului osos depind de mulți factori: vârsta, boala. Condiții individuale de creștere. În mod normal, densitatea țesutului osos este de 2400 kg / m 3. Cu diferite metode de deformare, osul se comportă diferit. Rezistența la compresiune este mai mare decât tracțiunea sau îndoirea. Astfel, femurul în direcția longitudinală poate rezista la o sarcină de 45.000 N, iar cu îndoire, 25.000 N.
Stocul de rezistență mecanică a unui os este foarte semnificativ și depășește considerabil sarcinile cu care se produce în condiții obișnuite de viață.
Toate arhitectonicii țesutului osos corespund în mod ideal funcției de susținere a scheletului, orientarea grinzilor osoase fiind paralelă cu liniile principalelor tensiuni, ceea ce permite oaselor să reziste la sarcini mecanice mari.
Oasele au putere diferită în funcție de funcția pe care o efectuează. Femurul în poziție verticală rezistă încărcăturii până la 1,5 tone, iar tibia până la 1,8 tone (25-30 de ori greutatea unei persoane normale). Se stabilește că, în conformitate cu îndeplinirea sarcinilor fiziologice pentru implementarea funcțiilor suport și locomotorii în funcție de distribuția forțelor de forță în oase, se formează zone cu duritate diferită.
Cu toate acestea, rezistența osoasă este al doilea numai la clasele de oțel solid și este mult mai puternic decât să devină un model de granit si rezistenta betonului. In os compozit natura indică o valoare scăzută a modulului lui Young, în comparație cu materialele omogene având aceeași rezistență. Partea de mijloc a oaselor umărului omului are o arie a secțiunii transversale de aproximativ 3,3 cm 2. Este ușor de demonstrat că greutatea maximă a încărcăturii, care pot păstra acest os, în timp ce într-o poziție verticală și lucrează la compresiune, aproape de 60000N. În același timp, de la puterea maximă care poate rezista la același os, în cazul în care se execută pe o curbă, iar forța este aplicată la capătul liber al osului perpendicular pe axa, aproape de 5500N.
2. Mecanica karate
Un exemplu popular de exerciții sportive - karate - poate servi ca o ilustrare excelentă a forței oaselor umane. Cum poate o mână goală să spargă obiecte atât de puternice ca bara de stejar sau de beton, fără să te rupă? Să încercăm să estimăm energia necesară pentru Ep. Folosind Legea lui Hooke pentru a deforma bara și formula pentru energia potențială stocată într-un arc comprimat, poți determina energia potențială a mâinii în momentul impactului.
Astfel, mâna karatei are suficientă energie pentru a sparge blocul de beton.
Faptul că mâna karatei nu se rupe când este lovită de bara este explicată parțial de rezistența mult mai puternică a oaselor decât de beton.
În cazul în care întregul pumn de impact înlocui os 6 cm lungime și 2 cm în diametru, fixate în cele două puncte extreme și lovind bara pentru a simula forța care acționează asupra mijlocul ei, în astfel de condiții pot susține 25000N osoase. Aceasta este de aproximativ 8 ori mai mare decât forța care acționează asupra kulak-ului karate atunci când rupe barele de beton.
Cu toate acestea, capacitatea mâinii karatei de a rezista la astfel de lovituri este chiar mai mare, pentru că Spre deosebire de blocul de beton, acesta nu este susținut de-a lungul marginilor, iar impactul nu trebuie să fie exact în mijloc. În plus, între os și bara de beton există întotdeauna o țesătură elastică, un impact de absorbție a șocurilor. Deci, pentru a ne referi la fragilitatea oaselor noastre, justificând indecizia ei, nu avem nici un drept. Nu te vor dezamăgi.
interacțiunea activă a organismului cu mediul și indirect implicate în acest toate numeroasele sale sisteme și organe este asigurată prin intermediul sistemului musculo-scheletice. Componentele de bază ale mișcărilor mașinii - musculare - diferă de astfel de sisteme, în special prin aceea că acesta transformă energia chimică direct în energie mecanică, atingând un nivel destul de ridicat de eficiență în condiții de temperatură normală a corpului uman. Principala unitate structurală și funcțională a scheletului uman este osul. În corpul uman, fiecare os este un organ viu, plastic. Are structura morfologică, funcționează ca parte a unui organism holistic și constă din mai multe țesuturi. Țesutul principal din os este țesutul osos; în afară de aceasta sunt tesutul dens conjunctiv care formează, de exemplu, coajă de os care îl acoperă vasele în afara vaselor slăbite pansament țesut conjunctiv, cartilaj care acoperă capetele oaselor și care formează zona de creștere, tesatura reticular care este baza de măduvă osoasă și elemente ale țesutului nervos nervii sunt terminațiile nervoase. Fiecare os are o anumită formă, dimensiune, structură și este în legătură cu oasele adiacente. Structura scheletului include 206 oase - 85 perechi și 36 nepereche. Oasele reprezintă aproximativ 18% din greutatea corporală. Funcția țesutului osos este variată. Prima și cea mai importantă funcție de sprijin pentru țesutului moale, marea majoritate a, care sunt situate în zona de formare a osului și este atașat la oase. Mușchii sunt ținute la locurile de conectare a oaselor, și pentru a produce deplasarea un os împotriva alteia sau mutarea întregului corp în raport cu suprafața Pământului.
În general, trebuie remarcat faptul că creșterea densității osoase observată în acele părți ale scheletului, care sunt supuse la stres mecanic cel mai intens. Densitatea osoasă este determinată în mare măsură de calificarea sportivilor, specificul de formare și activitate competitivă în diferite sporturi. În înaltă clasă sportivi au o densitate osoasa a crescut in comparatie cu sportivii cu calificare redusă, și mai ales persoanele care nu sunt implicați în sport. Reprezentanții sport viteza-rezistenta, lupte libere și greco-romane au rate semnificativ mai mari de densitate osoasa, comparativ cu sportivii care se specializează în ciclică, jocuri și sport slozhnokoordinatsionnyh (patinaj, artă și gimnastică). Pentru a reduce densitatea oaselor, duceți la o cantitate mare de eforturi de anduranță. Mai ales cu densitate osoasă scăzută observată la înotători pe distanțe lungi, nu numai din cauza volumului mare de muncă de caracter aerobic, selectarea specificul înotători în măsură să arate rezultate bune în distanțele întreprinderile care rămân, dar și specificul mediului acvatic, reducând dramatic sarcina asupra sistemului musculo-scheletice. Oasele sunt prezentate ca organe la om, ca un singur sistem funcțional referitor la aparatele cu motor pasiv. Conform formei și forma articulațiilor osoase pot imagina volumul mișcărilor și judeca, prin urmare, caracteristicile funcționale ale mișcărilor dispozitivului.
Tabelul 1. Duritatea Brinell pentru țesuturile oaselor maxilare ale dinților
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: