Toshkent Stomatologiya Instituti Biofizika va Informatika Kafedrasi Mavzu: «Biomexanika» Toshkent - 2015

Reja: Deformasiya. Deformasiya turlari. Mexanik kuchlanish. Elastik, yopishqoq va elastik yopishqoq jismlar uchun Guk qonunlari. Biologik to’qimalarning mexanik xossalari. Muskul ishi. Ergometriya. Tayanch harakat tizimida mexanik jarayonlar. Harakat-tayanch sistemasida richaglar.

Biomexanika Biomexanika – biofizikaviy bo’lim bo’lib, tirik to’qima va organlarning mexanikaviy xossalarini o’rganadi. Odam organizmining to’qimalari ma’lum mexanik xossalarga ega: mustahkamlik, elastiklik, mo’rtlik va h.k. To’qimalarning mexanik xossalari ularning tarkibiga va tuzilishiga bog’liq. Fiziologik faoliyati jarayonida a’zolar va ularning ayrim qismlari birmuncha mexanik yukni ko’tarib turadi. Bu yuklar ta’sirida to’qimalar deformasiyalanadi. © VIG pr.

Deformasiya Deformasiya deb, tashqi kuch ta’sirida jismning shakli va hajmining o’zgarishiga aytiladi. Jism moddasining xususiyatlariga qarab deformasiya 2 xil bo’ladi: Elastik Plastik © VIG pr.

Deformasiya xillari Deformasiyada jismning zarralari bir-biriga nisbatan siljiydi. Jismning shakli yoki hajmini o’zgartirubchi kuch deformasiya kuchi deyiladi. Nyutonning 3-qonuniga asosan jismda qiymati jihatidan bu kuchga teng, yo’nalishi jihatidan qarama-qarshi kuch yuzaga keladi, bu kuch elastik kuch deyiladi. Jismlarning bir necha xil deformasiyasi farqlanadi: siqilish cho’zilish buralish egilish siljish © VIG pr.

Mexanik kuchlanish: Deformasiya hosil qiluvchi kuchni shu ta’sir etayotgan yuzaga nisbati deformasiya kuchlanishi deyiladi. Deformasiya o’lcho’vi bo’lib, nisbiy deformasiya hisoblanadi: © VIG pr.

I. Elastik deformasiya uchun Guk qonuni: Elastik jismlarda nisbiy deformasiya mexanik kuchlanishga to’g’ri proporsional bo’ladi. k – elastiklik koeffisenti Guk qonunini quyidagicha yozish mumkin: Е – elastiklik moduli yoki Yung moduli. (4) Elastik jismlar uchun Guk qonuni: Yung moduli fizikaviy kattalik bo’lib, jismga qo’yilgan shunday kuchlanishga tengki, u jism uzunligini 2 marta uzaytiradi, ya’ni ε=1 bo’ladi. © VIG pr.

II. Yopishqoq jismlar uchun Guk qonuni: Yopishqoq jismlarda nisbiy deformasiya nafaqat mexanik kuchlanishga, balki kuchning ta’sir etish vaqtiga ham bog’liq bo’ladi. η – yopishqoqlik koeffisenti t – kuchning ta’sir vaqti © VIG pr.

III. Elastik yopishqoq jismlar uchun Guk qonuni: Ko’pchilik elastik jismlar ham yopishqoq, ham elastik xususiyatlarga ega bo’ladi, bunda Guk qonuni quyidagicha ifodalanadi: e = 2,72 – natural logarifmning asosi τ – deformasiyaning kechikish vaqti © VIG pr.

Biologik to’qimalarning biologik xossalari. Tirik to’qimalarning muxim mexanik xossalaridan biri – mustahkamligidir. Mustahkamlik – bu buzilishga qarshilik ko’rsatish xossasi. U minimal buzish kuchlanishiga teskari proporsional bo’lgan, kattalik hisoblanadi. Eng katta mustahkamlikka suyak to’qimasi ega. δsuyak=109 N/m2 Odam suyagining mustahkamligi Cu va Al dan katta, lekin po’latnikidan kichik. Travmotologiya va ortopediyada shuni nazarda tutish kerakki, suyakning siqilishga chidamliligi cho’zilishga nisbatan 1,8 marta katta. © VIG pr.

Biologik to’qimalarning mexanik xossalari. Yumshoq to’qimalarning mustahkamligi ularda biriktiruvchi to’qimalarning mavjudligi bilan tushuntiriladi. Ularning ichida kollagen tolalarining mustahkamligi yuqori. Ularning cho’zilishga mustahkamligi δ=107-108 N/m2 Plastiklik - to’qimalarning kuchli cho’zilish xossasi. Plastiklikka barcha vena qon tomirlari ega, bu xususiyat tufayli ular barcha qonning 2/3 qismini sig’diradi. O’t pufagi, arteriya devorlari δ=3 * 106N/m2 da venalarnig devorlari δ=5 * 105N/m2 da uzilib ketadi. © VIG pr.

Tayanch harakat apparati. Muskul kuchi. Odamning muskuli taxminan 3 * 107 tolalarni o’zida mujassamlashtiradi. Agar ular bir vaqtda va bir yo’nalishda qisqarganda edi unda ular 6 * 104 N gacha juda katta kuch hosil qilgan bo’lar edi. Muskulning kuchi unda bo’ladigan tolalarning miqdoriga bog’liq bo’ladi. Buning uchun muskulning geometrik emas, balki fiziologik ko’ndalang kesimi o’lchanadi. Fiziologik kesim muskulni tashkil etuvchi barcha tolalarning yig’indisiga tengdir. Muskullar ishining 2 xil rejimi bo’ladi: Izometrik Izotonik © VIG pr.

Tayanch harakat apparati. Skelet suyaklari Odamning tayanch-harakat apparati skeletning bir-biri bilan birlashgan suyaklaridan iborat bo’lib, bu suyaklarga ma’lum nuqtalarda muskullar birikkan bo’ladi. Skelet suyaklari richaglar kabi ishlaydi. Ular bitishmalarda tayanch nuqtaga ega bo’ladi va muskullarning tortishish kuchi ta’sirida harakatga keltiriladi, tortishish kuchi esa muskullarning qisqarishidan paydo bo’ladi. © VIG pr.

1-tur richag. Kuch tayanch nuqtasining ikkala tomoniga qo’yilgan. Richaglar. Qo’zg’almas aylanish o’qiga ega bo’lgan qattiq jismn richag deb ataladi. O’zaro joylashuviga qarab 2 tur richaglar farqlanadi. 1-tur richag. Kuch tayanch nuqtasining ikkala tomoniga qo’yilgan. Muvozanat sharti: Mn: bosh skeleti 1-umurtqa bilan qo’shilgan joyi. R - bosh skeleti og’irlik kuchi F - muskullarning tortilish kuchi © VIG pr.

Kuchlar tayanch nuqtasidan bir tomonga qo’yilgan. 2-tur richag. Kuchlar tayanch nuqtasidan bir tomonga qo’yilgan. a) F kuch richagning o’ziga; R kuch tayanch nuqtasining yaqiniga qo’yilgan. a > b, shuning uchun F < R ya’ni kuchdan yutiladi, ko’chishdan yutkaziladi. Bunday richag kuch richagi deyiladi. Mn: oyoq barmoqlari uchida turganda. © VIG pr.

b) F kuch tayanch nuqtasiga R kuchdan ko’ra yaqinroq qo’yilgan. 2-tur richag. b) F kuch tayanch nuqtasiga R kuchdan ko’ra yaqinroq qo’yilgan. a < b, F > R ya’ni ko’chishdan yutiladi, kuchdan yutqaziladi. Bunday richag tezlik richagi deyiladi. Mn: Bilak suyaklari. Tayanch nuqtasi tirsak bo’g’imida turadi. © VIG pr.