Elemente de mecanicacu aplicatii biomedicale
UMF Carol DavilaBiofizica Medicala
seminar
Dr. Magda Mocanu23.03.2009
2
Marimi scalare si vectoriale
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Vector_by_Zureks.svg
kg
Ex: masa, cantitatea desubstanta
Ex: forta, intensitatea campuluielectric, intensitatea campuluimagnetic
6
Parametrii cinematici
• Spatiu• Timp• Sistem de referinta• Viteza• Acceleratie• Inertie• Viteza unghiulara• Acceleratie unghiulara
7
Spatiul si timpul- sunt forme fundamentale de existenta a materiei
Spatiu= este tridimensional, continuu si caracterizeaza
pozitia corpurilor
Timp (t)= este infinit, continuu, ireversibil si caracterizeaza
durata si succesiunea fenomenelor
9
Parametrii cinematicii
t
2/ srad
tva
Acceleratieunghiulara
Acceleratie
rad/sVitezaunghiulara
m/sViteza
UIEcuatie/Simbol
MarimeUIEcuatie/Simbol
Marime
t
txv
2/ sm
11
Clasificarea miscarilorMiscarea
(traiectorie)
Rectilinie(parametrii)
Curbilinie(parametrii)
Rectilinie uniformav = ct; a = 0 Rectilinie variata Curbilinie uniforma
v = ct Curbilinie variata
Incetinitaa < 0
Accelerataa > 0
12
Elemente de cinematica umana
• E. J. Marey (1830-1903)A studiat forme ale locomotiei umane:
1. Mersul2. Alergarea3. Saritura
14
Legi ale pasilor
1. lungimea medie a pasului normal este mai mare la bărbat (120 cm), decât la femei (100 cm)
2. la ambele sexe, pasul drept (piciorul stâng fiindcel de sprijin) este mai mare decât pasul stâng
3. depărtarea laterală a picioarelor în timpulmersului este mai mică la bărbaţi (11-12 cm) decât la femei (12-13 cm)
15
Alergarea
= se compune dintr-o serie de perioade de sprijinunilateral al corpului pe sol, separate prinperioade de suspensie; nici un moment picioarele nu se găsesc simultan pe sol
18
Marimi ale dinamicii
• Masa• Forta• Impuls• Moment al forţei• Lucru mecanic• Energie (cinetică, potenţială)• Putere
19
Marimi ale dinamicii
kg m/sp = mvImpulsul
NmM=r x F
r = bratul F
Mom fortei
NFForta
kgmMasa
UIEcuatie/Simbol
Marime
20
Lucrul mecanic (L)
= forta care actioneaza asupra unui corp pentru a produce o deplasare
1 J = 1 N * m
L = Fd cos θ
F – fortad - deplasareaUnghiul Ɵ – unghiul dintre vectorul fortasi vectorul deplasare
1 J = 1 N * m
L = Fd cos θ
21
Energia cinetica (Ec)
• Energie de vibratie• Energie de rotatie• Energie de translatie
Ec = ½ m v^2
22
Energia potentiala (Ep)
• Energia inmagazinata de un obiectdatorita pozitiei obiectului
Ep = mgh
m – masag – acceleratia gravitationalah – inaltimea
24
Principiile dinamicii• 1678, Isaac Newton
Principiul inertiei= un corp îşi păstrează starea de repaus sau de mişcare
Principiul fundamental al dinamicii= vectorul forta este proportional cu produsul dintre masa si vectorul
acceleratie
Principiul actiunilor reciproce= daca un corp actioneaza asupra altui corp cu o forta, numita actiune,
cel de-al doilea corp actioneaza asupra primului cu o forta egala in modul si opusa ca sens, numita reactiune
amF
25
Elemente de dinamica umanaLucrul mecanic efectuat de muschi
Lucrul mecanic net:• lucrul mecanic intern (ex: mersul sau alergarea)
• lucrul mecanic extern(ex: ridicarea unei greutati, impingerea unei
masini)
26
Lucrul mecanic extern
Curs Dr. Diana Ionescu
L = lucru mecanicF = fortaC = contractie
L ~ FL ~ C
L ~ S x l ~ V
S = suprafatal = lungimeV = volum
F ~ SC ~ l
• este efectuat de catre muschi impotriva unor forte care sunt externe corpului
28
Echilibru
= un corp este in echilibru daca sumafortelor care actioneaza asupra lui estezero si suma momentelor fortelor estenula.
30
Parghii= masini mecanice foarte simple (o bara rigida) folosite
pentru a multiplica forta sau deplasarea in conditii optime
F – punct de aplicare al forteiR – punct de aplicare al rezistenteiS – punct de sprijin(rezultanta fortelor aplicate)
Curs Dr. Diana Ionescu
31
Scripeti
= disc cilindric cu o scobitură sub formă de şanţcare permite circularea unui cablu, se poate rotiîn jurul unei axe de simetrie, fiind în echilibruindiferent
32
Elemente de statica umana
http://www.answers.com/topic/first-class-lever
Forta
Greutate cap Forta musculara
RezistentaSprijin
Sprijin
Parghie de grad I
33
Elemente de statica umana
http://www.answers.com/topic/second-class-lever
Forta
Sprijin
Rezistenta
Forta
Rezistenta
Sprijin
Parghie de grad II