Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.
Опорно-двигательный аппарат человека состоит из сочлененных между собой костей скелета, к которым в определенных точках прикрепляются мышцы. Кости скелета действуют как рычаги, которые имеют точку опоры в сочленениях и приводятся в движение силой тяги, возникающей при сокращении мышц.
Рычагомназывается твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:
1. Когда точка опоры лежит между точками приложения действующей силы F и силы сопротивления R.
   
 
 
Условие равновесия рычага Fа = Rb.
Пример: череп, рассматриваемый в сагиттальной плоскости. (Сагиттальный - расположенный в переднезаднем направлении. Сагиттальные плоскости (мнимые) проходят вертикально спереди назад вдоль тела; только срединная сагиттальная плоскость делит его на две симметричные половины). Ось вращения О проходит через сочленение черепа с первым позвонком. R - сила тяжести головы, приложенная в центре тяжести. F - сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.
2. Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а сила F приложена на конце рычага.
Условие равновесия рычага Fa = Rb, но а > b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает выигрыш в силе, но проигрыш в перемеще-
нии и называется рычагом силы.
Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. Опорой О служат головки плюсневых костей. R - сила тяжести всего тела, приложена к торанной кости. F - мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.
3. Когда сила F приложена ближе к точке опоры, чем сила R.
  
Условие равновесия рычага  . Fa=Rb,но а < b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает проигрыш в силе, но выигрыш в перемещении и называетсярычагом скорости.
Пример: кости предплечья. Точка опоры О находится в локтевом суставе. F - сила мышц, сгибающих предплечье, R - сила тяжести поддерживаемого груза, приложенная обычно к кисти, а также сила тяжести самого предплечья.
 ,
то есть мышечная сила F, необходимая для преодоления данной силы R сопротивления, должна быть тем больше, чем под мышечным углом к оси рычага она направлена. Поэтому, например, человек удерживает относительно большой груз при согнутом предплечье и значительно меньший - при разогнутом.
  
   
 
Кости опорно-двигательного аппарата соединяются между собой в сочленениях или суставах.
Основной механической характеристикой сустава является число степеней свободы. Различают суставы с 1, 2 и 3 степенями свободы.
Примеры: плечево-локтевой сустав - одна степень свободы;
лучезапястный сустав - две степени свободы;
тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение - три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение).
Вопрос 6. 5 минут
|
