Anatomia człowieka: budowa narządów wewnętrznych. Organy ludzkie: lokalizacja na zdjęciach. Anatomia części ciała Jak nazywa się model ciała człowieka

Przyszli studenci medycyny są dziś pozbawieni możliwości badania ludzkiego ciała poprzez sekcję zwłok ludzkich. Zamiast tego na zajęciach z anatomii wykorzystuje się tusze gęsie, serca świń lub krowie gałki oczne. Na uniwersytetach medycznych mówią: za kilka lat do szpitali przyjdą lekarze, którzy w ogóle nie znają ludzkiego organizmu. I trudno ręczyć za ich kwalifikacje.

Przetwory z zakładu przetwórstwa mięsnego

Na zajęciach z anatomii dzisiejsi studenci Akademii Medycznej w Orenburgu pracują z ciałami zmarłych, które znajdowały się w rękach więcej niż jednego pokolenia przyszłych lekarzy. Te preparaty anatomiczne prawie utraciły podobieństwo do ciał ludzkich.

Przez spowiedź Kierownik Katedry Anatomii Lew Żeleznow, Przez ponad pięć lat na ich uniwersytet nie napływał żaden nowy materiał biologiczny.

„Kiedy nasze pokolenie studiowało w latach 80., zakładaliśmy na przykład szwy na fragmentach kończyn, ale dziś zarówno na naszym oddziale, jak i na oddziale chirurgii operacyjnej brakuje materiału ze zwłok. Badamy pewne rzeczy na narządach zwierzęcych - na przykład bierzemy gałki oczne od bydła, na szczęście nie ma z tym problemów. Uczniowie ze wsi przywożą coś ze swoich gospodarstw, część kupują w zakładach mięsnych i na targowiskach. I szkolą się do wykonywania operacji, także na zwierzętach” – komentuje Lew Żeleznow.

Materiał zwłok, jaki okazjonalnie udaje się pozyskać uczelniom medycznym, zwykle traci swój pierwotny wygląd. Zdjęcie: AiF / Dmitrij Owczinnikow

Tymczasem studenci Uniwersytetu Medycznego Samara mają wykład z anatomii: „Przełyk. Żołądek. Jelita". Nauczyciel pokazuje uczniom eksponat przyrodniczy i udziela niezbędnych wyjaśnień. Można tylko patrzeć, nie można trenować w cięciach. Uniwersytet praktycznie nie otrzymuje materiałów zwłok, jedyne, co jest dostępne, to dobrze zachowane starocie. Starszy wykładowca SamSU Evgeniy Baladyants osobiście zbierał kolekcję przez 14 lat, czyli w czasach, gdy uniwersytety z łatwością pozyskiwały materiał biologiczny do praktyki.

Umarli uczą żywych

W średniowieczu wielu lekarzy poznawało anatomię człowieka badając zwłoki. Wśród nich był słynny perski naukowiec Awicenna. Nawet najbardziej zaawansowani współcześni potępiali lekarza za „bluźnierstwo” i „znęcanie się” nad zmarłymi. Ale to właśnie prace średniowiecznych lekarzy, którzy wbrew oskarżeniom prowadzili badania, stworzyły podstawę całej nauki – anatomii. W XIX-wiecznej Rosji słynni Rosyjski chirurg Nikołaj Pirogow prowadził badania anatomiczne na zwłokach niezidentyfikowanych osób. Na uniwersytetach medycznych ZSRR stosowano tę samą praktykę – niezidentyfikowane i nieodebrane ciała trafiały do ​​klas przyszłych lekarzy. Wszystko zmieniło się w latach 90-tych ubiegłego wieku. Mortui vivos docent (umarli uczą żywych) – głosi łacińskie przysłowie. Współcześni studenci mogą mieć jeszcze mniej szczęścia niż średniowieczni lekarze – są praktycznie pozbawieni możliwości pracy z tkanką ludzką.

Uczniowie ćwiczą szycie organów zwierzęcych. Zdjęcie z archiwum klubu Państwowego Uniwersytetu Medycznego Volg

Problemy z dostarczaniem zwłok do celów edukacyjnych i naukowych do placówek medycznych rozpoczęły się w połowie lat 90. XX w., kiedy uchwalono ustawę federalną „O działalności pochówkowej i pogrzebowej”. Tradycyjne warunki medycyny, kiedy przeprowadzano badania anatomiczne na zwłokach niezidentyfikowanych osób, zmieniły się dramatycznie wraz z przyjęciem nowego prawa. Aby otrzymać do dyspozycji ciało zmarłego, lekarze musieli uzyskać zgodę najbliższych krewnych lub dożywotnią zgodę samej osoby na pobranie narządów i tkanek po śmierci. Jak można się było spodziewać, zgoda nie została wydana. Uniwersytety całkowicie straciły możliwość otrzymywania preparatów anatomicznych.

Przyjęta w 2011 r. ustawa „O ochronie zdrowia obywateli” zezwalała lekarzom na wykorzystywanie ciał nieodebranych przez krewnych do celów edukacyjnych w sposób określony przez rząd. Na ten dokument czekała cała społeczność naukowa. W sierpniu 2012 r. Dmitrij Miedwiediew podpisał uchwałę „W sprawie zatwierdzenia Regulaminu przekazywania nieodebranego zwłok, narządów i tkanek osoby zmarłej do celów medycznych, naukowych i edukacyjnych oraz korzystania z nieodebranego zwłok, narządów i tkanek osoby zmarłej do tych celów.” Istnieją przepisy dotyczące przekazywania zwłok, ale liczba próbek anatomicznych dostępnych dla studentów medycyny nie wzrosła.

Przed operacją ludzkiego serca uczniowie doskonalą swoje umiejętności na sercu świni. Zdjęcie z archiwum Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Wołdze

Pojawiło się prawo, ale trupów nie było

„Uchwała wyraźnie stwierdza, że ​​po pierwsze, przeniesienie ciała następuje tylko w przypadku ustalenia tożsamości, czyli wszystkie niezidentyfikowane ciała nie podlegają prawu, nawet jeśli pozostają nieodebrane. Po drugie, czy istnieje pisemna zgoda na przekazanie wydana przez organy, które zleciły przeprowadzenie kryminalistycznych badań lekarskich. Na tym właśnie polega problem z tym zezwoleniem” – mówi Lew Żeleznow.

„Aby pozyskać materiał biologiczny do szkolenia, musimy zebrać około dziesięciu podpisów, zaczynając od starosty okręgowego, a kończąc na prokuratorze” – mówi. Aleksander Woronin, asystent w Katedrze Chirurgii Operacyjnej i Anatomii Klinicznej SamGM.

Materiał ze zwłok można pozyskać na dwa sposoby – w biurze medycyny sądowej i w kostnicy. Jednocześnie ciało „w dobrym stanie” może służyć jako pomoc dydaktyczna i naukowa, jednak biegli z zakresu medycyny sądowej nie mają prawa stosować technik konserwacji, a ich lodówki nie zapewniają całkowitego bezpieczeństwa zwłok.

Studenci oddziału chirurgicznego pracują z materiałem ze zwłok. Zdjęcie z archiwum Uniwersytetu Medycznego Kubań

„Zwłoki, które można oddać do badań, muszą być nieodebrane przez długi czas. Ale z drugiej strony uniwersytety prawie nie interesują ich. Ale ciał niedawno zmarłych nie można „oddawać” – wyjaśnia Szef Biura Medycyny Sądowej Obwodu Orenburg Władimir Filippow.

Ekaterina, studentka drugiego roku wydziału lekarskiego jednego z rosyjskich uniwersytetów, stwierdziła, że ​​na uniwersytecie nadal otrzymują preparaty ze zwłok, ale ich jakość jest niska. „Po pierwsze pojawia się nieprzyjemny zapach, który powoduje podrażnienie błony śluzowej. Po drugie, trudno zrozumieć dość stare i rozłożone zwłoki; niektóre formacje anatomiczne są do siebie podobne. Zwłoki utraciły swój pierwotny wygląd, a korzyści edukacyjne są zerowe” – mówi dziewczyna.

Materiał zwłok, który patolodzy mogą dostarczać uczelniom medycznym, również nie dociera do studentów. Kierownik oddziału patologii Szpitala Regionalnego nr 2 w Orenburgu Wiktor Kabanow wyjaśnił, że osoby umierające w szpitalu z reguły mają krewnych, którzy zabierają ciało do pochówku. W ciągu ostatnich 10 lat jego pracy nie było ani jednego ciała nieodebranego.

„Jak to się działo wcześniej? Przepisy nie były wówczas jasno sformułowane, a ciała przewożono do instytutów medycznych na podstawie zaświadczeń policyjnych” – mówi Wiktor.

Za granicą (w Europie i Ameryce) istnieje praktyka dobrowolnego zapisu ciała dla celów edukacyjnych i naukowych, co jest notarialnie poświadczane za życia tej osoby. W Rosji ten system nie działa – nie ma tradycji.

Lekcja anatomii dla studentów Uniwersytetu Medycznego Samara. Zdjęcie: AiF / Ksenia Żeleznowa

Śledczy przeciw

Jeśli regionalne uniwersytety mają trudności, ale otrzymują przynajmniej niewielką ilość trupich leków, to w stołecznych „miodach” sytuacja jest bardziej skomplikowana. W ciągu ostatnich kilku lat na zajęcia nie przyjęto ani jednego trupa. Pracownicy uczelni tak mówią o tej sytuacji: „To jest sabotaż i sabotaż”.

W Moskwie bowiem gotowy jest cały pakiet dokumentów pozwalających lekarzom na wykorzystywanie zwłok w działalności edukacyjnej. Jest znany dekret rządu rosyjskiego. Zgodnie z dokumentem warunkami przekazania nieodebranego zwłok, narządów i tkanek osoby zmarłej są: wniosek organizacji przyjmującej oraz zezwolenie wydane przez osobę lub organ, który zlecił badanie kryminalistyczne nieodebrane zwłok, jest badacz. Jest decyzja szefa moskiewskiego wydziału zdrowia nakazująca lekarzom medycyny sądowej rozstrzygnięcie kwestii przekazywania zwłok – dokument ten wkrótce minie rok. Są pisma rektorów I i III uczelni medycznych do głównego lekarza medycyny sądowej Moskwy Jewgienija Kildyuszewa – a nawet jego pozytywna decyzja o przekazaniu zwłok otwartych (i tylko otwartych, co jest sprzeczne z dekretem rządu) do celów edukacyjnych.

„Proces zatrzymał się na etapie wydawania zezwoleń przez śledczych – po prostu tego nie potrzebują” – mówi kierownik katedry anatomii jednego z moskiewskich uniwersytetów medycznych, który chciał pozostać anonimowy. „Żyli bez tego dodatkowego bólu głowy, a lekarze medycyny sądowej żyli bez konieczności kontaktowania się z nimi w tej sprawie. Ani lekarze medycyny sądowej, ani śledczy w ogóle tego nie potrzebują. Jest to konieczne tylko dla uczniów i nauczycieli. Ale jak to powinno wyglądać – profesorowie i studenci udają się do prokuratury, aby negocjować ze śledczymi i prokuratorami? Tak to wygląda i faktycznie się to robi na rosyjskim buszu, ale nie w Moskwie i Petersburgu.”

Co w zamian?

Podczas gdy wydziały walczą o prawo do terminowego otrzymania wysokiej jakości materiału anatomicznego, uniwersytety aktywnie poszukują zamiennika preparatów ze zwłok. Jako przykład podają Europę, w której od dziesięcioleci używa się „symulatorów”. Próbują zastąpić tkankę ludzką za pomocą lalek, robotów i programów komputerowych.

Dumą Akademii Medycznej w Czelabińsku jest sala operacyjna, w której odbywa się szkolenie. Kierownik Katedry Anatomii Topograficznej i Chirurgii Operacyjnej Aleksander Czukiczow twierdzi: nadal można w nim wykonywać operacje chirurgiczne, całe wyposażenie jest sprawne, jest po prostu przestarzałe, szpitale korzystają z nowocześniejszych modeli. Rzadki radziecki mikroskop „Czerwona Gwardia” jest lokalną legendą. Mówią o tym: jak już nauczysz się na tym pracować, żaden sprzęt nie będzie już straszny.

Na ekranie widać wszystko, co robi chirurg. Chirurdzy podczas rzeczywistych operacji widzą ten sam obraz na monitorze stanowiska endoskopowego. Zdjęcie: AiF / Aliya Sharafutdinova

Studentka trzeciego roku Tatyana wykonuje małoinwazyjne zabiegi endoskopowe. Oczywiście na symulatorze. Pełnią funkcję przezroczystego pudełka z niewielkimi otworami przelotowymi, w które wkładane są specjalne czujniki. Na ekranie monitora wyświetlany jest obraz tkanki ludzkiej: do programu ładowane są dane „wyimaginowanego” pacjenta. Program uwzględnia wszystkie działania przyszłego lekarza i oblicza reakcję wirtualnego pacjenta. W przypadku dużej liczby błędów program zgłasza śmierć „pacjenta”. Student próbuje, ale jak dotąd „interwencja chirurgiczna” jest trudna: nici stale rozprzestrzeniają się w różnych kierunkach, szew nie pasuje. Chociaż pacjent nadal oddycha.

Studentka trzeciego roku doskonali umiejętności chirurgii małoinwazyjnej. Zdjęcie: AiF / Nadieżda Uvarova

Podczas prawdziwych operacji endoskopowych chirurg również patrzy głównie na monitor, ponieważ wykonuje tylko dwa lub trzy nacięcia. Obraz na symulatorze praktycznie nie różni się od tego, co widzą praktykujący lekarze.

„Eksperymenty na zwłokach odchodzą w przeszłość” – mówi Aleksander Czukiczow. - Oczywiście zapewniają niezbędne umiejętności i są cenne, ale przechowywanie materiału jest drogie i nie wiadomo, skąd go zdobyć. „Kiedy wiele lat temu studiowałem, niemal każdego dnia mogłem udać się do kostnicy i poprosić o wydanie ciała, aby móc ćwiczyć swoje umiejętności”.

„Jestem pod wrażeniem sposobu, w jaki rozwiązano tę kwestię w Tatarstanie” – komentuje naukowiec. „Tam ciała są przechowywane w podrabianej wódce, którą w porozumieniu z odpowiednimi strukturami otrzymują bezpłatnie. Próbowałem rozwiązać ten problem w ten sam sposób, ponieważ formaldehyd jest toksyczny, ale nic nie pomogło. Ponadto ciało w nim jest nadal zdeformowane, zmienia się gęstość i kolor tkanek. A symulatory są praktycznie wieczne.”

Organy ludzkie w formaldehydzie to jedna z niewielu pomocy dydaktycznych dostępnych obecnie dla studentów medycyny. Zdjęcie: AiF / Polina Sedova

Towar na sztuki

Jedną z głównych wad symulatorów jest cena. Dobre urządzenia kosztują kilka milionów. Jest to tzw. produkt „na sztuki”, nie do użytku masowego. Pomimo dużej liczby instytutów medycznych na terenie całego kraju, sprzedawca uwzględnia w cenie fakt, że takie kompleksy nabywane są nie częściej niż raz na 10 lat.

Nie każdą uczelnię stać na dobry sprzęt. W Wołgogradzie w ogóle nie ma symulatorów medycznych. W Samarze próbują to sami opracować - lokalni specjaliści napisali własny program „Wirtualny chirurg”.

„Możemy pobrać dane od prawdziwej osoby i zaimplementować je w systemie „Wirtualny Chirurg”. Uczeń na przykład pobiera testy od prawdziwej osoby, ładuje te dane do symulatora i najpierw trenuje na wirtualnym modelu, ćwicząc niezbędne techniki i umiejętności, aby następnie wykorzystać je w leczeniu danej osoby” – wyjaśnia personel.

Naukowiec z Samary, Jewgienij Pietrow, opracowuje metody balsamowania polimerów. Technika ta sprawia, że ​​preparaty biologiczne są niemal wieczne do stosowania przez uczniów i nauczycieli. Są bezwonne, elastyczne i długo zachowują swoje właściwości. Oczywiście do ich wykonania potrzebny jest jeszcze materiał ze zwłok, ale każdy lek można zastosować tysiące razy. I to nie tylko po to, by „tylko patrzeć”.

Na Kuban State University pracują także z ciałami zwierząt. „Niektóre narządy świń są identyczne z narządami ludzkimi. Ale na przykład dobrze jest przeprowadzić u królików operacje okulistyczne” – mówią nauczyciele. Od stycznia uczelnia rozpocznie pracę z miniświnkami.

Ale lekarze przyznają, że nie ma jeszcze idealnego substytutu gęstości ludzkiej tkanki. Wszystkie wynalazki wynikają raczej z desperacji.

„Aby nauczyć się prowadzić, nie trzeba od razu wsiadać do Ferrari” – analogię rysuje dr Ekaterina Litvina, profesor nadzwyczajny Katedry Chirurgii Operacyjnej i Anatomii Topograficznej Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Wołgogradzie . „Oczywiście możliwość pracy z materiałem ze zwłok dla wszystkich uczniów, tak jak to było w czasach ZSRR, pozwoliła uczniom doskonalić swoje umiejętności na tkankach naturalnych, ale we współczesnych realiach zmuszeni jesteśmy korzystać z tego, co mamy”.

„Ucz się sam”

Aby zdobyć dobrą praktykę, przyszli lekarze czasami muszą „zejść do podziemia”, jak to robili lekarze średniowieczni: w tajemnicy prosić o badania kryminalistyczne, negocjować z pracownikami kostnicy. I pamiętaj, aby pracować w szpitalach na pół etatu, aby obserwować prawdziwe operacje i pracę doświadczonych lekarzy.

„Zastępowanie ludzkich narządów i tkanek syntetycznymi analogami jest niezwykle trudne, a często niemożliwe” – mówi Student V roku Wydziału Lekarskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Wołgogradzie Michaił Zolotukhin. - W chirurgii istnieje coś takiego jak zmysł tkankowy. To uczucie rozwija się przez wiele lat praktyki. Dlatego najlepszą rzeczą dla przyszłego chirurga jest asystowanie przy operacjach chirurgicznych. Podczas operacji można poczuć żywą tkankę w rzeczywistej sytuacji, poczuć jej opór.”

Uniwersytet Medyczny w Wołgogradzie nie ma jeszcze nawet symulatorów. Zdjęcie z archiwum Państwowego Uniwersytetu Medycznego w Wołdze

Michaił mówi, że często pełni służbę w klinikach w Wołgogradzie: „Tylko w ten sposób studenci mogą zdobyć doświadczenie w komunikowaniu się z pacjentami i uczyć się od swoich starszych kolegów lekarzy” – jest pewien młody człowiek. - W szpitalach chirurgicznych lekarze nigdy nie odmawiają pomocy studentowi, który może wykonać pracę, która dla doświadczonego lekarza jest ciężarem, ale powoduje dla ucznia nieodpartą radość. W nagrodę za cierpliwość i ciężką pracę przyszli chirurdzy wykonują pod okiem lekarzy drobne zabiegi chirurgiczne, asystują przy operacjach i wykonują niektóre etapy operacji chirurgicznych.”

„Kto chce, ten się nauczy” – mówią uczniowie. To na razie jedyny sposób. Wielu pracowników uczelni medycznych w dalszym ciągu ma jednak nadzieję, że procedura pozyskiwania materiału ze zwłok stanie się nieco łatwiejsza – wymaga to jednak jaśniejszych przepisów i, co najtrudniejsze, interakcji międzyresortowych: braku sprzeciwu ze strony szpitali, biegłych medycyny sądowej i lokalnych urzędników . Wszystko to wymaga interwencji na najwyższym szczeblu. „Wszystko to musi zostać sformalizowane odpowiednią uchwałą Ministra Zdrowia, gdzie obok muszą znajdować się wizy wszystkich wydziałów zaangażowanych w ten proces – inaczej nawet dobre prawo nigdy nie zadziała” – mówią pracownicy uczelni medycznych.

Ministerstwo Zdrowia obiecuje w ciągu pięciu lat zapewnić wszystkim uniwersytetom wysokiej jakości symulatory.

Tradycyjnie w soboty publikujemy dla Was odpowiedzi do quizu w formacie „Pytanie – Odpowiedź”. Mamy różnorodne pytania, zarówno proste, jak i dość złożone. Quiz jest bardzo ciekawy i cieszy się dużą popularnością, po prostu pomagamy Ci sprawdzić Twoją wiedzę i upewnić się, że spośród czterech zaproponowanych wybrałeś poprawną odpowiedź. I mamy kolejne pytanie w quizie - Jak nazywa się model ciała człowieka – pomoc wizualna dla przyszłych lekarzy?

• duch
• bałwan
• Fantom

Prawidłowa odpowiedź to D. PHANTOM

Duch, duch, zombie, wampiry, mutanty - to wszystko są przejawy fantazji, bohaterowie mistycznych thrillerów.

Studenci medycyny studiują obecnie anatomię na zdjęciach, w kostnicy, na zajęciach z fizjologii, histologii, anatomii i chorób, diagnozowaniu i udzielaniu pierwszej pomocy oraz innych podręcznikach na manekinach i symulatorach. Studenci uczą się porodu, prowadzenia resuscytacji krążeniowo-oddechowej, podawania zastrzyków, cewnikowania naczyń, intubacji, tracheostomii, nakłuwania różnych jam: opłucnej, stawów, nakłucia kręgosłupa. Te same fantomy są dostępne u dentystów, traumatologów i innych specjalności.

Dlatego nauka mechaniki jest tak szlachetna
i bardziej pożyteczna niż wszystkie inne nauki, które,
jak się okazuje, wszystkie żywe istoty,
posiadanie możliwości poruszania się,
postępować zgodnie z jego prawami.

Układ silnika składa się z ogniw. Połączyćto część ciała położona pomiędzy dwoma sąsiednimi stawami lub pomiędzy stawem a końcem dalszym. Na przykład części ciała to: dłoń, przedramię, ramię, głowa itp.

Waga (T)to ilość substancji (w kilogramach),zawarte w treści lub w pojedynczym łączu.

Jednocześnie masa jest ilościową miarą bezwładności ciała w stosunku do działającej na nie siły. Im większa masa, tym bardziej bezwładne jest ciało i tym trudniej jest je wyprowadzić ze stanu spoczynku lub zmienić jego ruch.

przyspieszenie swobodnie spadającego ciała.

Masa charakteryzuje bezwładność ciała podczas ruchu postępowego. Podczas obrotu bezwładność zależy nie tylko od masy, ale także od jej rozkładu względem osi obrotu. Im większa odległość ogniwa od osi obrotu, tym większy udział tego ogniwa w bezwładności ciała. Ilościową miarą bezwładności ciała podczas ruchu obrotowego jest moment bezwładności:

Gdzie R in - promień bezwładności - średnia odległość od osi obrotu (na przykład od osi stawu) do punktów materialnych ciała.

Środek masy to punkt, w którym przecinają się linie działania wszystkich sił prowadzących ciało do ruchu translacyjnego i nie powodujących obrotu ciała. W polu grawitacyjnym (gdy działa grawitacja) środek masy pokrywa się ze środkiem ciężkości. Środek ciężkości to punkt, do którego przykładane są wypadkowe siły ciężkości wszystkich części ciała. O położeniu ogólnego środka masy nadwozia decyduje położenie środków masy poszczególnych ogniw. A to zależy od postawy, czyli od tego, jak części ciała są ułożone względem siebie w przestrzeni.

W organizmie człowieka znajduje się około 70 ogniw. Ale tak szczegółowy opis geometrii mas najczęściej nie jest wymagany. Do rozwiązania większości praktycznych problemów wystarczy 15-ogniwowy model ciała ludzkiego (ryc. 7). Oczywiste jest, że w modelu 15 ogniw niektóre ogniwa składają się z kilku ogniw elementarnych. Dlatego bardziej poprawne jest nazywanie takich powiększonych segmentów linków.

Ryż. 7. 15 - model ogniwa ciała człowieka: po prawej stronie - sposób podziału ciała na segmenty i masa każdego segmentu (w% masy ciała); po lewej stronie - położenie środków masy segmentów (w % długości segmentu) - patrz tabela. 1 (według V. M. Zatsiorsky'ego, A. S. Aruina, V. N. Seluyanova)

Gdzie M X - masa jednego z segmentów ciała (kg), np. stopy, podudzia, uda itp.;M— całkowita masa ciała (kg);H— długość ciała (cm);B 0, B 1, B 2— współczynniki równania regresji, są różne dla różnych segmentów(Tabela 1).

Tabela 1

Masa pędzla = - 0,12 + 0,004x60+0,002x170 = 0,46 kg. Wiedząc, jakie są masy i momenty bezwładności ogniw ciał oraz gdzie znajdują się ich środki masy, można rozwiązać wiele ważnych problemów praktycznych. W tym:

- określić ilość ruchy, równa iloczynowi masy ciała i jego prędkości liniowej(m·v);

— określić kinetykę za chwilę, równy iloczynowi momentu bezwładności ciała i prędkości kątowej(J w ); należy wziąć pod uwagę, że wartości momentu bezwładności względem różnych osi nie są takie same;

- ocenić, czy kontrolowanie prędkości ciała lub pojedynczego ogniwa jest łatwe czy trudne;

Na ryc. Rysunek 8 przedstawia łyżwiarza figurowego wykonującego obrót. Na ryc. 8, A sportowiec obraca się szybko i wykonuje około 10 obrotów na sekundę. W pozycji pokazanej na ryc. 8, B, obrót gwałtownie zwalnia, a następnie zatrzymuje się. Dzieje się tak, ponieważ przesuwając ramiona na boki, łyżwiarka sprawia, że ​​jej ciało staje się bardziej bezwładne: chociaż masa ( M ) pozostaje taki sam, promień bezwładności (R W ), a co za tym idzie moment bezwładności.

Ryż. 8. Spowolnienie rotacji podczas zmiany pozycji:A -mniejszy; B - duża wartość promienia bezwładności i momentu bezwładności, która jest proporcjonalna do kwadratu promienia bezwładności (Ja = jestem R W)

Inną ilustracją tego, co zostało powiedziane, może być problem komiczny: co jest cięższe (dokładniej: bardziej bezwładne) – kilogram żelaza czy kilogram waty? Podczas ruchu do przodu ich bezwładność jest taka sama. Poruszając się ruchem okrężnym, trudniej jest przesuwać bawełnę. Jego punkty materialne znajdują się dalej od osi obrotu, przez co moment bezwładności jest znacznie większy.

Jak wiadomo, dźwignie są pierwszego rodzaju (kiedy siły są przykładane po przeciwnych stronach punktu podparcia) i drugiego rodzaju. Przykład dźwigni drugiej klasy pokazano na ryc. 9, A: siła grawitacji(F 1)i przeciwną siłę trakcji mięśni(F 2) nakładany po jednej stronie punktu podparcia, znajdującego się w tym przypadku w stawie łokciowym. Takich dźwigni jest w organizmie człowieka najwięcej. Ale są też dźwignie pierwszego rodzaju, na przykład głowica (ryc. 9, B) i miednicę w pozycji głównej.

F 2 — siła ciągu mięśnia dwugłowego ramienia;l 2 —krótkie ramię dźwigni równe odległości od mocowania ścięgna do osi obrotu; α jest kątem pomiędzy kierunkiem siły a prostopadłą do osi podłużnej przedramienia.

Konstrukcja dźwigniowa aparatu motorycznego daje człowiekowi możliwość wykonywania długich rzutów, silnych ciosów itp. Ale nic na świecie nie przychodzi za darmo. Zyskujemy na szybkości i sile ruchu kosztem zwiększenia siły skurczu mięśni. Przykładowo, aby przenieść ciężar o masie 1 kg (czyli z siłą ciężkości 10 N) poprzez zgięcie ramienia w stawie łokciowym jak pokazano na rys. 9, L, mięsień dwugłowy ramienia powinien rozwinąć siłę 100-200 N.

„Wymiana” siły na prędkość jest tym wyraźniejsza, im większe jest przełożenie ramion dźwigni. Zilustrujmy tę ważną kwestię przykładem z wioślarstwa (ryc. 10). Wszystkie punkty korpusu wiosła poruszające się wokół osi mają takie sametę samą prędkość kątową

Ale ich prędkości liniowe nie są takie same. Prędkość liniowa(v)im wyższy, tym większy promień obrotu (r):

Dlatego, aby zwiększyć prędkość, należy zwiększyć promień obrotu. Ale wtedy będziesz musiał zwiększyć siłę przyłożoną do wiosła o tę samą wartość. Dlatego trudniej jest wiosłować długim wiosłem niż krótkim, rzucać ciężkim przedmiotem na dużą odległość trudniej niż na małą odległość itp. Archimedes, który przewodził obronie Syrakuz przed Rzymianami i wynalazł urządzenia dźwigniowe do rzucania kamieniami, wiedziały o tym.

Te 20-30% tłumaczy się faktem, że noga nie jest cylindrem z pojedynczym ogniwem, ale składa się z trzech segmentów (uda, podudzia i stopy). Uwaga: częstotliwość drgań własnych nie zależy od masy wahadła, ale maleje wraz ze wzrostem długości wahadła.

Dociekliwy czytelnik może zapytać: co wyjaśnia wysoką skuteczność ruchów wykonywanych przy częstotliwości rezonansowej? Dzieje się tak, ponieważ ruchom oscylacyjnym kończyn górnych i dolnych towarzyszy regeneracja energia mechaniczna (od łac. recuperatio - otrzymaj ponownie lub użyj ponownie). Najprostszą formą odzyskiwania jest zamiana energii potencjalnej na energię kinetyczną, a następnie z powrotem na energię potencjalną itp. (Rys. 11). Przy rezonansowej częstotliwości ruchów takie przemiany przeprowadzane są przy minimalnych stratach energii. Oznacza to, że energia metaboliczna, raz wytworzona w komórkach mięśniowych i zamieniona na energię mechaniczną, jest wykorzystywana wielokrotnie – zarówno w tym cyklu ruchów, jak i w kolejnych. A jeśli tak, to zapotrzebowanie na dopływ energii metabolicznej maleje.

Ryż. jedenaście. Jedna z opcji odzyskiwania energii podczas ruchów cyklicznych: energia potencjalna ciała (linia ciągła) przekształca się w energię kinetyczną (linia przerywana), która ponownie przekształca się w potencjał i przyczynia się do przejścia ciała gimnastyczki do górnej pozycji; liczby na wykresie odpowiadają ponumerowanym pozom sportowca

Właściwości mechaniczne kości zdeterminowane przez ich różne funkcje; Oprócz silnika pełnią funkcje ochronne i wspomagające.

Kości czaszki, klatki piersiowej i miednicy chronią narządy wewnętrzne. Funkcję podporową kości pełnią kości kończyn i kręgosłupa.

Przy rozciągającej sile wzdłużnej kość wytrzymuje naprężenie o wartości 150 N/mm 2 . To 30 razy więcej niż ciśnienie niszczące cegłę. Ustalono, że wytrzymałość kości na rozciąganie jest większa niż wytrzymałości dębu i prawie równa wytrzymałości żeliwa.

Po skompresowaniu wytrzymałość kości jest jeszcze większa. Zatem najbardziej masywna kość, kość piszczelowa, może wytrzymać ciężar 27 osób. Maksymalna siła ściskająca wynosi 16 000–18 000 N.

Kiedy się poruszamy, kości nie tylko rozciągają się, ściskają i zginają, ale także skręcają się. Na przykład, gdy człowiek chodzi, momenty sił skręcających mogą osiągnąć 15 Nm. Wartość ta jest kilkakrotnie mniejsza niż wytrzymałość kości na rozciąganie. Rzeczywiście, aby zniszczyć np. Piszczel, moment siły skręcającej musi osiągnąć 30–140 Nm (Informacje o wielkości sił i momentach sił prowadzących do deformacji kości są przybliżone, a liczby są najwyraźniej zaniżone, gdyż uzyskano je głównie z materiału zwłok. Ale wskazują też na wielokrotny margines bezpieczeństwa ludzkiego szkieletu. W niektórych krajach praktykuje się przyżyciowe oznaczanie wytrzymałości kości. Takie badania są dobrze płatne, ale prowadzą do obrażeń lub śmierci testerów i dlatego są nieludzkie).

Tabela 2

Właściwości mechaniczne połączeń zależą od ich struktury. Powierzchnia stawowa jest zwilżana mazią stawową, która podobnie jak w torebce jest magazynowana przez torebkę stawową. Płyn stawowy zmniejsza współczynnik tarcia w stawie około 20-krotnie. Uderzający jest charakter działania „wyciskanego” smaru, który gdy obciążenie złącza maleje, jest pochłaniany przez gąbczaste formacje złącza, a gdy obciążenie wzrasta, jest wyciskany, aby zwilżyć powierzchnię złącza złącza i zmniejszyć współczynnik tarcia.

Rzeczywiście wielkość sił działających na powierzchnie stawowe jest ogromna i zależy od rodzaju aktywności oraz jej intensywności (tab. 2).

Siła stawów, podobnie jak siła kości, nie jest nieograniczona. Zatem ciśnienie w chrząstce stawowej nie powinno przekraczać 350 N/cm 2 . Przy wyższych ciśnieniach ustaje smarowanie chrząstki stawowej i wzrasta ryzyko mechanicznego ścierania. Należy mieć to na uwadze szczególnie przy prowadzeniu wycieczek pieszych (kiedy dźwiga się duży ciężar) oraz przy organizowaniu zajęć rekreacyjnych dla osób w średnim i starszym wieku. Przecież wiadomo, że z wiekiem nawilżenie torebki stawowej staje się mniej obfite.

BIOMECHANIKA MIĘŚNI

Kurczliwość to zdolność mięśnia do kurczenia się pod wpływem podniecenia. W wyniku skurczu mięsień ulega skróceniu i powstaje siła trakcyjna.

Aby porozmawiać o właściwościach mechanicznych mięśnia, posłużymy się modelem (ryc. 12), w którym formacje tkanki łącznej (równoległy składnik elastyczny) mają mechaniczny analog w postaci sprężyny(1). Formacje tkanki łącznej obejmują: błonę włókien mięśniowych i ich wiązki, sarkolemę i powięź.

Kiedy mięsień kurczy się, tworzą się poprzeczne mostki aktynowo-miozynowe, których liczba określa siłę skurczu mięśnia. Mostki aktynowo-miozynowe składnika kurczliwego przedstawiono na modelu w postaci cylindra, w którym porusza się tłok(2).

Analogiem sekwencyjnego składnika sprężystego jest sprężyna(3), połączone szeregowo z cylindrem. Modeluje ścięgno i te miofibryle (kurczliwe włókna tworzące mięsień), które obecnie nie biorą udziału w skurczu.

Zgodnie z prawem Hooke’a w przypadku mięśnia jego wydłużenie zależy nieliniowo od wielkości siły rozciągającej (ryc. 13). Krzywa ta (zwana „siła – długość”) jest jedną z charakterystycznych zależności opisujących wzorce skurczu mięśni. Inna charakterystyczna zależność „siła-prędkość” została nazwana na cześć krzywej słynnego angielskiego fizjologa Hilla, który ją badał (ryc. 14) (ryc. 14) (ryc. 14).Tak dziś nazywamy tę ważną zależność. W rzeczywistości A. Hill badał jedynie ruchy pokonujące (prawa strona wykresu na ryc. 14). Po raz pierwszy zbadano związek między siłą i prędkością podczas ruchów ustępujących Opat. ).

Wytrzymałość Mięsień ocenia się na podstawie wielkości siły rozciągającej, przy której mięsień pęka. Wartość graniczna siły rozciągającej jest określona przez krzywą Hilla (patrz rys. 14). Siła, przy której następuje pęknięcie mięśnia (w przeliczeniu na 1 mm 2 jego przekrój) waha się od 0,1 do 0,3 N/mm 2 . Dla porównania: wytrzymałość na rozciąganie cięgna wynosi około 50 N/mm 2 , a powięź wynosi około 14 N/mm 2 . Powstaje pytanie: dlaczego ścięgno czasami pęka, ale mięsień pozostaje nienaruszony? Najwyraźniej może się to zdarzyć przy bardzo szybkich ruchach: mięsień ma czas na wchłonięcie wstrząsu, ale ścięgno nie.

Relaks - właściwość mięśnia objawiająca się stopniowym zmniejszaniem się siły rozciągającej przy stałej długościmięśnie. Relaks objawia się na przykład podczas podskakiwania i podskakiwania, jeśli osoba zatrzymuje się podczas głębokiego przysiadu. Im dłuższa przerwa, tym mniejsza siła odpychania i wysokość skoku.

Na krzywej Hilla tryb izometryczny odpowiada wielkości siły statycznej(F 0),przy którym prędkość skurczu mięśnia wynosi zero.

Zauważono, że siła statyczna wykazywana przez sportowca w trybie izometrycznym zależy od trybu wcześniejszej pracy. Jeśli mięsień funkcjonował w gorszym trybie, toF 0więcej niż w przypadku, gdy wykonywano pracę pokonującą. Dlatego np. „krzyż azaryjski” jest łatwiejszy do wykonania, jeśli zawodnik wchodzi na niego z góry, a nie z dołu.

Podczas skurczu anizometrycznego mięsień skraca się lub wydłuża. Mięśnie biegacza, pływaka, rowerzysty itp. działają w trybie anizometrycznym.

Synergistyczne mięśnieporuszaj częściami ciała w jednym kierunku. Na przykład przy zginaniu ramienia w stawie łokciowym zaangażowane są mięśnie dwugłowe ramienia, ramię, ramię, ramię, itp. Efektem synergistycznego oddziaływania mięśni jest wzrost powstałej siły działania. Na tym jednak znaczenie synergizmu mięśni się nie kończy. W przypadku urazu, a także w przypadku miejscowego zmęczenia mięśnia jego synergetycy zapewniają wykonanie czynności motorycznej.

Mięśnie antagonistyczne(w przeciwieństwie do mięśni synergistycznych) działają wielokierunkowo. Jeśli zatem jeden z nich wykonuje pracę przewyższającą, wówczas drugi wykonuje pracę gorszą. Istnienie mięśni antagonistycznych zapewnia: 1) dużą precyzję działań motorycznych; 2) redukcja obrażeń.

Wraz ze wzrostem prędkości skurczu mięśnia siła trakcyjna mięśnia pracującego w trybie pokonywania maleje zgodnie z prawem hiperbolicznym (patrz. Ryż. 14). Wiadomo, że moc mechaniczna jest równa iloczynowi siły i prędkości. Istnieją mocne strony i prędkości, przy których siła skurczu mięśni jest największa (ryc. 15). Ten tryb występuje, gdy zarówno siła, jak i prędkość wynoszą około 30% ich maksymalnych możliwych wartości.

Kto chce zostać milionerem? 07.10.17. Pytania i odpowiedzi.