Gradul de libertate de mișcare și de comunicare, părți ale corpului precum bratele si pendulele - structura și funcția

În cazul în care corpul fizic nu există restricții (conexiuni), se poate deplasa în spațiul în toate cele trei dimensiuni, adică. E. În ceea ce privește cele trei axe perpendiculare între ele (translație), precum și în jurul lor (de rotație). Prin urmare, un astfel de organism este șase grade de libertate de mișcare (Fig. 1 (c)).

Fiecare link reduce numărul de grade de libertate. Fixarea un punct liber al corpului, ceea ce face o pereche de legătură, o dată lipsit de cele trei grade de libertate - posibila mișcare TION liniară de-a lungul celor trei axe principale. Un exemplu este articulația sferică - șold, în care trei dintre cele șase grade de libertate (eventual rotație în jurul celor trei axe) (Figura 1 (g).). Securizarea nivel două puncte indică prezența unei axe ce trece prin aceste puncte. În acest caz, există un grad de libertate. Un exemplu de o astfel de restricție - (. Figura 1 (d)) articulație uniaxială, de exemplu interfalangiene. Fixare treilea punct care nu se află pe axa, complet lipsit de libertate de mișcare unitate (Fig. 10 (g)). O astfel de Conn-nenie nu se aplică articulațiilor. In anatomie izolat ca articulații biaxiale; ei au un al doilea grad de libertate din cauza incongruence (conformitatea incompletă a formei) a suprafețelor articulare (articulațiilor radiocarpal și metacarpophalngeal degetul 1).

Aproape în toate articulațiile (cu excepția interfalangiană, radioulnara și atlantoosevogo) grade de libertate este mai mare decât unu. Prin urmare, un dispozitiv pasiv mustață-troystvo care provoacă incertitudine în mișcare, multe posibilități de mișcări ( „mecanism nepolnosvyazny“). Acțiunile de control musculare provoca suplimentare de comunicare și a permis să se deplaseze numai un singur grad de libertate ( „mecanism conectat complet“). Acest lucru asigură o și singura posibilitate de mișcare - este acela care este necesar.

Fiecare pereche de multiaxial biomecanice comune cuprinde mai multe mecanisme posibile (A. A. Uhtomsky). De la mnozhes-MPT posibilități folosind acțiuni de control musculare emit o mișcare controlată specificată. conexiune Biokinematic caracteristici mai bogate decât legătura cinematică la mecanismele-tech nical, dar sunt mult mai dificil de controlat.

Prin urmare, o multitudine de grade de libertate în perechea cinematic articulațiilor multiaxiale prevede efectuarea fiecărei mișcări speciale:

a) selectarea traiectoria dorită,

b) traiectoria de control al mișcării-niem (direcția și magnitudinea vitezei) și

c) autoritățile de reglementare de circulație lyatsii, înțeleasă ca lupta împotriva zgomotului, abate de la calea.

descompunerea corpului uman în link-uri vă permite să-și prezinte aceste link-uri ca pârghii și pendule mecanice, pentru că toate aceste unități au un punct de conexiune, care poate fi privit fie ca un punct de sprijin (pentru o pârghie) sau ca un punct de fir cu plumb (pendul).

Maneta caracterizată prin distanța dintre punctul de aplicare a forței și punctul de pivot. Brațele sunt primul și al doilea tip.

Pârghia primului tip de echilibru sau de pârghie constă dintr-un singur membru. Exemplu - fixarea craniului la nivelul coloanei vertebrale.

Maneta de al doilea tip se caracterizează prin două legături. Există aproximativ pârghie de viteză braț și putere, în funcție de ceea ce predomină în acțiunile lor. Viteza Track oferă un câștig în viteză la îmbunătățirea performanței. cot comune cu o sarcină pe mâna lui - Exemplu. forță a manetei dă câștig în putere. Exemplu - o oprire pe degete.

Deoarece corpul uman realizează mișcarea în spațiu tridimensional, unitățile sale sunt caracterizate de grade de libertate, și anume, capacitatea de a face de translație și o mișcare de rotație în toate dimensiunile. În cazul în care link-ul este fixat la un moment dat, atunci este capabil de a efectua mișcare de rotație și putem spune că are trei grade de libertate.

Asigurarea legăturii conduce la formarea unei legături, adică asociat cu mișcarea punctului de legătură prindere fixă.

Pentru că mâinile și picioarele umane pot oscila, prin mecanica mișcării aplică aceeași formulă ca și pentru pendulele mecanice simple. Concluzia principală a acestora - frecvența naturală nu depinde de masa corpului oscilant, dar depinde de lungimea sa (prin creșterea lungimii scade frecvența de oscilație).

Făcând frecvența pași atunci când mersul pe jos sau rularea sau accident vascular cerebral în timp ce înot sau de canotaj de rezonanță (de exemplu, aproape de frecvența naturală a brațelor de oscilație sau picioarelor), este posibil să se reducă la minimum costurile de energie. În combinația cea mai rentabilă a frecvenței și a lungimii de pași sau accident vascular cerebral om demonstrează o creștere semnificativă a eficienței. Un exemplu simplu: atunci când rulează atlet de mare are un pas lungime și frecvență pas mai mică decât atletul subdimensionat cu ea mare la viteza de deplasare egală.