Elemzés a csont szilárdságát
Küldje el a jó munkát a tudásbázis könnyen. Használd az alábbi űrlapot
A diákok, egyetemi hallgatók, fiatal kutatók, a tudásbázis a tanulásban és a munka nagyon hálás lesz.
1.Mehanicheskie tulajdonságait biológiai szövetek
biológiai csonttörés szilárdsága
A szerkezet az anyag a fő tényező, ami meghatározza a mechanikai tulajdonságok és a törés folyamat. A legtöbb biológiai szövetek anizotrop kompozit anyagok által alkotott kombinációja volumetrikus kémiailag eltérő, különböző komponenseket. A készítmény minden egyes típusú szövet képződik a folyamat az evolúció, és függ a funkciókat hajt végre.
Csontszövet. Bone - az alapanyag a mozgásszervi rendszer. Tehát az emberi csontváz, több mint 200 csontok. A csontváz a támasztótest és megkönnyíti mozgását. A felnőtt emberi csontváz súlya körülbelül 12 kg (18% teljes tömegre számítva).
A kortikális csont fél térfogat a szervetlen anyag, a csont ásványi anyag - hidroxi-apatit, CA10 (PO4) 6 (OH) 2. Ez az anyag formájában mikroszkopikus kristályok. Egy másik része a mennyiség áll egy szerves anyag, főleg kollagént (nagymolekulájú vegyület, egy rostos fehérjét, amelynek nagy rugalmasság). Az a képesség, a csont rugalmas alakváltozás valósul rovására ásványi anyag, és kúszás miatt kollagén.
A csont egy megerősített kompozit anyag. Például, a csontok az alsó végtagok vannak megerősítve nagy szilárdságú szálak a kerület és a spirális metsző irányban.
A csont mechanikai tulajdonságait szövet sok tényezőtől függ: életkor, a betegség. Egyedi növekedés feltételeit. A normális csont sűrűsége 2400 kg / m 3. A különböző módszerek deformáció a csont másképp viselkedik. Nyomószilárdság nagyobb, mint a húzó vagy hajlító szilárdsága. Így, a comb hosszirányban ellenálljon terhelést 45000N, például a hajlítószilárdság - 25000N.
Kínálat a mechanikai szilárdság, a csont igen jelentős, és jóval magasabb, mint a terhelés, amely előfordul a normál körülmények között az élet.
Minden építészeti csont ideális támogatása csontváz funkciót, a tájékozódás csont gerendák párhuzamos vonalak jelentős stressz, ami lehetővé teszi, hogy a csont, hogy ellenálljon a nagy mechanikai terhelés.
Csontok különböző szilárdsági funkciótól függően amely végre. Combcsont álló ellenáll terhelés legfeljebb 1,5 m, és a sípcsont 1,8 m (ez 25-30-szerese a normál súlya egy személy). Úgy találta, hogy összhangban a teljesítmény élettani kihívások végrehajtásának támogatására és mozgásszervi funkciók szerinti megoszlása teljesítményű terhelések csont képződik zónák különböző keménységű.
Azonban a csont szilárdsága a második csak a szilárd acélok és sokkal erősebb, mint modell lesz gránit és beton szilárdságának. A természetben kompozit csont ez azt jelzi, alacsony értéke Young modulus képest homogén anyagok, amelyeknek azonos szilárdságú. A középső része a váll csontjait embernek van egy keresztmetszeti területe körülbelül 3,3 cm 2. Ez könnyű bizonyítani, hogy a maximális súlya rakomány, hogy tudja tartani ezt a csontot, míg álló helyzetben, és dolgozik a tömörítés, közel 60000N. Ugyanakkor a maximális teljesítmény, amely képes ellenállni az azonos csont, ha fut egy kanyarban, és erőt fejtünk ki a szabad vége a csont tengelyére merőleges, közel 5500N.
2. Karate Mechanics
A tökéletesen illusztrálja a szilárdsága emberi csontokat szolgálhat egyfajta népszerű most! Exercise - karate. Hogyan lehet egy csupasz karját megtörni tartós cikkek, mint a tölgy vagy a beton rudak törés nélkül magát? Próbáljuk hogy szükség van-e az energia Ep. A törvény a Hooke deformálódásokhoz a bárban, és a képlet a potenciális tárolt energia összenyomott rugó, meg lehet határozni a potenciális energia kezét az ütközés pillanatában.
Így karate kéz elegendő tárolt energiát megtörni a beton sáv.
Az a tény, hogy a karatésok keze nem tört, amikor eltalálja a bárban, részben a sokkal nagyobb csontok szilárdsága, mint a beton.
Ha az egész öklét hatás helyére csont 6 cm hosszú és 2 cm átmérőjű, rögzített a két szélső pontot, és üti a bárban, hogy szimulálják a ható erő a közepén, ilyen körülmények között képesek fenntartani a csont 25000N. Ez mintegy 8-szor nagyobb, mint a ható erő ököl karate, ha törés beton sáv.
Ugyanakkor az a lehetőség kéz karatéka, hogy ellenálljon az ilyen sokkok még, mert ellentétben beton sáv nem támogatja a széleken, és nem kell, hogy elérje pontosan a közepén. Ezen túlmenően, a csont és a bár mindig konkrét elasztikus anyagból, elnyeli csapást. Tehát, lásd a ridegsége a csontokat, ami indokolja a habozás, nem tudjuk. Nem okoz csalódást.
Aktív interakció a szervezet a környezettel, és közvetve részt ebben minden ő számos rendszerek és szervek útján biztosítják a mozgásszervi rendszer. Az alapvető összetevője a gép mozgások - Izom - abban különbözik az ilyen rendszerek, különösen, hogy azt közvetlenül átalakítja a kémiai energiát mechanikai energiává, elérve a meglehetősen magas szintű hatékonyságot normál emberi test hőmérsékletét. Az alapvető szerkezeti és funkcionális egységet az emberi csontváz csont. Emberben, egyes csontok egy élő, műanyag test. Megvan a morfológiai szerkezetét, funkcióit részeként az egész szervezet, és áll több szövetben. A fő szövet a csont egy csont; amellett, hogy sűrű kötőszövet képező, például, a csont héj, amely fedi azt hajók kívül a laza kötőszövet öntettel hajók, végeit befedő porc a csontok és képező növekedési zónában, retikuláris szövet amely alapján csontvelő, és elemei az idegszövet - idegek idegek. Minden csont van egy határozott alakja, mérete, szerkezete és összeköttetésben áll a környező csontokat. A szerkezet tartalmaz egy csontváz 206 csontok - 85 páros és 36 párosítatlan. Csont-fiók körülbelül 18% -a a testtömegnek. a csontok funkcióját változatos. Az első és legfontosabb funkciója támogatja a lágy szövetek, a túlnyomó többsége, amely található a területen a csontképződés és a csatlakozik a csontokat. Az izmok tartják helyeit kapcsolatot a csontok, és termel az elmozdulás egyik csont a másik ellen, vagy mozgó az egész testet tekintve a Föld felszínén.
Általánosságban, meg kell jegyezni, hogy a növekedés a csontsűrűség megfigyelt azon részein a csontváz, amelyek ki vannak téve, hogy a legintenzívebb mechanikai feszültség. A csontsűrűség nagyban meghatározza a képesítések sportolók, sajátosságait képzés és versenyképes tevékenység különböző sportágakban. A kiváló sportolók fokozott csontsűrűség képest alacsony képzettségű sportolók, és különösen a személyek, akik nem vesznek részt a sportban. Képviselői sebesség szilárdságú sport, freestyle és a görög-római birkózás jelentősen magasabb a csontsűrűség képest sportolók, akik specializálódtak ciklikus, játék- és slozhnokoordinatsionnyh sportok (görkorcsolya, a művészet és a torna). A csökkenés a csontsűrűség eredményezi a nagy mennyiségű munka állóképességet. Különösen alacsony csontsűrűség megfigyelt úszók a hosszú távokon, nem csak azért, mert a nagy mennyiségű munka aerob jellegű, adja meg a pontos részletek úszók képesek jó eredményeket mutatnak a maradók távolságokra, hanem a pontos részletek a vízi környezet, drasztikusan csökkenti a terhelést a mozgásszervi rendszer. Bones kerülnek bemutatásra szervek emberekben, mint egy funkcionális rendszert a passzív motoros berendezés. Az alakja és formája a csont ízületi tudja képzelni a térfogata mozgalmak és ezáltal megítélni a funkcionális jellemzőit a készülék mozgását.
1. táblázat Brinell keménység felső fogak csontszövet