Задания для самостоятельной работы. 1. Каким должно быть натяжение проволоки в корригирующем зубном протезе на рис

1. Каким должно быть натяжение проволоки в корригирующем зубном протезе на рис. 3, чтобы на выделенный зуб действовала в указанном направлении результирующая сила 0,60 Н?

Ответ: 0,877 Н.

Рис. 3. Силы натяжения проволоки Рис. 4. Распределения сил

в корректирующем протезе. при удержании груза в руке

2. Какую силу должен развить бицепс (двуглавая мышца плеча), чтобы человек удерживал в ладони груз массой 5 кг в руке, согнутой в локте под прямым углом? Считайте общую массу кисти и предплечья равной 2,0 кг; положение их центра тяжести указано на рис. 4.

Ответ 410 Н.

3. В таблице приведены средние по поперечному сечению большеберцовой кости человека разрушающие напряжения, возникающие при деформациях растяжения и сжатия.

На основании данных, представленных в таблице, укажите:

· какой вид деформации наиболее опасен;

· в каком случае в большей степени проявляется анизотропия разрушающих напряжений;

· используя Закон Гука для деформации растяжения, оцените анизотропию модулей упругости костной ткани, пользуясь приведенными предельными цифрами.

Ответ:

4. Вычислите относительное уменьшение объема при сжатии образцов из компактной и губчатой костной ткани, физико-механические характеристики которых приведены в таблице

Костная ткань	Е,	μ	, (предел прочности при сжатии)
Компактная Губчатая		0,3 0,3	40-50 10-20

Значение зависит от степени деминерализации кости, при расчетах используйте среднее значение.

Ответ:

5. Средняя площадь сечения бедренной кости человека 3,0 . Определите, какую наибольшую силу тяжести может выдержать кость, не разрушаясь, если предел ее прочности на сжатие 1,7 ?

Ответ: кН.

Контрольные вопросы по разделу

1. Каковы виды и свойства рычагов в опорно-двигательном аппарате человека?

2. Что такое изотонический режим работы мышц? Как рассчитать КПД мышцы при изотоническом сокращении?

3. Что устанавливает уравнение Хилла? Используя уравнение Хилла, проанализируйте зависимость скорости мышечного сокращения от усилия, развиваемого мышцей.

4. Что называют деформацией твердого тела? В чем состоит различие между упругой и пластической деформацией? Перечислите основные виды деформации по изменению формы твердых тел.

5. Что является количественной мерой деформации, в каких единицах она измеряется?

6. Что называют упругой силой, как она направлена? Дайте определе­ние механического напряжения, укажите его размерность в СИ.

7. Приведите и проанализируйте закон Гука для деформации одно­осного растяжения (сжатия). Как связаны коэффициенты жесткости и модуль Юнга, от чего они зависят?

8. Приведите и проанализируйте диаграмму растяжения. Определите пределы пропорциональности, упругости, текучести, прочности де­формируемого материала.

9. Приведите и проанализируйте закон Гука для деформации сдвига. Что представляет собой касательное напряжение, модуль сдвига, ко­эффициент Пуассона? Какова связь между ними и модулем Юнга?

10. Дайте определение понятию «твердость» материала Укажите извест­ные вам методы определения твердости, различия между ними, еди­ницы измерения.

11. Чем различаются статические и динамические нагрузки?

Приведите примеры.

12. Укажите особенности механических свойств биотканей. В чем суть анизотропии биотканей, какова ее природа?

13. Каковы механические свойства и особенности твердых биологиче­ских тканей (костная ткань, суставной хрящ)?

14. Каковы механические свойства и особенности мягких биологиче­ских тканей (сухожилия, кожа, ткань кровеносных сосудов)?

15. В чем состоит явление вязкоупругости? В чем проявляется вязко- упругое поведение биотканей?

Уравнения Бернулли и его следствия. Основные понятия и формулы.

1. Линии тока – линии, у которых направление вектора скорости частиц в каждой точке совпадают с линиями касательных.

2. Трубка тока - часть потока жидкости, ограниченная линиями тока.

3. Соотношение между скоростями течения жидкости в различных сечениях трубки тока: .

4. Объем жидкости, протекающей за единицу времени через любое сечение, перпендикулярное оси трубки тока: Q=Sʋ=const, где S - площадь сечения; ʋ - скорость течения.

5. Статическое давление Р - давление, которое оказывают друг на друга соседние слои жидкости. Его можно измерить манометром, который движется вместе с жидкостью.

6. Гидростатическое давление ρgh - давление, создаваемое весом вертикального столба жидкости высотой h/

7. Динамическое давление ρ - давление, обусловленное напором движущейся жидкости.

8. Уравнение Бернулли: Р+ ρ + ρgh=const.