Занятие 5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ БИОМЕХАНИКИ.
Мотивационная характеристика темы. В процессе выполнения практической работы у студентов формируются основные понятия биомеханики, анализируются закономерности, связывающие величины механического напряжения и деформации стоматологических материалов.
Цель практической работы:
Изучить закономерности биомеханических величин при решении физических задач и научиться рассчитывать параметры стоматологических материалов.
К работе необходимо:
Знать |
Уметь |
Пригодности и надежности ортопедических конструкций в живых системах в зависимости от характеристик конструкции и приложенных сил. Механические величины и единицы их измерения. Виды деформаций, в том числе возникающие в полости рта. |
Анализировать физическую информацию и применять закономерности биомеханики к решению практических задач. Рассчитывать механические параметры стоматологических материалов. Применять законы биомеханики в практике расчета стоматологических конструкций. |
Литература:
1.А.Н.Ремизов «Медицинская и биологическая физика» М.,1999
2.Трофимова Т.И. Курс физики. Учебник. М.: Академия, 2006-560 с. (на электронном носителе)
Контрольные вопросы для определения
исходного уровня знаний
1.Какие задачи решает биомеханика?
2.Сформулируйте понятие силы как физической величины. Перечислите основные виды сил, в том числе возникающие в полости рта.
3.Что называется деформацией тела? Какие виды деформаций известны?
4. Что называется абсолютным и относительным удлинением? Назовите их единицы измерения.
Информационный блок
Термин биомеханика составлен из двух греческих слов: bios – жизнь и mechanike – наука о машинах. Эта наука характеризуется применением основных принципов механики, т.е. науки о механических движениях материальных тел и взаимодействиях, происходящих при этом между ними, к живым организмам.
Медицинская (клиническая) биомеханика должна, во-первых, выполнять процесс диагностики, во-вторых, выбирать метод лечения и, в-третьих, оценивать полученные результаты. Существуют основные разделы медицинской биомеханики, такие как биомеханика позвоночника, биомеханика движения, стоматологическая биомеханика, биомеханика кровообращения и др.
Сила способна вызвать или остановить движение. Энергетические системы обеспечивают превращение химической энергии в механическую, что проявляется в развитии мышцами сократительной активности и, как следствие,- проявлении силы (рис.1).
Рис.1 Классификация сил.
Виды внешних сил
Виды внешних сил |
Объект действия силы и условия возникновения |
Примеры |
Объемные |
Действуют на каждый бесконечно малый элемент объема, каждую частицу. |
Сила тяжести Сила инерции Магнитные силы |
Поверхностные |
Взаимодействие тел при непосредственном контакте поверхностей |
Удар Давление ветра, воды на стену |
Распределенные |
Поверхностные, распределенные по некоторой площади или объема |
пережевывание |
Сосредоточенные |
Поверхностная сила, которая передается на деталь по площадке, размеры которой, пренебрежимо малы в сравнении с размерами самого элемента конструкции. |
Откусывание, Действие камня на зубы |
Силы реакции опор и связей |
Действует на тело со стороны опоры |
Сила со стороны челюсти, десен на зубы. |
Каждый жевательный зуб имеет 2-5 бугорков, скаты ( склоны ), которых воспринимают нагрузку от пищи. При сжатии челюстей и скольжении пищи по скатам на них возникают силы нормальной реакции (N) - перпендикулярные к ним и силы трения (F) - вдоль их поверхности.
Эти две силы (рис.2) объединяет одна сила опорной реакции (Rn), которая возникает на каждом скате (склоне).
Рис.2 Биомеханические явления.
Каждая сила, действующая на наклонную поверхность имеет вертикальное и горизонтальное направление, поэтому сила нормальной реакции (N) - перпендикулярная к скату и сила трения (F), действующая вдоль ската - являются первыми двумя параметрами, возникающими при сжатии пищевого комка. На этих составляющих (N, F) следует построить параллелограмм сил, диагональю которого является Rn -сила опорной реакции (3-ий параметр механических явлений) - рис.2.
Рис.3 Разложение сил в параллелограмме.
Для определения общей (полной) силы со стороны всех сил реакций надо перенести 3 стрелки (Rn1, Rn2, Rn3) в одну точку "с"-центр сопротивления на оси корня, но с моментом силы (рис.3). Соединив начало и конец стрелок прямой, получают общую силу R (4-ый параметр механических явлений).
Данное геометрическое построение действия сил применяется при их вертикальном направлении, однако при наклонном их действии следует руководствоваться принципом независимости действия сил- аксиомой параллелограмма сил и раскладывать действующую силу на Р верт. и Р гор.
Известно, что устойчивость каждого зуба зависит от поступательного движения вдоль лунки и вращательного - вокруг центра на оси корня. Поступательное смещение определяется силой R, положение которой мы определили, а вращательное определяется суммой моментов сил со стороны 3-х точек. Момент силы (М = RL) - это 5-ый, наиболее важный, параметр механических
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.