Biomehanika

Visokošolski učitelji: Kamnik Roman

Opis predmeta

Cilji: Obravnavati osnovne zakone mehanike z vidikov uporabe pri razumevanju in analizi živih sistemov. Pridobljena znanja iz osnov biomehanike obsegajo področja mehanike materialov in mehanskih struktur ter gibanja s poudarki na rehabilitaciji in športu.

Vsebina: Uvod v biomehaniko; Analiza teles v mirovanju; Analiza biomehanskega sistema človeka v gibanju: načrtanje modela in računskih postopkov za določitev biomehanskih parametrov gibanja.

PREDAVANJA

1. Uvod v biomehaniko

2. Obravnava teles v mirovanju

• statična obravnava
• analiza elastičnih teles
• deformacije
• trdnost materialov
  

3. Biomehanski sistem človeka v gibanju

• kinematika gibanja
• energijske razmere
• direktni dinamični model po Lagrangeu
• inverzni dinamični model po Newton-Eulerju
• mehanika sklepov in mišic
• antropometrični podatki
• lokomocija – stoja, hoja, tek, veslanje

LABORATORIJSKE VAJE

Namen laboratorijskih vaj pri predmetu Biomehanika je študente naučiti samostojnega pristopa k izvedbi analize biomehanskih parametrov pri gibanju človeka v rehabilitaciji ali športu. Vaje so zasnovane v dveh delih. V prvem delu vaj študentje s pomočjo predpripravljenih parcialnih primerov pridobijo osnovna znanja za rokovanje z merilno opremo, spoznajo se z metodologijo izvedbe ter obdelave meritev. Drugi del vaj je zasnovan projektno. Študentje v manjših skupinah izvedejo biomehansko analizo posameznih manevrov gibanja pri človeku. Cilj projektnega dela je analiza energijskih razmer, mehanizmov vzdrževanja ravnotežja in določitev obremenitev v sklepih telesa. Analizirani so dvigovanje bremena, hoja po ravnem, po stopnicah ali po vrvi, skok, veslanje ali kolesarjenje na ergometru. Študentje svoje rezultate primerjajo z rezultati iz znanstvene literature in jih na koncu semestra kolegom predstavijo v obliki predstavitve.

Video 12: Biomehanska analiza obremenitev pri boksu

Gradiva

J. D. Humphrey, S.L. Delange, An Introduction to Biomechanics, Solids and Fluids, Analysis and Design, Springer Verlag, New York, 2004.

Y.C. Fung, Biomechanics, Mechanical Properties of Living Tissues, Springer Verlag, New York, 2004.

D. A. Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, John Wiley & Sons, New Jersey, 2009.

D. Knudson, Fundamentals of Biomechanics, Springer, New York, 2007.

M. Nordin, V. H. Frankel, Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Wolters Kluwer Health, 2012.

P. McGinnis, Biomechanics of Sport and Exercise, Human kinetics, Auckland, 2004.