Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела - [21]

Шрифт
Интервал

Равновесие каждого предмета, идентифицированного на рис. 2.24, зависит от способности предмета генерировать требуемую силу (способность толкать или тянуть так, чтобы уравновешивать силы). В случае с подвешенным грузом, веревкой и ногой каждый из элементов способен развивать требуемую силу в 4,5 кг, если только не возникает каких-либо дефектов. Однако связки не могут действовать со значительной силой на ногу, если они находятся в провисшем состоянии. На самом деле в момент подвешивания груза к системе они будут именно в таком состоянии, поскольку нога и бедренная кость — близко друг к другу (цель тяги как раз в том и состоит, чтобы их разделить). Вначале сила (Св. Н и Н.Св) может быть всего 0,45 кг, и на ногу будет действовать чистая сила в 4,5 кг, направленная вправо (тяга веревки не будет полностью уравновешиваться связками ноги).

Поскольку на ногу действует неуравновешенная сила, нога ускоряется вправо. По мере того как нога сдвигается вправо, и кости расходятся, натяжение связок увеличивается. Чем больше натягиваются связки, тем меньше становится неуравновешенная сила, и, соответственно, ускорение. Как только за счет движения ноги связки растягиваются до предела, они становятся способны действовать с силой в 4,5 кг, необходимой для поддержания ноги в равновесии. Связки обладают огромной силой натяжения и способны выдерживать большие нагрузки, чем те, которые создаются в данном примере, по крайней мере, в течение короткого времени. Пример с расхождением сустава, созданным за счет ускорения ноги вправо, т. е. от сустава, является образцом чистого поступательного движения без сопутствующего вращения сустава. Это также пример того, насколько важными могут оказаться даже маленькие неуравновешенные силы.

Равновесие ноги теперь установилось в положении, в котором связки натянуты, и поверхности суставов разошлись настолько, насколько позволяет длина связок. Отметим, что в данном примере мышцы, проходящие у коленного сустава, были предположительно неактивны, и мышечные усилия не учитывались. В случае перелома кости процесс растягивания костных обломков, требуемый для правильной их репозиции (или сопоставления) и лечения, аналогичен тому, который рассматривался для расхождения сустава. Перелом ведет себя как ложный сустав, и сопротивление растягиванию оказывается мышцами, проходящими у места перелома. Гиперактивность этих мышц ускоряет дистальный фрагмент в направлении проксимального отдела. Для выравнивания костей применяют вытягивание. По мере затихания мышечного спазма и нарастания утомления мускулатуры, мышцы действуют все с меньшей и меньшей силой. В конце концов сила тяги веревки, прилагаемая к дистальному обломку, превышает силу действия мышц на него, и направление движения меняется, что позволяет развести и выровнять обломки костей. Равновесие восстанавливается, когда структуры, проходящие через зону перелома, снова натягиваются.

В примере с вытяжением ноги мы пренебрегли действием силы тяжести на ногу и связки, говоря, что вертикальные силы не были частью одной и той же линейной системы сил растяжения и таким образом, при расчете величин этих сил ими можно было пренебречь.

Фактически в первый закон Ньютона, закон равновесия, можно внести следующее усовершенствование:

• чтобы объект находился в равновесии, сумма всех вертикальных сил, действующих на него, должна быть равна нулю, и, независимо от этого сумма всех горизонтальных сил должна также быть равна нулю:

ΣF>v = 0;

ΣF = 0.

Мы объяснили суммарное действие горизонтальных сил, но пренебрегли суммой сил вертикальных. Идентифицировав только гравитационные вертикальные силы (направленные вертикально вниз), мы не учитывали вертикальное ускорение ноги в примере с тягой. Даже если мы правильно пренебрегли совершенно незначительным весом веревки, то действие силы тяжести на ногу рассматривать все же следует. Мы могли компенсировать GL за счет положения ноги на постели (что создает контактную направленную вверх силу «постель-нога»), а могли потенциально ввести и новую силу, силу трения.


2.6. Сила трения

Сила трения (F>N) потенциально существует при любом контакте двух предметов. Результатом контакта являются силы реакции, действующие на каждый из двух соприкасающихся предметов. Чтобы сила трения обладала размерностью (величиной), необходима какая-то еще одна сила, перемещающая или пытающаяся переместить один предмет по другому. Такая сила известна под названием «сила смещения». По определению, сила смещения (компонент силы) — это такая сила, которая действует параллельно контактным поверхностям в направлении движения, или его попытки. Величина силы трения — это функция силы контакта между предметами, в зависимости от гладкости или шероховатости контактных поверхностей, и если предметы не двигаются, величины собственно силы сдвига.

Когда два контактируемых предмета не движутся, но на один предмет действует сила смещения, которая пытается сместить предмет по другому, находящемуся ниже, то величина силы трения равна силе сдвига. Сила трения в этом случае называется силой трения покоя. Максимальная сила трения равна силе трения скольжения. Таким образом,


Рекомендуем почитать
Снадобье викингов

Тема книги — отношение человека к его здоровью. Рассматривая эту тему с социальной точки зрения, автор приводит интересные факты, связанные с распознаванием наиболее загадочных случаев заболеваний, выявлением удивительных, на первый взгляд, причин, их обусловивших. В основе книги — богатый фактический материал, относящийся к Уралу и Зауралью. Рассчитана на широкий круг читателей.


На ошибках учатся. Как не попасть в ловушку медицинских мифов

Не надо лечиться «на всякий случай» и попадать на удочку популярных медицинских мифов. В этом уверена Мария Евдокимова, потомственный врач, соучредитель первого в России медицинского центра, работающего по принципам доказательной медицины. Она развенчивает модные сегодня представления о том, как сохранить здоровье. Стоит ли верить всему, что пишут в интернете? Полагаться ли на Инста-докторов и как найти на самом деле знающего врача? К чему может привести бездумное применение витаминных добавок? Так ли страшен глютен, как им пугают? Можно ли пить молоко взрослым? Все о том, как без вреда сделать так, чтобы жить долго и отлично себя чувствовать, — профессионально, популярно, легко.


Взламывая анатомию

Наше тело — удивительная и сложная машина, все части которой работают слаженно, взаимодействуют с окружающей средой и даже учатся у нее.Эта книга подробно рассказывает об устройстве и работе тела, помогая понять, как развивались наши знания о нем. Она дает представление обо всех системах организма, объясняет медицинскую терминологию и отвечает на важнейшие вопросы. Дочитав до конца, вы заглянете не только в прошлое, настоящее и будущее, но и внутрь себя.


Деменция. Диагностика и лечение

В книге приведены сведения об этиологии, патогенезе, эпидемиологии, клиническим проявлениям различных форм деменции, современные международные критерии, классификация. Рассмотрены особенности деменции при нейродегенеративных, сосудистых, инфекционных, демиелинизирующих заболеваниях головного мозга, черепно-мозговой травме, опухолях мозга, ликвородинамических нарушениях, метаболических расстройствах. Представлены данные о деменциях, связанных с интоксикациями солями металлов, алкоголем, приемом лекарственных средств.


Чабрец против 100 болезней

Чабрец, тимьян, богородская трава. Издавна люди знали о поистине чудодейственных свойствах этого растения. С его помощью отгоняли злых духов, его цветами украшали иконы, им лечили множество болезней. Пришла пора вспомнить секреты древних знахарей. Если вы готовы принять помощь природы, эта книга для вас: чабрец излечит простуду и бронхит, утолит боль при радикулите и невралгии.


Заболевания желудка. Современный взгляд на лечение и профилактику

«Все сознают, что нормальная и полезная еда есть еда с аппетитом, всякая другая еда, еда по приказу, по расчету признается уже в большей или меньшей степени злом», — писал академик И. П. Павлов. Перед вами необычная книга. Главная ее особенность состоит в том, что желудок, его заболевания, а также их профилактика и лечение рассматриваются в «контексте» всего организма, в тесной связи с образом жизни и мыслями человека. Автор обращает внимание читателей на множество «мелочей», которым мы обычно не придаем никакого значения, не замечаем их влияния на состояние желудочно-кишечного тракта и здоровье в целом. Книга — не сухое повествование о болезнях, а увлекательное путешествие в мир под названием «человеческий организм». Для широкого круга читателей.