2.1. Адамның қарқынды қозғалмалы жүйесінің құрылымы

Адамның қарқынды қозғалмалы жүйесі сүйектерден, буындардан, бұлшық еттерден және буын байнасытырушыларынан тұрады. Қозғалыс жүйесін өзара байланысатын сүйектерден, буындардың әсерінен болады. Мұндағы бұлшық еттердің рөлі олардың қысқару ерекшелітерінде болып отыр. Сүйектерге буын арқылы байланысып, бұлшық еттер қозғалысты тетіктер сиякты қимылдайтын сүйекке береді. Сүйек және оларды байланыстырушылар қозғалтқыш аппаратының ең еңжар бөлімі болып табылады, ал бұлшық еттер белсенді болып табылады. Қозғалысты басқару сұрақтары биологиялық кибернетикаға байланысты болып келеді,

Арқа омыртқа және төмен жақтары тіреуіш функциясын атқарады, бағындырылатын топ сияқты. Бас сүйектері, арқа омыртқа діңгектері және кеуде жасушалары өмір сүруді қамтамасыз ететін ішкі органдарды дұрыс қызмет жасауын қамтамасыз етеді және қорғайды.

Пайыздық мөллшерде алғанда ер адамдардың қаңқа массаның жалпы дене массанына қатынасы орта есеппен 18% береді, ал әйел адамдарда -16%. Үлкен адамның қаңқасы екі жүз алты сүйектен тұрады, жүз елу байланысы, оның жартысынан көп мөлшерінде көп байланысқа бұлшық еттер жатады. Көптеген байланыстарды бұлшық еттер тіреп тұрады, белгілі бір қозғалыс түрін қамтамасыз етеді.

Механикада кез келген еркін қатты дененің қозғалысын жалпылама координаталармен көрсетеді. Мысалы, қатты дененің декорлық жүйедегі координаттардағы орын ауыстыруы әр сәтте сипаттама беріп отырады, оларды осьтің жанына дененің айналуын айқындайды.

Сайып келгенде, қатты дене алты еркін деңгейі бар. Әрбір элемент құрылымын келесі элементпен топсаплы қосылыс арқылы байланысатын элементті түйін деп айтайды. Түйін – қатты дененің шектеулі еркін қозғалысы бар, сондықтан олардың еркін деңгейі алтыдан төмен. Бұлшық ет арқылы байланысқан екі сүйек кинематикалық жұбты туындатады. Осындай біркелкі түйіндер байланыстары кинематикалық тізбектер пайда болады.

Адамның қарқынды-қозғалмалы аппараты еркін деңгейлері өте көп және өз алдына күрделі жүйе болып табылады. Еркін деңгейдің жалпы саны түйіндердің еркін деңгейінен олардың еркіндіг және байланыстырушылар санымен айырмашық бар. Келесі формула бойынша еркін деңгей саны анықталады:

, =N−1 ,j=5,4,3

Бұндағы n- еркін деңгей саны; N-қозғалған түйіндер саны; j- байлансытардағы шектеулі еркін деңгейлер саны; v(j)- j байланысы бар байланыс саны.

Осы формулаға байланысты адамның денесінің еркін деңгейлер саны анықталады: 6x144-5x81-4x33-3x29=240. Математикалық тұрғыдан қарағанда адам қозғалысы бірсызықты емеес дифференциалды теңдеумен сипатталады, олардың шешімі мүмкін болатын барлық қозғалыс сперктрін көрсетеді. Қозғалыс координациясының ең басты тапсырмасы осы сәттегі артық уақытты еркін деңгейдің жалпы бір ортақ жүйеге бағынуы болып табылады. Қозғалыс жүйесіндегі еркін деңгейді басқару жуйке бұлщық еттері көмегімен жүзеге асырылады.

Математикалық динамикалық моделдерін қарқынды қозғалмалы аппаратарда алу үшін лагранжерлер мен гамильиондар формализмі қолданылады.

Кеңістікте денелердің орын ауысытыруы әртүрлі күштер арқасында жүзеге асырылады. Сонымен қатар тірі ағзалар эволюция процессі әсерінен әр жұмысты өзінеше жасауға тырысады. Тірі жүйедегі денелердің механиклық орын ауыстыруының ең көп тараған түрі тіркеуіш болып табылады: адамның қарқынды қозғалмалы аппараты өз алдына механикалық тізбекті білдіреді. Қаңқа сүйектері тіркеуіш сиякты қызмет атқарады, олар буындарында немесе ішкі ортадан тіреуіш нүктелері бар. Қозғалысқа алып келетін тартылыс күші сүйекке байланысқан бұлшық еттердің қысқаруынан пайда болады.

Тіркеуіш алдында қозғалмайтын осьтен айналатын қатты денені көтереді. Тіркеуіш бірінші және екінші болып бөлінеді. Келесі суретте көрсетілген. (2.1,a,б).

2.1,сурет. Бірінші және екінші типті тіркеуіштердің тепе теңдігі

Сәттер тәртібі бойынша

немесе

Тіреуіш тепе теңдігі кезінде екі параллель күші ось айналуын нүкте арасындағы арақашықтық бөліп тұр, керісінше күш шамасына пропорционалды.

2.2 сурет. Бірінші типті тіреуштің орына қолданылатын бақан.

Тіреуіш тепе теңдігі келесіндей шартпен көрсетілген, егер салынған параллельді күштің керісінше иыққа қатынасы және қарама қарсы таңбадағы күш түсіру сәттері. Тіреуіштің соңғы ұзын бөлшегіне аздаған күш сала отырып, коп күш жұмсауға болады,кіші бөлігіне қарағанда азырақ күш кетеді.

Күш түсіру нүктелерінің орналасуына байланысты және ось байланысты бірінші және екінші тіреуіштерді ажырады.2.1-суретте көрсетілген.

Бірінші тіреуіш типіне күш орналаусы әртүрлі бағыттағы ось; осындай тіреуішке мысал ретінде ауыр тасты көтеретін (2.2-суретте көрсетілген) ұзын бақан жатады.

Екінші типті тіреуіш: күш бағыты бір бағытына қарайды ; бұл түріне арба (2.3-суреттегі) жатады, қолдану кезінде қолдардың салмағы максималды түрде түседі, ол дегеніміз ауыр салмақты жүктерді тасуға мүмкіндік береді.

Тіреуішті қолдану механикада кушке артықшылықтар береді, бір жағынан орын алмастыру жағынан ұтыласын. Тіреуіш жұмыс кезінде ұтымды жағын әкелмейді.

Көптеген буындар тіреуіштің екінші типі бойынша жұмыс жасайды. Соған қарамастан тіреуіш иық бұлщық еттеріне асер етеді. (2.4-суретте көрсетілген). Бұл күшке ұтыс әкеледі, ал орын алмастыру жылдамдығынан үтылып қалады. Қорыта келгенде, салыстырмалы түрде түйін бұлшық ет қозғалысы немесе соңы айтарлықтай үлкен тракеторияны сипаттайды.

Бұл ерекшелік бұлшық ет түйіндері орталықтанған қозғалысты басқару кезінде қосымша ауырлықтар шақырады, өйткені траекторияның үлкеюі түйіндердің орын алмасуымен үлкен көлемді еркін деңгейдегі қозғалысмен үйлестіреді.

2.4-сурет. Бұлшық ет қозғалысының сызбасы: иық r бұлшық ет қозғалысынан қысқа иық r1: стрелькамен бұлшық ет күшінің бағыты көрсетілген.

Мысал келтірейік: иінтіректің бірінші деңгейі, қозғалыс пен сагиттальды жазықтықтың басының тепе- теңдігін қамтамасыз етеді.

2. 5 суретте бас сүйек пен оған әсер ететін күштер көрсетілген.

Айналу білігі (O) бас сүйектіңбірінші омыртқамен айналуы арқылы өтеді. Бас сүйекке екі күш әсер етеді, олар айналу осінің екі жағында орналасқан:

• Ауырлық күші (R), бас сүйектің ортасына әсер етеді; күш иіні b әрпімен белгіленеді;

• Тартылыс күші(F), желке сүйегіне әсер етеді; күш иіні әрпімен a белгіленеді;