۱۳۹۳ آبان ۹, جمعه

۱۴ - استفاده از سیستم عصبی ماهیچه ای اسکلتی برای حرکت

قسمت "بایو" در بایومکانیک اشاره به بدن زنده داره. بدن انسان، نقطه تمرکز بایومکانیک تو این بلاگه، و سیستم اصلی بدن که حرکت تو تحت تاثیر قرار میده، سیستم عصبی ماهیچه ای اسکلتی (NMS) هست که در واقع از سه قسمت تشکیل شده. سیستم های عصبی (نورو)، ماهیچه ای (ماسکولو)، و اسکلتی در بخش های مختلف گنجانده شدن.

۱۳ - سر و کار با واحد های اندازه گیری

چیز ها رو با واحد های مناسب اندازه میگیرن. آسون ترین واحد ها از سیستم استاندارد واحد ها (SI) که یه سری واحد استاندارد شده بر اساس سیستم متریک هستن، میان. به این خاطر آسونه چون سیستم متریک بر اساس مضرب ۱۰ هست. SI تو بیشتر جاهای دنیا استفاده میشه و بالاخص در علومی مثل بایومکانیک.
کشور هایی که از سیستم اس آی استفاده میکنن

۱۲ - تبدیل نیرو به گشتاور

اثر چرخشی یه نیرو و تمایلش برای چرخوندن یه بدن، گشتاور (Torque) نامیده میشه. گشتاور وقتی ایجاد میشه که یه نیروی خارجی به یه بدن اعمال میشه و خط اثر نیرو از محوری که بدن رو میچرخونه، نمیگذره.
مقدار اثرچرخشی بسته به قدر و جهت نیرو بازوی مومنت (moment arm; MA) داره. فرمولش هم گشتاور مساوی نیرو ضرب در بازوی لحظه است، T = F × MA. بازوی لحظه، فاصله عمودی از خط اثرنیرو تا محور چرخش رو اندازه میگیره. یه MA درازتر، اثر چرخشی نیرو رو افزایش میده. گشتاور و بازوی لحظه رو تو فصل ۸ توضیح میدم.
به مقاومت در برابر چرخش بدن، مومان اینرسی (moment of inertia; l) میگن. لحظه اینرسی نه تنها بستگی به جرم بدن داره، بلکه بستگی به چگونگی توزیع ماده اطراف محور چرخش هم بستگی داره. در واقع، پراکندگی ماده اثرش بیشتر از خود جرم ماده ست. همون طور که تو فرمول لحظه اینرسی هم معلومه، I = mr2. تو فصل ۱۰، بهتون نشون میدم که چجوری یه اجرا کننده میتونه لحظه اینرسی بدن رو دستکاری کنه تا چرخشش رو تحت تاثیر قرار بده.

۱۱ - کار با انرژی و توان

یه راه دیگه برای نگاه کردن به حرکت، استفاده از عبارات کار مکانیکی، انرژی مکانیکی، و توان مکانیکی هست (فصل ۷ رو ببینید).
کار مکانیکی
رو میشه به عنوان حاصل توان وجابجایی تعریف کرد. وقتی یه نیرو به یه بدن وارد میشه و بدن رو حرکت میده، کار مکانیکی انجام میشه. تو این بلاگ، من به کار، به عنوان کار مکانیکی ارجاع میدم. دو نوع کار مکانیکی وجود داره:
  • کار مثبت زمانی انجام میشه که بدن در جهتی که نیرو اعمال میشه، حرکت کنه.
  • کار منفی زمانی انجام میشه که بدن در خلاف جهتی که نیرو اعمال میشه، حرکت کنه.
اگه بدن با اعمال نیرو حرکت نکنه، هیچ کار مکانیکی انجام نمیشه.

۱۳۹۳ آبان ۸, پنجشنبه

۱۰ - استفاده از رابطه ضربه-مومنتوم

مومنتوم، محصول جرم بدن و سرعت اونه (مومنتوم = جرم ضرب در سرعت). مومنتوم یه مقداره که اینرسی بدن (یا مقاومت در برابر تغییر حرکت (جرم)) رو با تندی حرکت توی یه جهت، ترکیب میکنه. هر بدن در حال حرکت، مومنتوم داره.
همه حرکات رو میشه بر اساس مومنتوم دلخواه در نظر گرفت. توی اجرا، ما یه بدن داریم که جرم داره و میخواد تو یه سرعت خاص حرکت کنه. پس این بدن، یه مومنتوم خاص برای اجرای موفقیت آمیز داره. هر چی بدن، سریعتر حرکت کنه، سرعتش بیشتر و در نتیجه مومنتومش هم بیشتره. بدن در حال استراحت، مومنتوم نداره چون سرعتش صفره.
بیشتر وقتا تو بایومکانیک، جرم بدن حین اجرا، ثابت میمونه. مومنتوم بدن به خاطر تغییر در سرعت، تغییر میکنه. شروع حرکت از صفر یا زیاد کردن سرعتش، مومنتومش رو زیاد میکنه. برعکسش هم صادقه.
شتاب به این اشاره میکنه که سرعت، کم یا زیاد میشه که توست یه نیروی نامتعادل ایجاد میشه. تو فصل ۶، بهتون میگم که چجوری فرمول محاسبه شتاب (تغییر در سرعت در یه زمان خاص) رو تو قانون دوم نیوتون بگذارید که بهتون رابطه ضربه-مومنتوم رو میده (Ft = m(vf vi
Ft یه مقداره که به ضربه مشهوره. نشون دهنده یه نیرو هست که در یه بازه زمانی اعمال شده. تو فصل ۱۶، بهتون میگم که چجوری هدف مکانیکی اجرا اینه که ضربه به بدن سبب دادن مومنتوم لازم برای موفقیت میشه. نیروی اعمالی در یه بازه زمانی همون چیزیه که اجرا کننده میتونه کنترل کنه یا از رابطه ضربه-مومنتوم به عنوان یه راه عینی برای ارزیابی اجرا استفاده کرد.

۱۳۹۳ آبان ۷, چهارشنبه

۱۰ - خودتونو ملزم به درک قوانین حرکت نیوتون کنید

سر ایساک نیوتون برای سه قانونش که تاثیر نیرو روی یک بدن رو توضیح میده، مشهوره. این قوانین مهمن چون به طور کامل، رابطه علت و معلولی بین نیرو و حرکت رو توضیح میده: نیرو سبب حرکت میشه. سه قانون نیوتون، ستون فقرات بایومکانیک هستن. اونا پایه آنالیز حرکت رو ارایه میدن.

۱۳۹۳ آبان ۶, سه‌شنبه

۹ - فشار و کشش به کینه تیک

کینه تیک یه شاخه از مکانیکه که روی نیروهای اعمالی روی بدن متمرکزه. یه نیرو، یه کشش یا فشاره که توسط تعامل دو بدن ایجاد میشن. نیرو، یه کمیت برداریه و با ویژگی های قدر (magnitude) یا اندازه نیرو و جهت نیرو مشخص میشه. دو ویژگی مهم دیگه نیرو، نقطه تاثیر (جایی از بدن که بردار، اعمال میشه) و خط تاثیر (یه امتداد فرضی بردار نیرو در هر دو جهت، که برای مشخص کردن گشتاور، یا تاثیر چرخشی نیرو) هستن.
اینرسی، به مقاومت بدن نسبت به تغییر حرکتش اشاره میکنه. اینرسی یعنی وقتی بدن ساکنه و استراحت میکنه، دوست داره که استراحت کنه و وقتی حرکت میکنه، دوست داره به حرکتش با همون سرعت و تو همون جهت (بدن تمایل داره که سرعتش رو حفظ کنه) ادامه بده. یه راه خوب برای یادگرفتن این، اینه که وقتی حرکت بدن داره تغییر میکنه، یه نیرویی، خلاف نیروی دیگه، داره بر اون تاثیر میزاره.
اینرسی یه بدن، از جرمش میاد. جرم، اندازه کمیت ماده توی یه بدنه. مقدار ماده اشاره به همه مولکول هایی داره که بدن رو میسازن. خوشبختانه، چون مولکول ها خیلی کوچیکن و مولکول های زیادی هم تو بدن وجود دارن، جرم بدن رو میشه با یه مقدار واحد اندازه گرفت، بدون اینکه لازم باشه تک تک مولکول هارو در نظر گرفت.

کشش ها و فشار ها روی یه بدن، یاهمون نیروها رو، یا میشه به صورت داخلی و یا خارجی، طبقه بندی کرد:
نیروی داخلی: نیرویی که درون بدن تولید میشه. نیروی داخلی، حرکت بدن رو تحت تاثیر قرار نمیده و سبب شتاب گرفتن بدن نمیشه. این نیرو، بخش هارو، داخل بدن، میکشه یا فشار میده و سبب تغییر شکل مواد میشه که بهش میگن کشیدگی که این بستگی داره که چقدر استرس روش باشه. (استرس، مقیاسی هست که میگه نیروی اعمالی به بدن چجوری روی ساختار های داخلی پخش شدن. استرس و کشیدگی رو تو فصل ۱۲ کاملتر توضیح میدم). وقتی به بدن به شکل کلی نگاه کنیم، نیروی فشار ماهیچه، یه نیروی داخلی حساب میشه.
نیروی خارجی: نیرویی که توسط چیزی خارج از بدن وارد میشه. نیروی خارجی میخواد که حرکت بدن رو تغییر بده و میخواد که سرعتش رو کم یا زیاد کنه (یا اینکه میخواد به بدن شتاب ببخشه). ما حول محیط میچرخیم چون نیروهای خارجی بر بدن ما اعمال میشن. ما از ماهیچه هامون برای کشیدن بخش های بدن من برای تولید نیروی خارجی استفاده میکنیم.

نیرو های خارجی دو تا بخش دارن:
نیروی غیر تماسی: وقتی رخ میده که دو بدن در تماس با هم نیستن. معمول ترین نیروی خارجی تو بیومکنایک، وزنه. وزن یه بدن با نیروی کشنده جاذبه ایجاد میشه. وزن یه بدن از ضرب جرم بدن در شتاب جاذبه به دست میاد یا W = mg، که W همون وزنه، m جرم بدن به کیلوگرمه، و g شتاب جاذبه ۹/۸۱- m/s/s (که برای راحتی معمولا میگیم ۱۰- m/s/s). وزن، نیروای با جهت رو به سمت پایینه (و اون علامت منفی هم واسه همینه). وزن و جاذبه رو تو فصل ۴ توضیح میدم.
مهمه که یادتون باشه که وزن، یه نیروی رو به سمت پایینه. یه اشتباه رایج هنگام کار با مکانیک اینه که از نیروی رو به پایین وزن بدن چشم پوشی کنیم.
وزن یه بدن همیشه حاضره (لا اقل روی زمین). اسم دیگر وزن بدن، نیروی جاذبه تاثیر گزار روی یه بدنه - وزن و نیروی جاذبه رو میشه به جای هم به کار برد. چون جاذبه بدن رو میکشه پایین، وزن، همیشه رو به سمت پایین در مسیر عمودی عمل میکنه.وقتی بدن به سمت بالا حرکت میکنه، نیروی جاذبه به عنوان کاهنده حرکت عمل میکنه و وقتی بدن میاد پایین، جاذبه، حرکت بدن رو زیاد میکنه. با اینکه جاذبه یه نیروی غیر تماسیه، اما همیشه وجود داره، خسته بدن رو زمین باشه یا نباشه، خواسته تو آب باشه یا نباشه. این "بی وزنی" ظاهری بدن تو آب رو هم تو فصل ۱۱ توضیح میدم.
نیروی تماسی: وقتی رخ میده که دو تا بدن با هم تماس پیدا کنن و از تعامل دو بدن حاصل میشه. بعضی وقتا تاثیر این نیرو، تابلو ه. مثل زمانی که دو بدن در حال حرکت با هم برخورد میکنن. اما این نیرو، حتا وقتی فقط رو زمین ایستادین و کاری نمیکنین هم هست. اصطکاک هم یه نیروی تماسیه که وقتی دو تا بدن میخوان رو هم سر بخورن ایجاد میشه. اصطکاک همیشه خلاف جهت سر خوردنه. فاکتور هایی که اصطکاک رو تحت تاثیر قرار میدن، یکی نیرویی هست که دو بدن رو به هم فشار میده (که بهش میگن نیروی نرمال) و موادی که در تماس با هم هستن (ضریب اصطکاک). همه این چیزا رو تو فصل ۴ توضیح دادم.

۱۳۹۳ آبان ۵, دوشنبه

۸ - تغییر سرعت: شتاب

شتاب، تغییرات سرعت یه بدن رو در طول بازه زمانی اندازه میگیره. محاسبه شتاب، تغییرات سرعت بدن رو در مقایسه با طول دوره زمانی که توش سرعت تغییر کرده اندازه میگیره. شتاب رو میشه هم برای حرکت خطی (که خیلی ساده بهش میگن شتاب و نمادش هم a است) و هم برای حرکت زاویه ای (شتاب زاویه ای و نمادش هم حرف یونانی آلفا α ست).

۱۳۹۳ آبان ۴, یکشنبه

۷ - چقدر تند: اسپید و سرعت

اینکه بدن چقدر تند میره به تغییر در موقعیت بدن در یه بازه زمانی اشاره میکنه. دوره زمانی یعنی تفاوت لحظه شروع و لحظه پایان که توش بدن جابجا شده. بازه زمانی میتونه بلند یا کوتاه باشه. هر دو گزینه "بدن چقدر دور میشه" و "چقدر طول میکشه که حرکت کنه"، محاسبه تندی حرکت رو تغییر میدن. عبارت "بدن چقدر تند حرکت کرده" بستگی به این داره که "چقدر دور" براساس فاصله محاسبه شده یا جابجایی.

۶ - چقدر دور: فاصله و جابجایی

عبارات فاصله و جابجایی، اغلب جای هم استفاده میشن. هر دوتاشون توضیح میدن که بدن چقدر دور میشه. اما این دوتا معانی مختلفی تو مکانیک دارن. فاصله و جابجایی، هم به صورت خطی و هم به صورت زاویه ای تو کینه ماتیک اندازه گیری میشن.

۱۳۹۳ آبان ۳, شنبه

۵ - توضیح حرکت:کینه ماتیک

کینه ماتیک یه شاخه از مکانیکه که حرکت (یه تغییر تو موقعیت بدن، در طول یه بازه زمانی) رو توضیح میده. کینه ماتیک جنبه های فضایی (حرکت در فضا) و تمپورال (زمانی) حرکت رو توضیح میده و کاری با نیرو هایی که سبب حرکت میشن، نداره. کینه ماتیک حرکت، جزییات چیزایی هستن که موقع اجرا میبینین.
اندازه گیری های ساده کینه ماتیک شامل، کجا، چقدر دور، با چه سرعت، و اینکه بدن داره سرعت میگیره یا از سرعتش کاسته میشه، میشن. جانبه های زمانی شامل، کی، برای چه مدتی، و توالی بخش های حرکت میشه، مثل توالی عمل های مفصل.

۱۳۹۳ آبان ۲, جمعه

۴ - ارجاع سطوح و محور ها

یک سیستم سطح و محوری برای توضیح حرکت بدن انسان استفاده میشه (و سیستم رو میشه برای استفاده در هر بدن زنده ای بسط داد). این سیستم رو تو این بخش توضیح میدم.

حرکت در سطوح 
یک سطح، یک صفحه صاف دو-بعدی است. وقتی یه بخش بدن حرکت میکنه، میگن که داره "توی یه سطح حرکت میکنه". همون طور که تو شکل ۱-۳ گفتم، سه تا سطح استاندارد برای توضیح حرکت بدن وجود داره:
سطح سجیتال: بدن رو به دو بخش راست و چپ تقسیم میکنه. وقتی به یه نفر از بغل نگاه میکنین، اونهارو در سطح سجیتال میبینین.
سطح فرانتال: بدن رو به دو بخش جلو (آنته ریور) و عقب (پاسته ریور) تقسیم میکنه. وقتی جلو یا عقب یه نفر باشین، اونارو در سطح فرانتال میبینین.
سطح ترنس ورس: بدن رو به دو قسمت بالایی (سوپی ریور) و پایینی (اینفه ریور) تقسیم میکنه. بعضی وقت بهش سطح افقی هم میگن، مخصوصا زمانی که بدن صافه. وقتی به یکی از بالا، از دید چشم پرنده، نگاه میکنین، اونو تو سطح ترنس ورس میبینین.
سطوح نسبت به هم زاویه ۹۰ درجه دارن. وقتی یه سطح استاندارد از مرکز ثقل بدن عبور میکنه، بهش میگن سطح کاردینال یا اصلی. به مرکز ثقل بدن که بعدا تو فصل ۸ کامل توضیحش میدم، نقطه تعادل هم میگن. یه سطح مورب، به سطحی گفته میشه که سطوح اصلی رو با یه زاویه قطع کنه. بینهایت سطح مورب میتونه از بدن رد شه.
تابلوه که هیچ سطح فیزیکی از بدن رد نمیشه، پس میگیم که سطوح در واقع خیالی هستن. استفاده از این سطوح سبب میشه که یه توضیح دهنده رایج برای هر نوع حرکت بدن، داشته باشیم.

حرکت تو محور
یه محور، یه نقطه واقعی یا خیالیه که توش، چرخش اتفاق میوفته. وقتی چیزی میچرخه، میگن "چرخش حول محور". یه مثال برای محور واقعی، محور چرخ دوچرخه است. یه مثال از محور خیالی، خط گذار کننده از مفصل آرنجه که آرنج رو باز و بسته میکنیم، ساعد حولش میچرخه.
یه محور چرخش، عمود (یا ۹۰ درجه ای) بر سطحیه که در اون، بدن حرکت میکنه و حول اون محور میچرخه. محور مشابه، همیشه سطح مشابهی هم داره که باهاش جفت شده. تو شکل ۱-۳، محور های بدن رو نشون دادم:
محور عمودی: از بالا به پایین بدن، تراز شده. وقتی یه بدن حول محور عمودی میچرخه، حرکت بدن توی سطح ترنس ورسه. وقتی به یکی از بالا نگاه میکنین، چشمتون تو مسیر محور آمده. وقتی یه محور عمودی به یه بخش بدن اعمال بشه، در طول اون بخش حرکت میکنه و بهش میگن محور طولی یا لانجی تودینال.
محور فرانتال: از یه سمت به سمت دیگه بدن میره و با سطح فرانتال تراز میشه. اسم دیگش هم محور مدیالاترال ه. وقتی یه بدن حول این محور بچرخه، ان وقت توی سطح سجیتال حرکت میکنه. وقتی از بغل به یکی نگاه میکنین، چشمتون در مسیر محور فرانتال ه.
محور سجیتال: این محور موازی سطح سجیتال ه و از جلو به عقب بدن حرکت میکنه. بهش محور انته رو پاسته ریور هم میگن. وقتی بدن حول این محور میچرخه، تو سطح فرانتال حرکت میکنه. وقتی به یکی از روبرو نگاه کنین، چشمتون تو مسیر محور سجیتال ه.

۱۳۹۳ آبان ۱, پنجشنبه

۳ - توجه به موقعیت های بدن

عبارات موقعیتی زیر، غالبا برای مشخص کردن محل نسبی بخش های مختلف بدن، ماهیچه ها، نقاط عطف استخوان، و دیگر بافت هاست:
آنتریور: جلوی، یا به سمت جلو بدن
پستریور: پشت، به سمت عقب بدن
اینفه ریور: زیر یا پایین تر، یا دورتر از کله
لته رال: به سمت کنار، یا دورتر از خط وسط بدن
میدیال: به سمت وسط، یا نزدیک خط وسط بدن
عمیق: دورتر، نسبت به سطح بدن
سطحی: نزدیکت به سطح بدن
دیستال: دورتر از نقطه مرجع
پراکسیمال: نزدیکتر به نقطه مرجع

دیستال و پراکسیمال معمولا برای مشخص کردن موقعیت نسبی مفصل یا بخش های بازو و پا استفاده میشود. مثلا:
دست شما نسبت به ساعد، دیستال و بازو نسبت به ساعد، پراکسیمال است.
زانو، نسبت به باسن، دیستال است و زانو نسبت به مچ، پراکسیمال است.

۲ - استاندارد کردن فریم مرجع

کل بدن و بخش های بدن یک فرد توی جهت مختلف میتونه حرکت کنه و این، استاندارد کردن توضیح حرکت رو طلب میکنه. مثلا، اگه بهتون بگن که دستتون رو بالا ببرید، میتونین به صورت کشیده جلوی بدنتون بالا ببریدش یا اینکه در خارج از بدنتون این کار رو انجام بدین. در هر صورت، دست شما بالا میره، اما گیج کننده است که با یه دستور، دو جور دست شما حرکت کرده.
شکل ۱-۳ یه بدن انسان رو در حالت آناتومیکی نشون میده که دستها کشیده و کف دست ها رو به جلو ه و پاها به اندازه عرض شانه باز هستن. حالت آناتومیکی، حالت استاندارد مرجع برای توضیح بدنه، با اینکه یه حالت ایستادن طبیعی نیست.

۱۳۹۳ مهر ۳۰, چهارشنبه

۱ - اندازه گیری عددها و بردارها

دو عبارت مهم در بایومکانیک، عدد و بردار است. این عبارات، به ویژگی های چیز هائی اشاره میکند که قابل اندازه گیری یا دادن مقدار، بوسیله یک عدد است. چیز های زیادی رو توی بایومکانیک میشه اندازه گرفت.
کمیت عددی، چیزیه که میشه در موردش گفت "چه قدر".یه کمیت عددی مهم، جرم هست که نشون میده بدن چقدر ماده داره. در بایومکانیک، جرم به طور معمول، به صورت کیلوگرم (kg) اندازه گیری میشه. سایر مقادیر عددی شامل فاصله و اسپید هستن، که هردوشون حرکت یه بدن رو اندازه میگیرن.

۰ - صحبت به زبان بایومکانیک

بایومکانیک شامل اعمال اصول مکانیک در یک بدن زنده است. بعضی وقتا هم از بایومکانیک برای مطالعه چیزهای غیر زنده استفاده میکنیم، مثل راکت بیس بال یا کفش های ورزشی. والی مکانیک، دقیقا چیه؟ مکانیک، علم مطالعه اثرات نیرو روی یک بدن ه. بایومکانیک، ابزاری برای مشاهده عینی، ارزیابی، و تصحیح حرکت برای بهبود اجرا و کاهش ریسک آسیب ه.
مثل همه علوم، اصطلاحات در بایومکانیک مهم است. با استفاده از تعریف مکانیکی دقیق از یه عبارت، توضیح حرکت، استاندارد میشه. خوشبختانه، بیشتر عبارآتی که مکانیک و بایومکانیک رو میسازن (از جمله نیرو، سرعت، سرعت، شتاب، ضربه، انرژی، و کرنش) احیانا توی لغتنامه تون هستن. همچنین، بیشتر عبارات قسمت "بایو" بایومکانیک هم آشنا هستن (مثل استخوان، عضلات و اعصاب). همه این عبارات، معنی خاصی توی بایومکانیک دارن که مهمه چون انسجام و ویژه بودن رو وقتی در مورد بدن تحت آنالیز صحبت میکنیم، سبب میشن.
توی این فصل، انواع اصطلاحات مورد استفاده در بایومکانیک تعریف کنم. در طول این بلاگ، چندین عبارتمورد استفاده تو بایومکانیک رو تعریف میکنم. در ادامه بلاگ، تعاریف رو وقتی توی حرکت اعمال شدن، رو بسط و شفاف توضیح میدم.

۱۳۹۳ مهر ۲۷, یکشنبه

۴ - رام کردن مقادیر برداری

مقدار، چیزی است که بشه اندازه اش گرفت. توی بایومکانیک، دو نوع مقدار، مهم هستن:
عددی: یه مقدار عددی، هر چیزیه که بشه با قدر، اندازه یا مقدارش توضیحش داد. مقادیر عددی شامل زمان، جرم، فاصله و اسپید هستن. یه عدد خاص برای اندازه گیری هر واحد، استفاده میشه. مثلا زمان = ۸ ثانیه (یا s)، جرم = ۷۵ kg، فاصله = ۲ m، یا اسپید = ۲۰ متر بر ثانیه (m/s). 
برداری: یه مقدار برداری رو فقط با قدر و جهتی که با ان مقدار مرتبطه اندازه میگیرن. مقادیر برداری شامل، نیرو، جابجایی، سرعت و شتاب میشن. مثلا، نیرو = ۲۰ نیوتون (یا N)، سرعت = ۵ متر بر ثانیه در زاویه ای ۲۰ درجه ای، یا شتاب = ۱۰ متر بر مجذور ثانیه به سمت پایین.

۱۳۹۳ مهر ۲۲, سه‌شنبه

۳ - گشتن دنبال وتر

چند اصول اساسی هندسه توی بایومکانیک به کار میرن. مثلث قائم الزاویه، شکلی مهم توی حل کردن مسائل بایومکانیکه، چون رابطه بین طول ها میتونه توی کار با بردار ها کمک کننده باشه.

۱۳۹۳ مهر ۲۰, یکشنبه

۲ - تمرین جبر

جبر، ریاضی بدون اعداد است. توی ریاضی، سوال ممکنه این باشه که شما ۳ + ۵ رو حل کنید اما توی جبر ازتون میخوان که y = 3x + 3 رو حل کنید که توش y و x متغیر هائی هستن که عدد های مختلفی رو میگیرن. بسیاری از فرمول های بایومکانیک، شامل متغیر هستن، پس این بخش مروری داره بر مهارت های ساده و اصطلاحات مهم، برای استفاده از جبر برای حل مساله.

۱۳۹۳ مهر ۱۹, شنبه

۱ - جهت گیری

برای توصیفِ حرکت، به یک سیستمِ مرجعِ مکانی احتیاج داریم. سیستمِ مکانیِ ساده، سیستمِ مرجعِ دکارتی است که در شکل ۱-۲ میبینید. سیستم مرجع دو بعدی شامل دو خطِ متقاطع ه که یکی محور افقی (x) و دیگری عمودی (y) را می سازد. هر دو محور، دارای مقادیر مثبت و منفی هستند. فلش های انتهای محور ها نشان دهنده این است که آنها تا بی نهایت امتداد دارند.

۱۳۹۳ مهر ۱۸, جمعه

۰ - مرور ریاضیات لازم برای بایومکانیک

در این فصل:
  • برقراری یه دستگاه مختصات 
  • کار با جبر 
  • سروکله زدن با مثلث قائم الزاویه 
  • کار با وتر ها  
ریاضی، نقش بزرگی توی بایومکانیک داره. فرمول های کینه ماتیک، کینه تیک و مکانیک مواد، نشون دهنده رابطه بین فاکتور های مختلفی هستن که حرکت رو توضیح میدن و نشون میدن که مواد چجوری نسبت به بار ها عکس العمل نشون میدن. محاسبه نیروی اصطکاک ایجاد شده توسط کفش نو، توی زمین بسکتبال تا محاسبه بار روی استخوان حین تمرینات قدرتی، همه این ها توسط ریاضی ایجاد میشن.
خوشبختانه، یه کم مهارت توی ریاضی مقدماتی، نقش بزرگی توی بایومکانیک بازی میکنه. مهارت های اولیه شامل جبر، هندسه و کمی از مثلثات هستن. اینا ابزار هایی برای حل مساله در بایومکانیک ایجاد میکنن که شامل کار با مقادیر برداری توی کینه ماتیک و کینه تیک هستن.
توی این فصل، خلاصه ای از مهارت هایِ پایه ریاضی، با تاکید بر کار با بردار ارایه میدم.

۳ - راه انداختن بایومکانیک

وقتی ابزارهای اولیه کینه ماتیک و کینه تیک رو به همراهِ درکِ اولیه اینکه چجوری سیستم عصبی-ماهیچه ای-اسکلتی، حرکت رو کنترل میکنه، داشته باشید، میتونین ازشون برای آنالیز حرکت استفاده کنین. در بخش ۵، چندتا مثال رو برای استفاده از بایومکانیک برای آنالیز رو براتون میگم:
  • آنالیز کیفی: این نوع تجزیه و تحلیل، بیشتر در انجام آموزش، مربیگری و یا موقعیت های کلینیکی استفاده میشه. شما می توانید اصول بایومکانیک رو در ارزیابی بصری کیفیت عملکرد، استفاده کنید و بر اساس عیب یابی دقیق و خاص، بازخورد اعمال کنید. 
  • آنالیز کمی: این نوع آنالیز، پارامترهای کینه ماتیک و کینه تیک عملکرد رو اندازه میگیرند، که معمولا با استفاده ازتجهیزات آزمایشگاه هایی پیشرفته انجام میشه. این کار شرح مفصل تری از عملکرد را فراهم می کند و به طور معمول در مطالعه های تحقیقاتی مورد استفاده قرار میگیرد (یا در تجربه آزمایشگاهی در یک کلاس بایومکانیک).
  • آنالیز جرمشناسی: بایومکانیک یکی از ابزارهای مورد استفاده برای حل و فصل سوالات حقوقی کیفری و مَدنیه. اصول بایومکانیک همراه با شواهد جمع آوری شده توسط دیگر محققان، برای پاسخ به سوال "رمان پلیسی" ترکیب میشن.

۱۳۹۳ مهر ۱۷, پنجشنبه

۲ - گسترش مکانیک

تو مکانیک، ما به این نگاه میکنیم که یک نیروی اعمال شده، چجوری حرکتِ یک بدن رو تغییر میده. هر شاخه مکانیک شامل دو زیر شاخه ن، یکی روی توضیح حرکت متمرکزه (کینه ماتیک - kinematics) و اون یکی، روی نیروهائی که موجب حرکت میشن (کینه تیک - kinetics). شکل ۲-۱ یه نمای کلی از زیر شاخه های مکانیک بهتون نشون میده که توی این بخش، بیشتر در موردشون حرف میزنیم.

۱۳۹۳ مهر ۱۶, چهارشنبه

۱ - آنالیز حرکت با بیومکانیک

بیومکانیک از سه شاخه مکانیک، در کنار ساختار و عملکردِ بدنِ زنده استفاده میکنه، تا توضیح بده که بدن، چرا و چگونه حرکت میکنه. شاخه های مختلف مکانیک، برای مطالعه حرکت در موقعیت های مختلف استفاده میشن و سیستم های بدنِ زنده مشخص میکنن که بدن، چه کارهایی میتونه انجام بده و نسبت به حرکت، چجوری پاسخ بده.

۰ - شیرجه توی بیومکانیک

در این فصل
  • تعریف بیومکانیک
  • معرفی مکانیک خطی و زاویه ای 
  • استفاده از بیومکانیک برای آنالیز حرکت 
کینه‌سیالِجی (kinesiology) علمیه که روی مطالعه ی حرکت تمرکز داره. این واحد، هسته بیشتر رشته هائی مثل علومِ ورزشی یا حرکتی، آماده سازی ورزشکاران و تربیت بدنی و آموزش دبیره. مدرکِ کینه‌سیالِجی میتونه به داشتن شغلِ تدریس، تجویز ورزش، طب ورزشی و مربی گری منجر بشه. بیشتر دانشجوها این واحد رو توی لیسانس پاس میکنند تا شالوده‌ای برای تحصیلات تکمیلی تویِ توان بخشی و پزشکی بشه.
بیومکانیک یکی از واحد های اصلی کینه‌سیالِجی ه. در کنار واحد های دیگه ای مثل آناتومی و فیزیولوژی، روانشناسی ورزشی و تمرین، فیزیولوژی ورزشی و یادگیری حرکتی، بیومکانیک توی درکِ اولیه از حرکتِ بدن مشارکت میکنه.
توی این فصل، من بیشترِ مطالبِ بلاگ رو به صورت خلاصه میگم تا بتونین از اینجا به قسمتی که لازم دارید، بپرید.

بخش ۱ - شروع بیومکانیک

در این بخش 
  • مشخص کردن بخش های "بایو" و "مکانیک" بایومکانیک.
  • یاداوری مهارت های پایه ریاضی و هندسهِ لازم برای مسایل بیومکانیک. 
  • کشفِ رویکردی سیستماتیک برای حل یا تشکیل بردارها با SOH CAH TOA.
  • فهم عبارات و مفاهیم اساسیِ بیومکانیک. 

۱۳۹۳ مهر ۱۵, سه‌شنبه

مقدمه

دانشجوهایی که بعد از کلی ورزش کردن، وارد کلاس بیومکانیک میشن، حرکت رو جور دیگه‌ای میبینند. بیومکانیک توضیح میده که چیزها، چرا و چطور حرکت میکنند. مکانیک، علمیه که با عملِ نیرو، روی اشیاء کار داره. بیومکانیک پا رو فراتر میزاره و قوانین مکانیک رو روی بدن زنده اعمال میکنه. دونستن اثرِ نیرو، شالوده ای محکم برای فهمِ حرکت و آسیب ایجاد میکنه. همه بیومکانیک همینه.

در مورد این بلاگ
هیچ منبعی به طور کامل نمیتونه بهتون بگه که بیومکانیک چجوری کار میکنه. اما میشه بیومکانیک رو به همه حرکت های انسان ربط داد. سعی میکنم تا اونجایی که میشه مطالب رو غیر رسمی و ساده براتون بگم. همچنین میگم که چرا باید یک سری مفاهیم و فرمول های مکانیک رو بلد باشید. توی مثال ها، شکل مرحله-به-مرحله رو حفظ میکنم. بعضی جاها اطلاعات اضافی باحال رو میگم که دونستن‌شون خوبه، اما لازم نیس. برخی جاها، سایت‌های مرتبط رو هم میگم.

پیش نیاز استفاده
ممکنه دانشجوی کارشناسی باشید و واحدِ بیومکانیکِ مقدماتی رو گرفته باشید. احتمالا رشته شما تربیت بدنی و علوم ورزشی یا فیزیوتراپیه. اگه رشته دیگه ای میخونید، توی کامنت ها بگید تا این پست رو به‌روز کنم. احیانا شنیدید که میگن، بیومکانیک، درس سختیه با کلی ریاضی و فیزیک. کلی هم استرس دارین که چجوری میخواید این واحد رو پاس کنید.
بعید میدونم که یه مربی یا والدینِ بچتون باشید که یه جائی شنیده بیومکانیکِ فلان حرکت ورزشی (ورزش ما هنوز اون قدر علمی نشده). به هر حال شاید در موردش شنیده باشید که به دردِ ورزش میخوره.
شاید هنوز یه کم ریاضی یادتون مونده. احیانا اصلا دلتون نمیخواد مثلثات رو یاداوری کنید. شاید قضیه فیثاغورس رو یادتون باشه و بدونید که وتر چیه.
شاید یه واحد آناتومی و فیزیولوژی رو پاس کرده باشید. اگه پاس کردید، احیانا کلی اسم، با نقطه شروع و پایان عضله ها رو یاد گرفتید. اما جزییات زیادی یادتون نمونده که اونا چجوری حرکت میکنند.

بعد از اینجا چی؟
میتونین مطالب این بلاگ رو در کنار واحدی که دارید پاس میکنید، بخونید. بخش های بلاگ رو مجزا مینویسم. اگر در مورد چیزی شک دارید، میتونید توی بلاگ سرچ کنید و مطلب مرتبط رو بخونید. همونطور که جلو میرید، میبینید که مفاهیم بیومکانیک، درهم تنیده اند. مطالبِ بعضی بخش ها را بیشتر توضیح میدم تا برای فصل‌های بعدی مفید باشه. اگر با بیومکانیک زیاد آشنا نیستید، از همین ابتدا شروع کنید به خوندن.