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.

شکل ۱-۱: شاخه های بیومکانیک

در پست های بعدی، یه توضیح مختصر در مورد سه شاخه مکانیک، به همراه ساختار و عملکرد بدن زنده میدم.

مکانیک 
مکانیک (mechanics) یک رشته شناخته شده از فیزیک ه و روی اثر نیروها بر بدن متمرکزه. به صورت خیلی ساده، یک نیرو عبارت است از کشش یا فشار، روی بدنی که میخواد آنرا حرکت دهد (فصل ۴ رو ببینید). مکانیک به این نگاه میکند که بدن، چگونه تحت تاثیر نیروهای وارد شده از طرف ماهیچه، جاذبه و برخورد با دیگر بدن هاست.
از کلمه بدن (body) استفاده کردم تا حین آنالیز بهش توجه کنیم. برای کسی که راه میره، بدن میتونه نمادِ کل فرد باشد. اما بدن میتونه یک قسمت از فرد نیز باشد، مثل ران، پایین پا، پای راه رونده یا حتا یک استخوان از آن بخش. برای دانستنِ تعریف بدن، حین آنالیز، فصل ۴ را حتما بخوانید.

مکانیک بدنِ سفت
یه نیروی وارد شده، حرکتِ یک بدن رو تغییر میده - یعنی تلاش میکنه که سرعت بدن رو کم یا زیاد کنه. حرکت، میتونه بزرگ باشه و شامل کلی از بخش های بدن بشه، مثل راه رفتن؛ یا اینکه میتونه کوچیک باشه و بخش های کمی رو شامل بشه، مثل خم کردن انگشت. هر دوی این حرکت ها و همه حرکت هایی که بخش هایی از بدن رو شامل میشن رو میشه با مکانیکِ بدنِ سفت (rigid body mechanics) اندازه گرفت.
مکانیک بدن سفت، بدن رو ساده بیان میکنه. چجوری؟ با مدل کردن بدن به صورت یه نوارِ تکیِ سفت. یک نوار سفت میتونه نمایانگر کل بدن (زیادی ساده شد) یا یه بخش از بدن باشه. بخش هایِ مدل داده شده هم میتونن به صورتِ اتصالاتِ سفتِ غیر قابل تغییر شکل، در لولا ها (مفاصل) با هم ترکیب بشن تا نمایانگر هر بخش از بدن باشن.
بازوتون رو در نظر بگیرید، که از یه ساختار پیچیدهِ آناتومیکی بازو، ساعد و دست تشکیل شده. اگر بازوی خود را درمقابل خودتون نگه دارید و مچ دستتون رو  خم و راست کنید، متوجه میشید که پوست شما حرکت میکنه و خم میشه و مناطق نرم، متورم میشن چون عضلات  زیر پوست تغییر میکنن. یه انگشت رو در جلوی بازو قرار بدین و تغییرات اونو وقتی بازو رو خم و راست میکنید ببینید. اگه به پوستتون ضربه بزنید، میبینید که یه کم فرو میره. در مکانیک بدن سفت، این تغییر شکل ها نادیده گرفته میشن. بازو، ساعد و دست، جُدا حساب میشن و فقط به صورت اتصالات ساده در مفصل ها به هم میرسن. مدل اتصالی سفت بدن انسان رو به صورت کامل در فصل ۸ توضیح میدم.

مکانیک سیالات
مکانیک سیالات (fluid mechanics) شاخه ای از مکانیک ه که روی نیروهای وارد شده بر بدن (در حالی که در هوا یا آب حرکت میکنند) تمرکز داره. این مایعات، نیروهائی به نام بلند کردن (lift) و کشیدن (drag) را ایجاد میکنند، که حرکت بدن را زمانی که مایع از رویش عبور میکند یا وقتی بدن از درون مایع عبور میکند، تغییر میدهد.
مکانیک سیالات قابل استفاده توی شنا و ورزش های آبی ه، اما میشه ازش برای توضیح اینکه چجوری توپ فوتبال، تنیس یا بیسبال توی هوا قوس بر میدارند هم استفاده کرد. برای دونستن بیشتر در مورد مکانیک سیالات، باید فصل ۱۱ رو بخونید.

مکانیک بدن قابل تغییر
مکانیک بدن قابل تغییر (deformable body mechanics) رویِ تغییر در شکل بدن تمرکز دارد، چیزائی که توی مکانیک بدن سفت نادیده گرفته میشن. نیروی وارده سبب تغییر شکل بدن (ذرات درون بدن) میشه. مکانیک بدن قابل تغییر شامل چک کردنِ بار و حرکت ماده درون بدن میشه.
فشاری که به بدن میاد، استرس (stress) نام داره. اندازه و جهت استرس، سبب تغییر شکل ماده درون بدن میشه که آسیب (strain) نام داره. رابطه بین استرس وارد شده و آسیب ایجاد شده، برای درک آسیب و تمرین بافت های درون بدن، مفیده. فصل ۱۲، اطلاعات بیشتری در مورد مکانیک بدن قابل تغییر ارائه میده.

بایو 

بایو (bio)، لغت یونانی به معنی زندگی ه که بیومکانیک را تبدیل به علمی میکند که مفاهیم مکانیک را در یک بدن زنده اعمال میکند. بایومکانیک برای مطالعه و توضیح چرائی و چگونگی حرکت موجودات زنده استفاده میشود. این شامل پرواز زنبور، نوسان ساقه ذرت و از همه مهمتر، حرکت انسان هاست.

• سیستم اسکلتی: شامل استخوان ها، رباط ها و مفاصل است که ساختار فیزیکی را برای بدن درست میکند (فصل ۱۳ را ببینید).
• سیستم عصبی: شامل سلول های عصبی مختلف، که کارش به عنوان سیستم ارتباطی، کنترل و پاسخگوئی به حرکت است (فصل ۱۴ را باید ببینید).
• سیستم ماهیچه ای: شامل ماهیچه و تاندون هاست که ماهیچه ها را به استخوان وصل میکند، شالوده کنترل بخش های بدن برای حرکت است (فصل ۱۵).

بعدا در این بلاگ، خلاصه ای از آناتومی و عملکرد بخش های هر سیستم میگم و توضیح میدم که هر سیستم چجوری حرکت رو تحت تاثیر قرار میده.