Erőhatások az ízületekben

Az előadások a következő témára: "Erőhatások az ízületekben"— Előadás másolata:

1 Erőhatások az ízületekben

2 Forgatónyomaték = k M=F•k F m1=50kg m2=150kg k1=3m k2=1m M1=m1•g•k1
90˚ F m1=50kg m2=150kg k1=3m k2=1m = M1=m1•g•k1 M2=m2•g•k2 = 1500Nm Egyensúly esetén a forgatónyomatékok megegyeznek!

3 Külső erő forgatónyomatéka a térdízületben
Példa Külső erő forgatónyomatéka Statikus helyzetben m r α mg k m= 5 kg r= 0,2 m α= 45 k = r • cos 45° k = 0,14 m M=7Nm Külső erő forgatónyomatéka a térdízületben

4 Külső erő forgatónyomatéka az ütő markolatánál
Tenisz szerva Példa F átl =657N F k=0.6m M=F•k k M=394.2Nm Külső erő forgatónyomatéka az ütő markolatánál

5 Az izomerő kiszámítása
M = F • kF Mi = Fi • ki Fi F • kF = Fi • ki Fi = F • kF / ki ki kF F

6 kF=75cm k km=3cm Ftartó=mg/2 mg=600N Ftartó=mg/2=300N
Mváll=Ftartó•k=225Nm k Mekkora lesz az izomerő? Fm Ftartó•k=Fm•km km=3cm (széles hátizom) Fm=7500N

7 Tehetetlenségi nyomaték
r = 10  = m r2 = 5 · 102 = 500 kg m2 m = 5 r = 10 m = 10  = m r2 = 10 · 102 = 1000 kg m2 r = 10 m = 5  = m r2 = 5 · 102 = 500 kg m2 r = 20 m = 5  = m r2 = 5 · 202 = 2000 kg m2 𝜃= 𝑚 𝑖 ∗ 𝑟 𝑖 2 M =   β

8 Forgatónyomaték számítása dinamikus körülmények között
Példa Mozgás vízszintes síkban (gravitációs erőtől eltekintünk) m= 5 kg l= 0,5 m m l t= 0,05 s  = 45 = 0,785 rad β = 314 1/s2 = 314 rad/s2

9 M = F • k F A statikus (izometriás erő) mérése k Biceps brachii
Brachialis Brachioradialis k M = F • k F

10 A három könyökhajlító forgatónyomatéka

11 Nyomaték egyensúly Nettó nyomaték = Mi – (MG1 + MG2) = 0
Izometriás kontrakció Mi > MG1 + MG2 Koncentrikus kontrakció Mi < MG1 + MG2 Excentrikus kontrakció

12 Az emberi test kardinális síkjai
A súlyponton mennek át és egymásra merőlegesek Frontális Tanszverzális Szagitális v. oldal

13 Lateromedial v. szélességi
KARDINÁLIS SÍKOK TENGELYEK Izületi mozgás FRONTÁLIS Anteroposterior v. mélységi Közelítés - távolítás Lateromedial v. szélességi feszítés - hajlítás OLDAL TRANSZVERZÁLIS Hosszúsági kifelé-befelé forgatás

14 Az izületi szög meghatározása
Bezárt (belső) 180° Bezárt (belső) 100° Anatómia (külső) 0° Anatómiai (külső) 80°

15 A végtagok súlyerejének hatása az ízületekre
d =mért  = d  d FGhúzó Transzverzális sík  FGnyíró FG

16 A FG súlyerő húzó- és nyíróerő komponens értékeinek kiszámítása
d =megmért  = d  = ’  = ’ FGnyíró = FG cos  FGhúzó= FG sin   d FGh ’  FG FGny

17 FG felbontása nyíró és kompressziós erőre
FGkompressziós Transzverzális sík FGny FG

18 Az izomerő (Fm) kiszámítása a quadricepsben
FG · kG = Fi · ki Fi Fi = FG · kG / ki ki kG FG

19 Az Fi erő nyomó- és nyíróerő komponens értékek kiszámítása
Fi = FG · kG / ki Fi Fik = Fi · cosa Finy Fik Finy = Fi · sin a a FG Fik – az izom által kifejtett erő nyomó vagy kompressziós (k) erő komponense; Finy - az izom által kifejtett erő nyíróerő (ny) komponense

20 Az eredő erő nyomó és nyíróerő komponensének kiszámítása
Finy = Fi · sin a Fi Fik = Fi · cos a Fik FGny = FG · cos  Finy a FGh= FG · sin  FGh  FGny FG Fnyíróeredő = Finy +(- FGny) Fkompresszióseredő = Fik + (- FGh)

21 Reakcióerő kiszámítása – Az ízületre ható erő
Fnyeredő = Finy +(- FGny) Fi Fkeredő = Fik + (- FGh) Fik Finy Fr FGh FGny FG

22 Reakcióerő kiszámítása
Gk Transzverzális sík Finy Gny Fi G Fik Fnyeredő = Finy + (-FGny) Fkeredő = Fik + FGk

23 A térdízületre ható erők meghatározása és számítása

24

25 Fc = G G = 600 N Fk = 600 N Fny = 0 N

26 Fp • kp = G • kG Fp = G • kG / kp ha kG / kp = 2 Fp = 1200 N

27 Fpkompr = Fp • sin α Fpnyíró = Fp • cos α Fk = 1600 N Fny = 805 N α

28 A nyomóerő eloszlása az ízületi felszínen
P = Fc / A a meniscusok csökkentik az ízületi felszínt érő nyomást

29 A forgási középpont változása az izületi szögek függvényében

30 A forgási középpont változása az izületi szögek függvényében

31 Az izom húzóerejének változása az ízületi szögek függvényében

32 A nyomaték változása az ízületi szögek függvényében

33 A patella ín maximális feszülése

34 A nyomóerő kiszámítása
Térdfeszítők Fq Ffk = Fp cosf Térdhajlítók Fh Fp   Fhk = Fh cos Fkq Fkh

35 Nyomóerő az izületi szög függvényében

36 Ffny =Fp sin Fhny = Fh sin Nyíróerő kiszámítása Feszítők Hajlítók A
Fq Fkq Fh Fkh Ffny =Fp sin Feszítők C Fp   Hajlítók Fhny = Fh sin B

37 Nyíróerő az ízületi szög függvényében

38 Erőhatások a gerincoszlopon

39 Terhelés az ágyéki csigolyákon

40 Porckorongok

41 A vastagságuk 3 - 9 mm között változik.
A gerincoszlop magasságának %-át teszik ki.

42 Minimum és maximum értékek
Reggel kb. egy cm-el magasabbak vagyunk, estére a víz egy része kiszorul

43 Annulus fibrosus (rostos porc)

44 Függőleges tengely körül
Transzláció Oldalirányú Felfelé és lefelé Előre és hátra Rotáció Laterális Függőleges tengely körül Előre-hátra

45 A nukleus pulposusban nyomóerő hatására növekszik a feszültség, amely nyújtóerőt fejt ki az annulus fibrosus kollagén rostjaira F 1,5 F 0,5 F 5,0 F oldalirányban

46 Erőhatások a gerincoszlopon

47

48

49

50

51

52

53

54 Az üléstámla döntöttségének és alakjának hatása
100 % 80 % 70 % 60 %

55 Nyomóerő Nyíróerő Nyomóerő

56 Fs · ls = Fi · li Msúlyerő = Fs · ls Fs ls Fizom li Mi = Fi · li
Tövisnyúlvány (processus spinosus) Fs ls Fizom li Mi = Fi · li Fs · ls = Fi · li

57 Fskomp =Fs · cos 35o Fsny = Fs · sin 35o Fi 35º Fkompr = Fi + Fskomp

58 Nyomóerő (Fc) Fkomp =(Fs cos 35o ) + Fi = Fkomp = 1268 N Nyíróerő (Fny) Fny = (Fs sin 35o) Fny = 258 N

59 Fkomp=1268N NP  1268 · 1,5 = 1902 N AF  1268 · 5 = 6340 N

60 Fs: a személy súlya; Ft: a kézben tartott teher súlya
Fsny = Ft sin 35o Fi Fskomp =Fs cos 35o Ft Fteherny = Ft sin 35o 35 o Fteher Fteherkomp =Ft cos 35o Fc Fs: a személy súlya; Ft: a kézben tartott teher súlya

61 Fi = 3850 N Fi Fs ki = 0.05 m ki Fs = 450 N ks ks = 0.25 m Ft = 200 N
kt = 0.4 m ki ks Ft kt Fi = 3850 N

62 Ha 200 kg-ot tartunk Nyomóerő (Fc) Fc =(Ft cos 35o ) + (Fs cos 35o) + Fi Fc = 4382 N Fkomp= N Nyíróerő (Fny) Fny =(Ft sin 35o ) + (Fs sin 35o) Fny = 373 N Fny=1405 N

63 200 kg a kézben Fkomprssziós = N

64 200 kg a kézben NP  · 1,5 = N AF  · 5 = N

65 Dinamikus körülmények között
Fi = N m= 60 kg r= 0,2 m t= 0,01 s  = 5 = 0,087 rad  = 500/s = 8,7 rad/s ki=0,05m