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生物力學(Biomechanics) 2007/11/13 上課內容 製作者 ：古璿正 、蔡宗穎、張馨元 審稿 ：曾立揚 本次摘要 ： 一、 生物力學 ：古典力學在生物與生理分析上的常見應用 二、生物力學的討論方向 1. 靜力學(Statics) 2. 動力學(Dynamics) 3. 材料力學(Mechanics of Materials) 三、牛頓三大運動定律 1. 慣性定律 2. 加速度定律 3. 作用力與反作用力定律 四、力學平衡：移動平衡與轉動平衡 1. 合力 2. 合力矩 五、人體重心與身體各部位平衡 ======================================================================= 一、一 、生物力學生物力學 一一 、、生物力學生物力學 古典力學在生物與生理分析上的常見應用 1.分析作用於肌肉與關節上的力以及其影響 2.運動描述 、步態分析、運動生物力學 3.生物在不同負荷狀態下展現的功能與行為 4.生物體內的血液流動 、氣體交換、關節接合處的潤滑作用 二、二 、生物力學的討論方向生物力學的討論方向 二二 、、生物力學的討論方向生物力學的討論方向 1.靜力學(Statics) ：生物體的穩定性、肌肉、力臂、關節 2.動力學(Dynamics) ：運動 、轉動、摩擦、步態 3.材料力學(Mechanics of Materials) ：彈性(elasticity) 、 變形(deformation) 、重塑(remodeling) 師自問 ：為什麼力學很重要？ 自答 ：因為它跟著你很多年了。 (這是事實…雖然聽起來很像笑話) 胎兒在母體內受到羊水保護 ，不加 思索地被安全擁抱著的感覺 。 1 三、三 、牛頓三大運動定律牛頓三大運動定律 三三 、、牛頓三大運動定律牛頓三大運動定律 1.慣性定律 ：在受合力為零情況下 ，靜者恆靜，動者恆作等速直線運動 。 2.加速度定律 ：所受合力 = 質量 × 加速度 ，F = ma 。 3.作用力與反作用力定律 ：作用力與反作用力，大小相等、方向相反，但作用於不同物 體，作用於同一直線上 。 四、四 、力學平衡力學平衡 ：移動平衡與轉動平衡：移動平衡與轉動平衡 四四 、、力學平衡力學平衡 ：：移動平衡與轉動平衡移動平衡與轉動平衡 力學平衡的兩個要件 ：合力為零且合力矩為零。 1.合力為零 ，Σ F = 0 →ΣF = 0 、ΣF = 0 、ΣF = 0 i ix iy iz 2.合力矩為零 ，Στ = Σ F r = 0 i i i 對力矩持有疑惑的同學 ，在此共筆組員提供一些資料作為參考。 力矩是一種向量 ，方向指向因其作用引起旋轉的旋轉軸。 力矩的方向可以用右手定則來決定 。將右手手掌彎向物體旋轉方向，伸直大拇指與支點的旋轉軸排成 一直線 ，則大拇指指向為力矩方向。在數學計算中，力矩可以用向量外積求得：τ = r × F 師的補充 ：生物力學最早的應用者：達文西。 投手投伸卡球必須用到力氣與技巧 。 人的各種姿勢都與生物力學有關 。 五、五 、人體重心與身體各部位平衡人體重心與身體各部位平衡 五五 、、人體重心與身體各部位平衡人體重心與身體各部位平衡 腿部平衡 ：地面的支撐力(F1 ) 人體重心(CG, center of gravity) ：