Вибрации

В технике, механические колебания различных конструкций и машин получили название вибрация. Они оказывают воздействие на человека, который соприкасается с вибрирующим объектом.

Основные физические характеристики вибраций:

Частота колебаний;
Амплитуда;
Энергия;
Средняя мощность.

Кроме того, для понимая действия вибрации на БО, важно представить себе распространение и затухание колебаний в теле. Вибрация является источником ультразвуков, инфразвуков и слышимых звуков.

Задачи (в тетради)

Механические свойства биологических тканей

Как технический объект, биологическая ткань – композитный материал, образованный объёмными сочетаниями химически разрядных элементов.

Механические свойства биотоками отличаются от механических свойств каждого компонента ее составляющей, взятого в отдельности костная ткань – состоит из гидроксила.

Примерный вид кривых ползучести костных тканей

Ест – остаточная деформация

Кожа. Кожа состоит из волокон коллагена, эластина (белки) и основной ткани матрицы. Галоген – 75% сохой массы, растягивается на 10 %; Эластин – 4%, растягивается до 300%. У галогена предел прочности 100 МПа, у эластина 5 Мпа.

Мышцы. В состав мышц входит соединительная ткань, которая состоит из коллагена и эластина. Гладкие мышцы могут значительно растягиваться без особого напряжения.

Кровеносная ткань. Механические свойства кровеносных сосудов определяются также; галогены, эластины, гладких мышечных волокон.

Содержание этих составляющих в сосудистой ткани изменяются по ходу кровеносной системы, например, в сонной артерии отношение эластина к коллагену 2:1, для сравнения, бедренная артерия 1:2.

С удалением от сердца увеличивается количество гладких мышечных волокон, и они уже будут являться основой сосудистой ткани.

Рассмотрим сосуд длиной L, и толщиной Две половины цилиндрического сосуда взаимодействуют между собой по сечениям стенок цилиндра

S=2hL – общая площадь взаимодействия

Сила взаимодействия двух половин сосуда

Найдём равнодействующую силу:

F=P*2πL, где 2πL – проекция площади полуцилиндра на вертикальную плоскость ОО’, Р – давление.

Элементарные измерения относительно деформации, формула 6.

Выразим dp:

При больших значениях E, получим:

Формулы 10 и 11 служат для нахождения связи между давлением, давления радиусом сосуда и модулем упругости.

Модели кровообращения

Рассмотрим гидродинамическую модель кровеносной системы, предложенную О. Франком.

Артериальная часть системы кровообращения моделируется упругим резервуаром (УР), т.к. кровь находится в УР и ее объем в любой момент времени зависит от давления.

V = V₀ + kp (1)

K – эластичность

V₀ – объем УР при отсутствии давления