m
d
F
A
(1.23)
formula bilan aniqlanadi. Bunda F - muskul kuchi, d - muskulning ish baja-
rishga mos masofasi, m - oyoq massasi.
Agarda odam binoning to‟rtinchi qavatidan pastga tushib ketsa, halok
bo‟lishi yoki majruh bo‟lishi mumkin. Lekin shu balandlikdan sichqon, suvarak
yoki mayda hashoratlar tushib ketsa, ularga hech narsa bo‟lmasligi mumkin.
Bunga sabab bu mayda jonivorlar yuzasining hajmiga nisbatan kichik
bo‟lishidadir. Jism yoki havon havoda pastga tushishida havo qarshiligi uning
tezligining oshishiga qarshilik ko‟rsatadi. Jismni pastga tortuvchi kuchga tortish
kuchi deyiladi. U esa jism massasiga proporsionaldir. Havoning qarshilik kuchi,
tezlik va og‟irlik kuchiga qarama-qarshi yo‟nalgandir. Jism tushishida uning
tezligi bu ikki kuchlar tenglashguncha oshib boradi. Shu vaqtdan boshlab, jism
o‟zgarmas tezlik bilan tusha boshlaydi. Erkin tushishning maksimal tezligi
chegara tezlik deyiladi.
Yuzaning hajmga nisbati qanchalik katta bo‟lsa, chegara tezlik shunchalik
kichik bo‟ladi. Odam uchun chegara tezlik 65 m/s, agar odam shar shaklida
bo‟lganda edi, uning chegara tezligi 105 m/s bo‟lar edi. Hashoratlar va mayda
jonivorlar uchun esa chegara tezlik bir necha m/s ga teng.
Shu sababli hashorat va mayda hayvonlar balandlikdan tushganda ko‟p
jarohat olmaydi.
49
Demak, chopuvchi tezligi uning o‟lchamiga bog‟liq emas. Bu hamma
hayvonlar uchun ham o‟rinlidir. Odamlar yomon chopuvchilardir, chunki
ularning harakatini oyoqlarida to‟plangan muskullar bajaradi. Odamning yarim
massasi esa oyoqda. Shu sababli eng chopqir jonivorlar oyoqlari ingichka bo‟lib,
asosiy muskullari gavdada joylashgan. Masalan, straus 23 m/s, bo‟ri va quyon
18 m/s, odam 11 m/s chopish tezligiga ega. Katta mushuklarning oyoqlari
baquvvat, shu sababli ular tez chopishga emas, balki sakrashga mo‟ljallangan.
Ular o‟ljani sakrab ushlaydi. Arslon o‟zining o‟ljasini bir tashlanishda ushlay
olmasa, u yugurmasdan yana kutadi. Quyidagi rasmda suyak va uning
komponentalari uchun deformasiya va kuchlanish orasidagi bog‟lanish
keltirilgan
1.17 - rasm.
Ba’zi moddalar uchun kuchlanish va deformasiya orasidagi
bog’lanish. σ-mexanik kuchlanish, ε-nisbiy deformasiya
Yung moduli og‟ish burchagi tangensi orqali aniqlanadi. Yumshoq biologik
materiallar xuddi muskul to‟qimalari singari elastik xossaga ega. Yumshoq
materiallar elastomerlarga kiradi, ular suyak materialidan quyidagilar bilan farq
qiladi;
-suyak materiali cho‟zilish va siqilish chizig‟i to‟g‟ri chiziqdan iborat
bo‟lsa, elastomerniki egri chiziq.
oqsil
mineral
suyak
50
-Yung moduli suyak materiali uchun taxminan 10
10
Pa va o‟zgarmas
bo‟lsa, elastomerniki kuchlanishga qarab 10
5
– 10
6
Pa oralig‟ida o‟zgaradi,
-suyak cho‟zilishi 1% atrofida bo‟lsa, elastilin 3 karragacha ham
cho‟zilishi mumkin.
Hamma biologik materiallar qayishqoq, elastik xossalarga ega, biroq
elastiklik ayrim hollarda qayishqoqlikdan ustunroq bo‟ladi. Qayishqoqlik va
elastik xossalarining bir-biriga nisbati bir tomondan materialning duch
kelayotgan
deformasiyalar
oralig‟iga,
ikkinchi
tomondan
mexanik
kuchlanishning vaqtga qarab o‟zgarishiga bog‟liqdir.
Ko‟pchilik biologik materiallar qayishqoq elastik xossalari anizotropiyaga,
yani elastiklik modulining turli yunalishlar bo‟yicha har xil qiymatlarga ega
ekanligi aniqlangan. Quyidagi rasmda (1.18-rasm) ho‟kiz son suyagining
elastiklik modulining bo‟ylama o‟qiga nisbatan joylashish burchagiga
bog‟liqligi ko‟rsatilgan.
Quyidagi grafikning bunday ko‟rinishi suyak funksional tuzilishining
murakkabligidan dalolat beradi.
Biologik materiallarning cho‟zilish paytidagi holatini elastik deb qarash
emas, qayishqoq elastik deb qarash zarur. Ho‟kiz va quyonning son suyagi
uchun kuchlanish-deformasiya bog‟lanish chizig‟ida
2
10
/
10
2
,
1
m
n
kuchlanishdan
yuqoriroq kuchlanishlarda suyak elastik chegarasidan o‟tishi aniqlangan. Suyak
4
10
5
dan yuqoriroq chuzilishda qoldiq deformasiyalangan bo‟ladi.
51
1.18 - rasm.
Ho’kiz son suyagi elastiklik modulining bo’ylama o’qiga
nisbatan joylashish burchagiga bog’liqligi: - suyakdagi o’lchamlar ,+
-
quruq
suyakdagi o’lchamlar
.
α-burchak, E-elastiklik moduli
Biologik mexanizmlarning harakatlanuvchi qismlari odatda uning
harakatidagi qo‟zg‟aluvchi yoki qo‟zg‟almas qismlari bilan tutashtirilgan
bo‟ladi.
Skelet suyaklari va muskullar birlashmasidan iborat bo‟lgan bo‟g‟inlar,
xayvonlar va odam tayanch- harakatlanish tizimini hosil qiladi.
Umurtqalilar biostatikasining asosiy prinsipi katta cho‟zilishlarga bardosh
bera oladigan muskul va paylar bilan katta siqilish va egilishga chidaydigan
suyaklar birikishi mavjudligidir. (1.19-rasm)
1.19 - rasm.
Suyaklarning muskullar va paylar bilan turg’unligi amalga
oshishi.
Normal tik turgan odam tanasida suyak va muskullardan iborat bo‟g‟inlar
juda turg‟unmas holatdagi tizimni hosil qiladi. Shunga qaramasdan butun
tizimning muvozanatda saqlanishiga sabab, tanani ushlab turuvchi muskullar
tizimining doimiy taranglanib turishi tufaylidir.
Umurtqalilarning skelet muskullari uzunligi bir necha millimetrdan o‟nlab
santimetrgacha va qalinligi odatda 0,05 - 0,1 mm bo‟lgan muskul to‟qimalaridan
iborat.
52
To‟qimalar kundalang strukturalar bo‟lgan Z-plastinkalar bilan bir xil
qismlar-sarkomerlarga bo‟lingan, ularning tinch holatdagi muskulda uzunliklari
2,2 mkmni tashkil etadi. To‟qimalarning bo‟shashgan holatdan aktiv holatga
o‟tish nerv impulsi ta‟sirida sarkoplazmatik retikulumdan Ca
2
ionlarining
chiqishi tufayli ro‟y beradi. Aktivlashish tugagandan keyin Ca
2
konsentrasiyasi
10
2
-10
3
marotaba kamayadi va 10
7
-10
8
molni tashkil etadi. Muskullar
aktivlashishi tufayli qisqaradi yoki uzunligi o‟zgarmagan holda kuchlanish hosil
qiladi (izometrik qisqarish). Aksincha izotopik qisqarishda muskullar doimiy
kuchlanishda qisqarib, ish bajaradi. Muskullarning mexanik va energetik
xossalari haqidagi ko‟pchilik ma`lumotlar A.Xill tomonidan 1930-1964 yillarda
aniqlangan. Xill tenglamasiga ko‟ra muskullar qisqarish tezligi va hosil
bo‟ladigan kuch orasidagi bog‟lanish giperbolik grafik bilan xarakterlanadi.
(1.20 - rasm)
)
(
)
)(
(
max
a
F
b
a
F
(1.24)
bunda
max
F
-muskulning kuchlanishida hosil qiluvchi kuch, ya‟ni izometrik
qisqartirishdagi kuch,
-muskul qisqartirishning o‟rtacha tezligi
1.20 - rasm.
Qurbaqa biriktiruvchi muskuli qisqarish tezligi
bilan
izotopik qisqarishdagi muskul kuchi F orasidagi bog’lanish.
Muskullarning maksimal kuchi
F
max
sarkomerlar uzunligiga bog‟liq. Bu
bog‟lanish 1.21-rasmda keltirilgan. Undan ko‟rinadiki, faqat sarkomer uzunligi
F
53
2-3 mkm bo‟lgandagina muskul kuchi o‟zining maksimal qiymatiga erishadi.
Kuchli uzayishda muskul qisqarish kuchi miozin va aktin iplari zonalari
qoplanmasligi tufayli keskin kamayadi.
1.21 - rasm.
Muskul maksimal kuchining (F
мax
) sarkomer uzunligiga
(L) bog’lanishi.
Muskullar
strukturasi,
energetikasi
va
biomexanikasi
haqidagi
ma‟lumotlarni tushuntirish uchun muskul modellari taklif etilgan. Faol holatdagi
muskulning qovushoq elastik modelini A.Xill
taklif etgan. Ushbu modelda
muskul ikki paralel elastik elementlardan iborat bo‟lib, ulardan biri qovushqoq
dempfer bilan to‟ldirilgan (1.22-rasm, 1). Tinch holatdagi muskul faqat
elastiklik xususiyatiga ega.
1.22-rasm.
Muskulning mexanik modellari
.
1-Xill modeli, 2-Foygt modeli,
3- Maksvell modeli 4-Foygt-Maksvell modeli
Keyinchalik muskulning qovushoq elastik xossalarini o‟rganish natijasida
oldingi elastik elementlarga parallel bo‟lgan yana bir elastik element mavjudligi
haqidagi xulosa chiqarildi. Bunday tizimni Foygt modeli va Maksvell modeli
T
2
T
1
E
2
Do'stlaringiz bilan baham: |