الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية: 3 حقائق مهمة


علم الميكانيكا الحيوية هو مجال من مجالات الدراسة التي تشمل حركة الإنسان التي تضم العديد من تطبيقات الحركة الزاوية. من المهم أن يكون لديك المعرفة الأساسية للحركة الزاوية التي تنطوي عليها حركة الإنسان.

يستخدم مصطلح الميكانيكا الحيوية لوصف دراسة الآليات الوظيفية والهيكلية والحركية لأنظمة بيولوجية مختلفة. لا يقتصر هذا المصطلح على البشر أو الحيوانات أو الطيور في الواقع ، فهو يشمل الكائنات وحيدة الخلية للكائنات المعقدة متعددة الخلايا على حد سواء.

لذلك ، تلعب الحركة الزاوية دورًا مهمًا في دراسة هذا المجال. تشير الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية إلى الحركة الدورانية التي يمكن للكائنات الحية بواسطتها إجراء عدة أنواع مختلفة من الحركات.

دعونا نتعلم المزيد عن تطبيق الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية لفهم أفضل.

ما هي الحركة الزاوية في حركة الإنسان؟

ينفذ الكائن الحي عدة أنواع من الحركات من خلال الجمع بين نوعين مختلفين من الحركات: الحركة الخطية والحركة الزاوية.

الزاوي تشير الحركة إلى نوع الحركة التي يقوم بها الجسم يختبر عندما يدور هيكلًا هيكليًا مثل الأطراف أو الذراعين فيما يتعلق بمحور الدوران. المفاصل المختلفة لها نطاق مختلف من الزوايا التي يمكن مقارنتها. كل حركة تحدث في مفاصلنا تنتج عن الحركة الزاوية.

على سبيل المثال ، عندما تمشي الحيوانات ، يساعد مفصل ركبتها على الخضوع لحركة دورانية في الأطراف السفلية لتمكين الشخص أو الحيوان من الحركة. يعمل المفصل هنا كمحور دوران للحركة الزاوية لعظام الأطراف السفلية.

الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية
مفاصل مختلفة لجسم الإنسان تعمل كمفصل أو محور أثناء الحركة الزاوية. 1. مفصل كروي ومقبس 2. مفصل إهليلجي 3. مفصل سرج 4. مفصل مفصل 5. مفصل مستوي مصدر الصورة: (الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية)برودونيسGelenke Zeichnung01CC BY-SA 3.0

أمثلة على الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية 

تتم ملاحظة هذه الحركات الزاوية وتحليلها بصريًا للحصول على فهم أفضل لحركية الميكانيكا الحيوية. يمكن ملاحظة الحركة الزاوية بسهولة في العديد من الأنشطة الميكانيكية الحيوية مثل:

1. الحركة في مفاصل الكتف والكوع والركبة: في البشر والحيوانات ، كل حركة تحدث في مفصل الكرة والمقبس موجودة في مفصل الكتف ، ومفصل الركبة المغطى بغطاء الركبة ينطوي على تطبيق الحركة الزاوية. تعمل المفاصل المعنية كمحور الدوران أو النقطة المحورية للطرف المتصل. هذا يمكننا من استخدام أيدينا في أنشطة مختلفة والمشي بأرجلنا.

2. الحركة في مفصل الرسغ: الحركة الزاوية التي تحدث في مفصل الرسغ حيث يعمل الرسغ كزاوية دوران تمكننا من القيام بأنشطة مختلفة مثل الكتابة والتقاط الأشياء ورمي الأشياء وما إلى ذلك. تلعب الحركة الزاوية للمعصمين دورًا مهمًا في الرياضات مثل لعبة الكريكيت والبيسبول وما إلى ذلك ، وكذلك في أشكال الرقص المختلفة مثل Kathak و Bharatanatyam و Ballet و Salsa وما إلى ذلك.

3. حركة في العنق: مفاصل الرقبة تمكننا من تحريك أيدينا أفقيًا وعموديًا. تحدث هذه الحركة أيضًا بسبب الحركة الزاوية للعضلات الموجودة في رقبتنا. في سن الشيخوخة ، تحصل هذه العضلات على عطلة نهاية الأسبوع ولا يمكنني تغطية مجموعة كبيرة من الزوايا للدوران. لهذا السبب ، لا يستطيع كبار السن تحريك أعناقهم بحرية. بعض الكائنات الحية مثل الببغاوات والأرانب قادرة على تدوير رؤوسها حتى 180 درجة ، أي تأخذ وتدور رأسها للخلف. 

4. حركة الأجنحة: الأجنحة تمكن الطيور من الطيران. تلعب الحركة الزاوية دورًا مهمًا جدًا في حركة الأجنحة. تعمل الأجنحة كرافعة متصلة بمفصلة ، أي المفصل. يعمل المفصل كنقطة محورية أو محور دوران للأجنحة. يعتمد المدى الزاوي لجناح الطائر على نوع الطائر. بعض الطيور لديها نطاق زاوي أكبر من غيرها. عادةً ما يكون للطيور الأكبر نطاقًا محدودًا من الحركة الزاوية.

الطيور تطير dبسبب الحركة الزاوية الخاصة بهم أجنحة. مصدر الصورة: (الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية) توبي هدسونقطيع الحمام المحليCC BY-SA 3.0

مهتم بالقراءة المعادلة الزاوية للحركة

5. حركة ذيول: بعض الحيوانات مثل القرود والكسلان وغيرها تستخدم ذيولها للقيام بالعديد من الأنشطة. يرتبط الذيل بمفصل ويمكن أن يدور أو يتحرك على طول محور المفصل. ترتبط حركة الذيل بالحركة الزاوية. بعض الحيوانات التي قلتها أن ذيولها تظل معلقة على أغصان الشجر ، للحفاظ على توازنها ، والتأرجح من شجرة إلى أخرى ، وما إلى ذلك.

قرد معلق. مصدر الصورة: (الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية) نافونيلوي بهوميكمعلقة في دائرة الضوءCC BY-SA 4.0

ما هي السرعة الزاوية في الميكانيكا الحيوية؟

السرعة الزاوية يمكن تقسيمها إلى جزأين في الميكانيكا الحيوية: السرعة الزاوية أو السرعة الزاوية اللحظية. 

يعطينا متوسط ​​السرعة الزاوية معلومات حول الوقت المستغرق للتغطية من خلال مستوى معين من الإزاحة الزاوية. بينما تعطينا السرعة الزاوية اللحظية معلومات حول معدل دوران الجسم في لحظة زمنية معينة.

لفهم الفرق بين هذين النوعين من السرعة الزاوية ، دعونا ننظر في مثال.

ضع في اعتبارك مباراة تنس. متوسط ​​السرعة الزاوية للاعب في مباراة تنس يعطي معلومات حول ما إذا كان قادرًا على ضرب الكرة أم لا. في حين أن السرعة الزاوية اللحظية للاعب ستعطينا معلومات حول المسافة والاتجاه الذي من المحتمل أن تتحرك فيه الكرة بعد أن يضربها اللاعب. 

تلعب السرعة الزاوية دورًا مهمًا للغاية في العديد من الأنشطة الرياضية التي تتضمن دورات لكامل الجسم مثل الغوص والجمباز والتزلج على الجليد وما إلى ذلك. 

يتم تحديد معدل دوران اللاعب ، وكيفية هبوط اللاعب ، والمدى الزاوي الذي يغطيه اللاعب ، وما إلى ذلك بشكل أساسي من خلال السرعة الزاوية للاعب. في الحيوانات أيضًا ، يتم تحديد سرعة الجري ومستوى القفز وقدرتها على التأرجح وما إلى ذلك من خلال سرعتها الزاوية.

نأمل أن يمنحك هذا المنشور المعلومات اللازمة حول الحركة الزاوية في الميكانيكا الحيوية. 

سانشاري تشاكرابورتي

أنا متعلم شغوف ، مستثمر حاليًا في مجال البصريات التطبيقية والضوئيات. أنا أيضًا عضو نشط في SPIE (الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات) و OSI (الجمعية البصرية في الهند). تهدف مقالاتي إلى تسليط الضوء على موضوعات البحث العلمي عالية الجودة بطريقة بسيطة ولكنها غنية بالمعلومات. العلم يتطور منذ زمن سحيق. لذا ، أحاول أن أستفيد من التطور وأقدمه للقراء. دعنا نتواصل من خلال https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

آخر المقالات