Mechanika, zagadnienia ogólne

1. Podstawowe zagadnienia fizyczne

a) Układ jednostek SI:

• Mechanika

wielkość	nazwa	oznaczenie	w jednostkach podstawowych
siła	niuton	N	kg·m·s-2
ciśnienie	paskal	Pa	kg·m-1·s-2
energia, praca	dżul	J	kg·m2·s-2
moc	wat	W	kg·m2·s-3

b) Podstawy kinematyki- klasyfikacja ruchów;

Klasyfikacji ruchów dokonujemy ze względu na kształt toru lub stałość pewnych parametrów.
Ze względu na rodzaj toru ruchy dzielimy na:
- prostoliniowe
- krzywoliniowe

Ze względu na stałość pewnych parametrów (prędkość, przyspieszenie) ruchy dzielimy na:
- jednostajne
- niejednostajne

Najczęściej spotykanymi ruchami są:
- ruch jednostajny prostoliniowy - ruch, którego torem jest linia prosta, a prędkość jest stała (v = const.),
- ruch po okręgu - jego torem jest okrąg, a wartość prędkości liniowej jest stała lub zmienna,
- ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy - jego torem jest linia prosta, a przyspieszenie jest stałe (a = const.),
- ruch jednostajnie opóźniony prostoliniowy - jego toremjest linia prosta, a przyspieszenie jest stałe i ma ujemną wartość.

100. Podstawy dynamiki- prawa Newtona, zasada zachowania pędu

I zasada dynamiki Newtona
Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą sie to ciało to pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym

II zasada
Jeżeli na ciało działa siła niezrównoważona to ciało to porusza się ruchem zmiennym wartość przyspieszenia w tym ruchu jest wprost proporcjonalna do masy ciała i do wartości liczbowej działające siły

III zasada
jeżeli ciało A działa na ciało b pewną siłą F to ciało B działa na ciało A siłą F o tym samej wartości , kierunku ale o przeciwnym zwrocie


Zasada zachowania pędu głosi, że:
Jeśli na układ ciał nie działają siły zewnętrzne, to pęd całego układu nie zmienia się. Siły wewnętrzne nie mogą zmienić jego pędu.

m v = m1 v1 + m2 v2 + m3 v3 + ... + mn vn (n - liczba ciał wchodzących w skład układu)

d)Grawitacja

Grawitacja (ciążenie powszechne) - jedno z czterech oddziaływań podstawowych, będące zjawiskiem naturalnym polegającym na tym, że wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie przyciągając się.

Jednak w naszym typowym ludzkim otoczeniu siła grawitacji jest dostrzegana przede wszystkim jako przyciąganie otaczających nas  przedmiotów przez ziemski glob, czyli przez zjawisko ciężaru.

Obserwując bezpośrednio to przyciąganie (bez dokładnych i szczegółowych doświadczeń) da się zaobserwować tylko jedną zależność
- siła grawitacji jest zależna od masy obiektu przyciąganego przez Ziemię.

Dlatego prosty wywodzący się z codziennego doświadczenia wzór na siłę grawitacji obowiązujący dla małych ciał znajdujących w pobliżu powierzchni Ziemi ma postać:

Fgr = m ∙g

m - masa ciała (w układzie SI w kilogramach kg)
g -  przyspieszenie ziemskie (w układzie SI wyrażone m/s2)
Fg - siła grawitacji (w układzie SI w  Newtonach N)

Tak więc dla ciał w pobliżu powierzchni Ziemi wzór na siłę grawitacji, jest także wzorem na ciężar ciała.











e) Stany skupienia materii


Stan skupienia jest to podstawowa forma, w jakiej występuje substancja określająca jej podstawowe właściwości .fizyczne.
3 główne stany skupienia:

stały - ciało ma stały, niezmienny kształt, cząsteczki budujące ciało stałe są mocno zbite i wykonują tylko znikome ruchy; posiadają stałą objętość; np. kamień, plastik, drewno;
ciekły - ciało przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje;
lotny (gazowy) - substancja zmienia kształt i objętość; momentalnie rozprzestrzenia się.

f) Podstawowe prawa gazowe

*Boyle'a-Mariotte'a prawo, jedno z podstawowych praw opisujących przemiany termodynamiczne w gazie doskonałym, zgodnie z którym ciśnienie zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do zmian objętości. Matematycznie ujmuje się to zapisem: PV = const, gdzie p - ciśnienie, V - objętość gazu w stałej temperaturze.


*Prawa gazów Gay-Lussaca

1) przy stałym ciśnieniu, objętość gazu jest wprost proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej (przemiana izobaryczna)

2) w stałej objętości ciśnienie gazu jest wprost proporcjonalne do jego temperatury bezwzględnej (przemiana izochoryczna)

3) objętości substratów i produktów gazowych reakcji chemicznych, zmierzone w tych samych warunkach pozostają w stosunku niewielkich liczb naturalnych (prawo stosunków objętościowych).

*Równanie Clapeyrona pV=nRT

*Prawo Daltona- prawo dotyczące gazów, stwierdzające, że całkowite ciśnienie mieszaniny gazów równe jest sumie ciśnień cząstkowych wywieranych przez poszczególne składniki tej mieszaniny.

*Prawo Henry”ego -prawo głoszące, że ułamek molowy xi składnika gazowego rozpuszczonego w cieczy (i nie wchodzącego w reakcje z cieczą) jest wprost proporcjonalny do ciśnienia cząsteczkowego pi tego składnika nad roztworem: xi = Ki (T)pi, gdzie Ki (T) jest funkcją temperatury

g) Ciecze- podstawowe prawa

-Prawo Pascala- Ciśnienie w gazach lub cieczach jest przekazywane we wszystkich kierunkach jednakowo.Ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy i od gęstości cieczy.

Zależności te przedstawia się równaniem:
p = ς . g . h
p - ciśnienie hydrostatyczne, ς - gęstość cieczy, g - przyspieszenie ziemskie, h - wysokość

-Prawo Archimedesa-Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

-Prawo Bernoulliego- w czasie przepływu cieczy, suma ciśnienia statycznego i dynamicznego jest stała wzdłuż każdej linii przepływu.

Prawo Bernoulliego ma matematyczną postać równania:

p + ρgh + ½ρv2 = const

gdzie: p - ciśnienie cieczy, ρ - gęstość cieczy, v - prędkość przepływu cieczy, g - przyspieszenie ziemskie, h - wysokość rurki z cieczą nad powierzchnią ziemi.


h) Ciśnienie i jego jednostki

Ciśnienie to wielkość skalarna określona jako wartość siły parcia działającej

prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa.

p=F/S [N/m2= Pa] gdzie:

 F - siła parcia, jednostka: N;

 p - ciśnienie, jednostka: Pa (paskal);

 S - pole powierzchni, jednostka: m2;

W układzie SI ciśnienie jest wyrażane w paskalach. Jeden paskal odpowiada sile

jednego niutona działającej na jeden metr kwadratowy powierzchni. Dodatkowo używa się

jednostek ciśnienia takich jak, 1 bar = 100000 paskali lub 1 atm (jedna atmosfera)

odpowiadająca liczbie 101325 Pa.

1. Fizykochemiczne właściwości wody

• T wrzenia i krzepnięcia (znana)

• Maksymalna objętość w temp 4 *C

• Wysokie ciepło topnienia, parowania i sublimacji

• Wysokie napięcie powierzchniowe

• W nieznacznym stopniu dysocjuje

• Występ. W stanie ciekłym stałym i gazowym

2. Podstawy biomechaniki

a) Środek ciężkości, równowaga ciał

Środek ciężkości ciała lub układu ciał jest punktem, w którym przyłożona jest wypadkowa siła ciężkości danego ciała.

Równowaga w mechanice - stan układu mechanicznego, w którym wszystkie punkty układu pozostają w spoczynku względem wybranego układu odniesienia.

Badaniem stanów równowagi zajmuje się dział fizyki zwany statyką.

Dla brył sztywnych znajdujących się w polu grawitacyjnym, wyróżnia się następujące stany równowagi oraz warunki ich występowania:

• równowaga trwała (stabilna) - ma miejsce, kiedy środek ciężkości jest położony w najniższym możliwym punkcie, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości względem punktu podparcia lub zawieszenia powodujący jego powrót do położenia pierwotnego, w którym to położeniu energia potencjalna ma najmniejszą wartość.

• równowaga chwiejna - ma miejsce, kiedy środek ciężkości znajduje się powyżej punktu podparcia, a przy odchyleniu ciała powstaje moment sił ciężkości wychylających je w taki sposób, że przemieszcza się ono, zmniejszając swoją energię potencjalną, do momentu osiągnięcia równowagi trwałej (stabilnej), kiedy energia potencjalna osiąga najmniejszą wartość.

• równowaga obojętna - ma miejsce wtedy, gdy energia potencjalna ma taką samą wartość we wszystkich położeniach ciała, a przy odchyleniu ciała względem położenia równowagi, energia potencjalna nie zmienia się.

• równowaga metastabilna - ma miejsce wtedy, kiedy ciało zajmuje położenie, w którym energia potencjalna osiąga lokalne minimum (ciało otoczone jest bariera potencjału). Przy wytrąceniu ciała z położenia równowagi niewielką siłą, powraca ono do położenia pierwotnego, natomiast przy wytrąceniu większą siłą ciało znajduje nowe położenie o mniejszej energii potencjalnej.

b) Lokomocja człowieka

Warunki lokomocji, które muszą być spełnione, aby móc mówić o wrodzonych wzorcach ruchowych czy o lokomocji człowieka to:

1. Determinanta genetyczna

2. Determinanta mentalna.

3. Trzecia, bardzo ważna Determinanta to prawidłowo działające wszystkie zmysły, brak uszkodzeń ze strony układu nerwowego .
    

Ale z punktu widzenia kinezjologii warunki,  które muszą być spełnione dla lokomocji to:

1. Automatyczne sterowanie ciałem - posturalna aktywność.

2. Specyficzne mechanizmy podporowo-wyprostne przeciwko sile ciężkości.

3. Celowa fazowa motoryka.

3)Podstawowe prawa fizyczne związane z układem krążenia i układem oddechowym

Ciśnienie wewnątrzpłucnowe i śródpęcherzykowe. Ruch powietrza podczas wdechu i wydechu jest spowodowany różnicą powyższych ciśnień. Sprężyste właściwości tkanki płucnej. Histeraza objętościowo- ciśnienieniowa to zjawisko polegające na różnej zmianie objętości płuc przy podwyższaniu ciśnienia niż przy jego obniżaniu. Moc oddechowa Wymiana gazowa

4. Podstawowe prawa fizyczne związane z funkcjonowaniem narządów słuchu oraz czucia

http://mimuw.edu.pl/delta/artykuly/delta1006/ucho.pdf bardzo dobry odnośnik :)