3-1. Biomechanika – zakres badań i zastosowań, biomechaniczne modele układu mięśniowo-szkieletowego
3-1.2. Siły działające na człowieka w procesie pracy
W krajach uprzemysłowionych choroby układu ruchu stanowią jedną z głównych przyczyn absencji chorobowej u pracowników fizycznych. Są one wynikiem działania sił na układ mięśniowo-szkieletowy człowieka w trakcie pracy.
3-1. slajd 5
Rodzaje sił działających w procesie pracy
- Siły nagłe – zewnętrzne, występujące podczas wypadków (np. upadek, uderzenie).
- Siły o ciągłym działaniu – obecne w typowych czynnościach roboczych, mogą być:
- Zewnętrzne – np. ciężar trzymany w rękach, siły kontaktu z otoczeniem.
- Wewnętrzne – siły mięśniowe, reakcje w stawach, siły ściskające kręgosłup.
Te siły, mimo że często niewielkie, mogą powodować poważne uszkodzenia zdrowotne przy długotrwałym działaniu.
Przykłady ekstremalne
- Pracownicy biurowi: Niska intensywność sił, ale długotrwałe ich działanie w wymuszonej pozycji prowadzi do chorób przeciążeniowych.
- Piloci odrzutowców: Duże siły bezwładności przyspieszeń prowadzą do mikrourazów wewnętrznych.
Siły bezwładności
Choć nie są to siły "rzeczywiste" w sensie mechaniki klasycznej, mają one realny wpływ na organizm – np. podczas drgań, nagłego hamowania czy gwałtownych ruchów.
3-1. slajd 6
Analiza sił wewnętrznych – przykłady
- Ramię trzymające ciężar (3-1. slajd 6):
- Trzymanie ładunku poziomo powoduje, że siły mięśniowe i reakcje stawowe są kilkukrotnie większe niż ciężar ładunku.
- Przy obciążeniu 100 N, siła mięśnia może wynosić 1000 N, a reakcja w stawie nawet więcej.
- Praca mięśni odbywa się w niekorzystnych warunkach biomechanicznych (małe ramię działania siły mięśni).
- Krążek międzykręgowy L5/S1 (3-1. slajd 7):
- Podnoszenie ciężaru 130 N może generować siłę ściskającą dysk nawet do 2700 N i siłę ścinającą do 500 N.
- Przy dynamicznym podnoszeniu – siła ściskająca może przekroczyć 7000 N, co prowadzi do mikrourazów i uszkodzeń krążków międzykręgowych.
3-1. slajd 7
Wnioski
- Nawet lekka praca fizyczna, ale źle zaplanowana lub wykonywana w niewłaściwej pozycji, może prowadzić do trwałych zmian chorobowych.
- Wysokie siły wewnętrzne są typowe dla działania mięśni i mają kluczowe znaczenie dla projektowania ergonomicznego stanowisk pracy.
- Wiedza biomechaniczna jest niezbędna do profilaktyki urazów i chorób zawodowych układu ruchu.
3-1. slajd 8