Biomehanika je znanost o gibanju živega telesa, vključno s tem, kako delujejo mišice, kosti, kite in vezi, ki proizvajajo gibanje. Biomehanika je del večjega področja kineziologije, s posebnim poudarkom na mehaniki gibanja. To je temeljna in uporabna znanost, ki zajema raziskave in praktično uporabo svojih ugotovitev.
Biomehanika ne vključuje samo strukture kosti in mišic ter gibanja, ki ga lahko proizvedejo, ampak tudi mehanike krvnega obtoka, delovanja ledvic in drugih telesnih funkcij. Ameriško društvo za biomehaniko pravi, da biomehanika predstavlja široko povezavo med mehaniki in biološkimi sistemi. Biomehanika ne preučuje le človeškega telesa, temveč tudi živali, pa tudi razširja na rastline in mehanska dela znotraj celic.
Primeri: Biomehanika čuče vključuje upoštevanje položaja in / ali gibanja stopal, bokov, kolen, hrbta, ramen in rok.
Elementi biomehanike
- Statika: Študije sistemov, ki so v ravnotežju, bodisi v mirovanju bodisi v gibanju s konstantno hitrostjo.
- Dinamika: Študije sistemov, ki se gibljejo s pospeškom in pojemkom.
- Kinematika: Opisuje vpliv sil na sistem, vzorce gibanja, vključno s linearnimi in kotnimi spremembami hitrosti s časom. Preučujemo položaj, premik, hitrost in pospešek.
- Kinetika: preučevanje, kaj povzroča gibanje, sile in trenutke pri delu.
Športna biomehanika
Športna biomehanika proučuje gibanje ljudi med vadbo in športom. Fizika in zakoni mehanike se uporabljajo za atletske performanse.
- Biomehanika se lahko uporablja za posameznike, analizira njihovo gibanje in jih pripravlja za učinkovitejše gibanje med vadbo in športnim gibanjem. Posamezne tekoče hojo ali golf swing je mogoče snemati in priporočila za njih, da se spremenijo in izboljšajo.
- Biomehanika se lahko uporablja pri oblikovanju športne opreme, oblačil, čevljev ter polj in objektov, kjer se igra šport. Čevelj je lahko zasnovan za najboljšo zmogljivost za drsalke srednje velikosti ali loparja za najboljši oprijem.
- Biomehanika lahko preuči športne tehnike in sisteme usposabljanja ter razvije načine za njihovo učinkovitejšo uporabo. To lahko vključuje temeljne raziskave, kako ročni položaj vpliva na pogon pri plavanju. Lahko predlaga in analizira nove tehnike treninga, ki temeljijo na mehanskih zahtevah športa, katerih cilj je boljše delovanje.
- Biomehanika se lahko uporablja za preučevanje vzrokov, zdravljenje in preprečevanje športnih poškodb. Raziskave analizirajo sile na delovnem mestu, ki lahko privedejo do gleženj in kako lahko oblikovanje čevljev ali igralna površina zmanjša tveganje za poškodbe.
Kariera v biomehaniki
Posebnosti v biomehaniki so:
- Biološka znanost: Študije človeške, živalske, celične in rastlinske biomehanika.
- Vaja in športna znanost: uporaba biomehanike za človeške sposobnosti pri atletiki.
- Zdravstvene vede: Raziskovanje vzrokov, zdravljenje in preprečevanje poškodb ter uporaba biomehanike za načrtovanje rehabilitacijskih programov in opreme.
- Ergonomija in človeški dejavniki: uporaba biomehanike v vmesnikih človek-stroj, delovnem mestu in funkcionalnih modelih in procesih.
- Inženirska in uporabna znanost
Vodje znanosti ali doktorat iz kineziologije lahko vodijo do kariere na področju biomehanike, kot so raziskave in oblikovanje športnih podjetij, atletsko raziskovanje in testiranje, preizkušanje na delovnem mestu in oblikovanje vmesnikov med ljudmi in opremo.
Študent biomehanike bo opravljal naloge iz fizike, biologije, anatomije, fiziologije, matematike in statistike. Uporabljena laboratorijska oprema vključuje sile, elektromiografijo, sisteme za analizo gibanja video posnetkov, opremo za digitalizacijo, merilce pospeška, senzorje tlaka, potenciometre, programe računalniške analize in programe modeliranja.
Strokovna združenja za biomehanika
- Mednarodno društvo za biomehaniko
- Ameriško društvo za biomehaniko
- Mednarodno društvo za biomehanika v športu