corso di fisica medica 1 i muscolisquarcia/didattica/fm1/07_muscoli.pdf · tessuti nel corpo umano...
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TessutiNel corpo umano ci sono quattro tipi di tessuti fondamentali
tessuto epiteliale di coperturatessuto connettivo di supporto• tendini• legamentitessuto muscolare di movimentotessuto nervoso di controllo
I tessuti molli (come l’osso) sono materiali composti formati da cellule intimamente collegate da materiale intercellulare (collagene)
CollageneDifficile descriverne il comportamento
tensione/compressione
dipende, per molti tessuti, dal gradiente dello stress
Legame molecolareSenza ponti di legame
fluido viscoso (lattice di gomma)Con pochi ponti di legame
fluido visco-elastico (gomma)Con molti ponti di legame
corpo rigido (bachelite)
Dipendenza del comportamento visco-elastico
dalla forza applicatadalla durata della forza applicatadalla temperatura
Configurazione molecolareIpotesi di linearità
molecole legate tra loro (ciascun lato è una molla)
Polimeri (politene)
Configurazione a zig-zag L ∼ Nl
CH3
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2l
Configurazione a gomitolo L ∼ (N / 3)1/2 l
BiomeccanicaOssa rigide collegate con tendini e muscoliMuscolo = sistema per generare forze
massimo sforzo di una sbarra sugli
elementi di superficie
Tendini = cordicelle rigide
I muscoli degli arti
Collegamenti tra le ossa con effetti sia di compressione e tensione (molla)
Sia di trasmissione degli impulsi nervosi
Come agiscono i muscoli?
Corpo sostenuto sulle braccia dai muscoli che si collegano alle spalle
Muscoli delle gambe che tengono flessa la parte “alta” del corpo
Muscoli addominali che permettono al tutto di restare in equilibrio
StrutturaFisiologia (studio del
funzionamento dell’organo)
assai complessadeterminata da una complessa
anatomia (studio della
struttura dell’organo stesso)
Sarcomeri
Specie di “velcro”che agisce
all’interno del muscolo
l’allungamento dipende dalla tensione applicata
Comportamento di una molla
Una molla risponde istantaneamente ad una sollecitazione producendo uno spostamento proporzionale alla forza applicata
Impulso in materiale viscoso
Lo spostamento u = F / k
La velocità du/dt = (dF/dt) / k
La velocità è proporzionale alla forza applicata per unità di tempo (ammortizzatore)
Modelli di viscositàmodello di Maxwellmodello di Voigtmodello di Kelvin
Simulazione di tipo analogico come risposta ad un segnale a gradino
0
1
Modello di Maxwell
du/dt = du/dtmolla + du/dtimpulsiva
du/dt = (dF/dt) / k + (dF/dt) / η
serie di molla ed impulso