a = 24,25 lb/3 lb х s2/ft,
a = 8 ft/s2.
Расчетное ускорение в 2,44 м/с2 будет наблюдаться только в момент, когда проламывается пол. Когда пол начинает оказывать меньшее сопротивление, величина ПН уменьшается. По мере уменьшения ПН возрастает чистая несбалансированная сила, направленная вниз, равно как и ускорение. Ускорение будет возрастать, пока пол не оказывает хоть какого-то действия на ногу, или, что более вероятно, пока не возникнет новая сила (например, нога встретится с черным полом), которая восстановит равновесие ноги.
Создание статической ситуации при помощи фиксации какого-либо изолированного момента упрощает анализ. Однако чрезмерное упрощение может приводить к неправильным выводам. На рис. 2.22 показан таз человека, лежащего на столе, и между тазом и столом — кожа ягодиц.
Рис. 2.22. Таз не находится в равновесии, поскольку «сила тяжести таза» (СТ) больше, чем «кожа-таз» (КТ). Кожа остается в равновесии, пока сумма векторов «сила тяжести-кожа» (СтК), «таз-кожа» (ТК) и «стол-кожа» (СК)равняется нулю. В этом случае таз «ускоряется» вниз через кожу, создавая пролежень
На таз воздействует сила тяжести таза, он также находится в контакте с кожей («кожа-таз», или КТ). На кожу также действует сила тяжести («сила тяжести-кожа», СК), и она находится в контакте со столом («стол-кожа», СК) и тазом («таз-кожа», ТК). Если все находится в равновесии, то СТ = КТ и СК + ТК = СК. Возможно, однако, что способность кожи «отталкивать» таз нарушена, например, за счет плохого питания. Если способность кожи ограничена, то величина КТ будет немного меньше, чем СТ. В этом случае возникает чистая неуравновешенная сила, действующая на таз и вызывающая его ускорение вниз. Правда, в силу того что сила эта очень мала, ускорение также будет почти незаметным. Кожа при этом двигаться вниз вместе с тазом не будет. Если величина ТК слегка уменьшается (как было бы, если бы уменьшилась величина КТ), то уменьшается и величина СК, т. е. чем меньше чистая направленная вниз сила, действующая на кожу, тем меньше будет контакт между кожей и столом. Результатом этого будет медленное ускорение таза вниз, через кожу, притом, что кожа остается на месте. Именно таким образом и возникают пролежни. Статический анализ замаскировал то, что было на самом деле прогрессирующей динамической ситуацией.
Как мы только что увидели, анализ линейных сил, исходя из мнимо существующего равновесия (статика), может вести к неточностям. Как только возникает ускорение, на арену выходят новые силы, которыми мы до этого пренебрегали. Аналогичным образом угловое ускорение костного рычага, вращающегося вокруг суставной оси, также создает новые силы, которые усложняют анализ и выводят его далеко за рамки того, что мы можем охватить в такой базовой биомеханической единице. Сегмент может вращаться вокруг оси с постоянной скоростью (углы в единицу времени). Хотя величина угловой скорости сегмента может быть постоянной, направление таким не будет никогда.
Векторы направления угловой скорости (V1 и V2) всегда будут располагаться по касательной к дуге движения (или перпендикулярно движущемуся сегменту), как это показано на рис. 2.23.
Рис. 2.23. Хотя величина угловой скорости (V1, V2) может быть постоянной, направление угловой скорости вращающегося сегмента конечности меняется по мере продвижения конечности вокруг оси. Угловая скорость всегда направлена по касательной к дуге движения
Постоянно меняющийся вектор угловой скорости, если не принимать его во внимание, может сделать анализ неточным. Когда момент вращения (количество вращения объекта) будет обсуждаться позже (параграф 2.8. п. 2.8.1), мы еще раз напомним читателю, что простой статический анализ приводит к недооценке сил, действующих на рассматриваемый нами рычаг.
2.5.2. Расхождение сустава в линейной системе сил
Знание принципов законов Ньютона и линейных систем сил может использоваться для того, чтобы понять, как скелетная тяга вызывает расхождение сустава. На рис. 2.24 показана тяга, приложенная к ноге. Мы покажем, как подвешивание 4,5-килограммового груза к этой системе блока вызывает расхождение большой берцовой кости и бедренной кости в коленном суставе. Внимательно следим за каждой силой так, как они будут описаны.
