APLIKOVANÁAPLIKOVANÁ
BIOMECHANIKABIOMECHANIKA
LITERATURA:LITERATURA:Hamill,Hamill, JJ..,, Knutzen,Knutzen, KK..,, MM.. BiomechanicalBiomechanical BasisBasis ofof HumanHuman MovementMovement.. LippincottLippincott WilliamsWilliams andand Wilkins,Wilkins, 20032003,, 22.. vydvyd..
ISBNISBN 00--78177817--34053405--33..
Janura,Janura, MM.. ÚvodÚvod dodo biomechanikybiomechaniky pohybovéhopohybového systémusystému člověkačlověka.. OlomoucOlomouc:: UniverzitaUniverzita Palackého,Palackého, 20032003.. 11.. vydvyd.. 8484
ss.. ISBNISBN 8080--244244--06440644--66..
Janura,Janura, MM..,, Janurová,Janurová, EE.. 700700 ++ 11 otázkaotázka zz biomechanikybiomechaniky.. OlomoucOlomouc:: FTKFTK UPUP Olomouc,Olomouc, 20022002.. 101101 ss..
Kapandji,Kapandji, II..AA.. TheThe physiologyphysiology ofof thethe jointsjoints.. VolumeVolume threethree.. Paris,Paris, Elsevier,Elsevier, 20052005.. 22.. vydvyd.. 251251 ss.. ISBNISBN 00 443443 0120901209 11..
Kazemi,Kazemi, AA.. ModificaciónModificación dede lala BiomecánicaBiomecánica aa travéstravés dede loslos VendajesVendajes FuncionalesFuncionales.. Guadalajara,Guadalajara, 19971997,, 11.. vydvyd.. ISBNISBN
8484--60560376056037--66..
Křen,Křen, JJ..,, Rosenberg,Rosenberg, JJ..,, Janíček,Janíček, PP.. BiomechanikaBiomechanika..
PlzeňPlzeň:: ZápadočeskáZápadočeská Univerzita,Univerzita, 20012001.. 22.. vydvyd.. 380380 ss.. ISBNISBN 8080--70827082--792792--00..
Koniar,Koniar, MM..,, Leško,Leško, MM.. BiomechanikaBiomechanika.. Bratislava,Bratislava, SPN,SPN, 19901990.. 11.. vydvyd.. 310310 ss.. ISBNISBN 8080--0808--0033100331--66
Kovařík,Kovařík, VV..,, Langer,Langer, FF.. BiomechanikaBiomechanika tělesnýchtělesných cvičenícvičení II.. Brno,Brno, PdFPdF MU,MU, 19941994.. 22.. vydvyd.. 7979 ss.. ISBNISBN 8080--210210--08380838--55
Kučera, M., Dylevský, D. (eds.) Pohybový systém a zátěž.Kučera, M., Dylevský, D. (eds.) Pohybový systém a zátěž.
Praha: Grada Publishing, 1997. 252 s. ISBN 80Praha: Grada Publishing, 1997. 252 s. ISBN 80--71697169--258258--1.1.
Nordin, M., Frankel, V, H. Basic Biomechanics of Musculoskeletal System. 3. vyd.Nordin, M., Frankel, V, H. Basic Biomechanics of Musculoskeletal System. 3. vyd.
Oatis, K. Kinesiology. Lippincott Williams and Wilkins, 2004, 1. vyd. ISBN 0Oatis, K. Kinesiology. Lippincott Williams and Wilkins, 2004, 1. vyd. ISBN 0--78177817--19821982--8.8.
Valenta,Valenta, JJ.. BiomechanikaBiomechanika člověkačlověka:: svalověsvalově kosterníkosterní systémsystém.. DílDíl 11,, ((22)).. PrahaPraha:: ČVUT,ČVUT, 19961996 ((19971997)).. 11.. vydvyd.. 177177
((175175)) ss.. ISBNISBN 8080--0101--0145201452--55 ((8080--0101--0156501565--33))..
Valenta,Valenta, JJ..,, Konvičková,Konvičková, SS.. BiomechanikaBiomechanika srdečněsrdečně cévníhocévního systémusystému člověkačlověka.. PrahaPraha:: ČVUT,ČVUT, 19971997.. 11.. vydvyd.. 275275 ss..
ISBNISBN 8080--0101--0160101601--33
Whittle,Whittle, MM..,, WW.. GaitGait analysisanalysis.. Elsevier,Elsevier, 20072007,, 44.. vydvyd.. 232232 ss.. ISBNISBN 00--75067506--8883688836--11..
Použité zdrojePoužité zdroje
http://asbhttp://asb--biomech.org/historybiomech/biomech.org/historybiomech/
http://biomech.ftvs.cuni.cz/pbpk/kompendium/biomechanikahttp://biomech.ftvs.cuni.cz/pbpk/kompendium/biomechanika
http://biomechyp.bizland.comhttp://biomechyp.bizland.com
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=10http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=10
http://www.lib.uiowa.edu/hardin/md/ortho.htmlhttp://www.lib.uiowa.edu/hardin/md/ortho.html
http://www.salford.ac.uk/prosthetic/biomech/book.htmLhttp://www.salford.ac.uk/prosthetic/biomech/book.htmL
http://www.lib.uiowa.edu/hardin/md/ortho.htmlhttp://www.lib.uiowa.edu/hardin/md/ortho.html
http://www.arielweb.com/http://www.arielweb.com/
http://www.blacksci.co.uk/http://www.blacksci.co.uk/
http://isbweb.org/http://isbweb.org/
http://biomech.ftvs.cuni.cz/csb/http://biomech.ftvs.cuni.cz/csb/
http://www.isbweb.org/~byp/http://www.isbweb.org/~byp/
http://www.isbweb.org/standardshttp://www.isbweb.org/standards
http://guardian.curtin.edu.au/cga/teachhttp://guardian.curtin.edu.au/cga/teach--in/inversein/inverse--dynamics.htmldynamics.html
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=11http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=11
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/ball1.htmlhttp://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/ball1.html
http://www.peakperform.com/biomech.htmhttp://www.peakperform.com/biomech.htm
http://www.motionanalysis.com/index.htmlhttp://www.motionanalysis.com/index.html
http://www.arielnet.com/http://www.arielnet.com/
http://www.c3d.orghttp://www.c3d.org
http://www.emgsrus.com/links.htmhttp://www.emgsrus.com/links.htm
http://www.kwon3d.com/theories.htmlhttp://www.kwon3d.com/theories.html
http://muscle.ucsd.edu/index.shtmlhttp://muscle.ucsd.edu/index.shtml
http://www.utc.fr/esb/http://www.utc.fr/esb/
http://www.csuchico.edu/isbs/http://www.csuchico.edu/isbs/
https://www.isekhttps://www.isek--online.org/default.asponline.org/default.asp
ZÁKLADY BIOMECHANIKYZÁKLADY BIOMECHANIKY
HISTORIEHISTORIE
DEFINICE OBORUDEFINICE OBORU
GENEALOGIE BIOMECHANIKYGENEALOGIE BIOMECHANIKY
SOCRATESSOCRATES
(470(470--399 př.n.l.)399 př.n.l.)
starověkéstarověké ŘeckoŘecko
prvníprvní záznamzáznam oo zájmuzájmu lidílidí oo podstatupodstatu
světasvěta veve vztahuvztahu kk možnostemmožnostem
lidskéholidského vnímánívnímání (nemůžeme(nemůžeme
porozumětporozumět světusvětu okolookolo násnás anižaniž
bychombychom porozuměliporozuměli našínaší vlastnívlastní
podstatě)podstatě)
exekuovánexekuován propro bezbožnostbezbožnost aa korupcikorupci
mladýchmladých AthéňanůAthéňanů
PLATONPLATON
(428(428--347 př.n.l.)347 př.n.l.)
PodPod vlivemvlivem exekuceexekuce SokrataSokrata začínázačíná
filozofickéfilozofické bádání,bádání, kterékteré stanovujestanovuje
většinuvětšinu problémůproblémů aa konceptůkonceptů západnízápadní
filozofie,filozofie, psychologie,psychologie, logikylogiky aa
politikypolitiky..
AčkoliAčkoli pozorovánípozorování aa experimentexperiment
považujepovažuje zaza bezcenné,bezcenné, považujepovažuje
matematikumatematiku zaza životníživotní sílusílu vědyvědy aa
dávádává taktak základzáklad zroduzrodu aa rozvojirozvoji
mechanikymechaniky
ARISTOTELESARISTOTELES
(384(384--322 př.n.l.)322 př.n.l.)
odod 1717 letlet studovalstudoval nana PlatónověPlatónově akademiiakademii
talenttalent propro pozorovánípozorování aa fascinacefascinace anatomiíanatomií
aa strukturoustrukturou živýchživých objektůobjektů
považovánpovažován zaza 11.. biomechanikabiomechanika
DeDe MotuMotu AnimaliumAnimalium
živočichovéživočichové jakojako mechanickémechanické soustavysoustavy vv..ss..
fyziologiefyziologie
dedukčnídedukční metodikametodika modernímoderní vědyvědy
(matematika,(matematika, logika)logika)
GALENGALEN
(2. stol. n. l.)(2. stol. n. l.)
lékař římského císaře Marcuselékař římského císaře Marcuse
AureliaAurelia
anatom (anatom (On the Function of theOn the Function of the
Parts)Parts)
biomechanikabiomechanika
LEONARDO DA VINCILEONARDO DA VINCI
((14521452 -- 1519)1519)
zz chudéchudé rodiny,rodiny, převážněpřevážně
,,samovzdělávaný",,samovzdělávaný" získalzískal slávuslávu jakojako
umělec,umělec, aleale živilživil sese jakojako inženýrinženýr
podstatněpodstatně přispělpřispěl mechanicemechanice rozvojemrozvojem
militantníchmilitantních aa civilníchcivilních projektůprojektů (vodní(vodní
lyže,lyže, rogalo)rogalo)
vektorvektor síly,síly, součinitelsoučinitel tření,tření, gravitačnígravitační
zrychlení,zrychlení, NewtonůvNewtonův 33.. zákonzákon
studium anatomie v kontextu mechaniky
analýza svalové síly, studium funkce
kloubů
minimálníminimální vědeckývědecký dopaddopad jehojeho objevůobjevů
ANDREAS VESALIUSANDREAS VESALIUS
(1514(1514--1564)1564)
vlámský lékařvlámský lékař
ukončuje Galenovu hegemoniiukončuje Galenovu hegemonii
On the Structure of the Human BodyOn the Structure of the Human Body
(1543) ilustrovaný text opravuje(1543) ilustrovaný text opravuje
Galénovy omylyGalénovy omyly
MIKOLÁŠ KOPERNÍKMIKOLÁŠ KOPERNÍK
(1473(1473--1543)1543)
koncepcekoncepce heliocentrickéheliocentrické soustavysoustavy
((15141514))
OnOn thethe RevolutionsRevolutions ofof thethe HeavenlyHeavenly
SpheresSpheres
návratnávrat kk matematickémumatematickému zdůvodněnízdůvodnění
(antiteze(antiteze kk selskémuselskému rozumurozumu
Aristotelovu)Aristotelovu)
přímýpřímý dopaddopad nana biomechanikubiomechaniku ­­
snahasnaha oo matematickématematické vysvětlenívysvětlení
GALILEO GALILEIGALILEO GALILEI
(1564(1564--1642)1642)
otecotec biomechanikybiomechaniky
bylbyl vyloučenvyloučen zeze studiastudia medicínymedicíny propro svousvou argumentativnost,argumentativnost,
dáledále sese věnovalvěnoval matematicematematice
mechanickémechanické aspektyaspekty strukturystruktury kostikosti aa základnízákladní principyprincipy
alometriealometrie:: tělesnátělesná hmotahmota živočichůživočichů rosteroste disproporcionálnědisproporcionálně
keke svésvé velikostivelikosti aa jejichjejich kostikosti musímusí růstrůst vv obvoduobvodu rovněžrovněž
disproporcionálně,disproporcionálně, abyaby sese adaptovalyadaptovaly spíšespíše nana zátěžzátěž nežnež nana
pouhoupouhou velikostvelikost
pevnostpevnost vůčivůči ohybuohybu uu tubulárnítubulární strukturystruktury jakojako jeje kostkost jeje
zvýšenázvýšená vv závislostizávislosti nana svésvé hmotnostihmotnosti tím,tím, žeže jeje dutádutá aa žeže
zvyšujezvyšuje svůjsvůj průměrprůměr
mořštímořští živočichovéživočichové mohoumohou býtbýt většívětší nežnež suchozemští,suchozemští,
protožeprotože hydrostatickýhydrostatický vztlakvztlak vodyvody snižujesnižuje tíhutíhu jejichjejich tkánítkání
základyzáklady vědeckýchvědeckých metodmetod:: potřebapotřeba kritickykriticky ověřitověřit faktafakta aa
reprodukovatreprodukovat známéznámé fenoményfenomény experimentálněexperimentálně..
DeterminovatDeterminovat příčinupříčinu aa výsledekvýsledek.. FormulovatFormulovat fyzikálnífyzikální
zákonyzákony matematickymatematicky.. OsvobozeníOsvobození vědeckýchvědeckých závěrůzávěrů odod
smyslovýchsmyslových klamůklamů..
GIOVANNI ALFONSO BORELLIGIOVANNI ALFONSO BORELLI
(1608(1608--1679)1679)
nejdůležitější předek biomechanikynejdůležitější předek biomechaniky
úzký vztah s Galileo Galileiúzký vztah s Galileo Galilei
úzkáúzká spoluprácespolupráce ss MarcelloMarcello MalpighimMalpighim (teoretická(teoretická medicínamedicína
­­ mikroskopie,mikroskopie, zakladatelzakladatel embryologie)embryologie) aa DescartesemDescartesem
mechanickýmechanický přístuppřístup kk porozuměníporozumění funkcímfunkcím lidskéholidského tělatěla
(dedukce(dedukce vsvs.. intuice)intuice)..
DeDe MotuMotu AnimaliumAnimalium,, jakojako prvníprvní pochopil,pochopil, žeže pákypáky
muskuloskeletálníhomuskuloskeletálního systémusystému zvětšujízvětšují rozsahrozsah pohybupohybu spíšespíše
nežnež velikostvelikost sílysíly.. SvalySvaly tedytedy produkujíprodukují sílusílu mnohemmnohem větší,větší, nežnež
jeje velikostvelikost překonanéhopřekonaného odporuodporu.. MechanistickáMechanistická filozofiefilozofie..
KorpuskulárníKorpuskulární podstatapodstata hmotyhmoty..
rozborrozbor silsil udržujícíchudržujících statickoustatickou rovnováhurovnováhu uu různýchrůzných kloubůkloubů
lidskéholidského tělatěla (ještě(ještě předpřed publikacípublikací NewtonovýchNewtonových pohybovýchpohybových
zákonů)zákonů)
determinacedeterminace těžištětěžiště lidskéholidského tělatěla
měřeníměření inspiračníhoinspiračního aa expiračníhoexpiračního objemuobjemu
objevobjev pasivitypasivity výdechuvýdechu aa nezbytnostinezbytnosti svalovésvalové aktivityaktivity připři
nádechunádechu
pohybpohyb planetplanet okolookolo slunceslunce jakojako výsledekvýsledek působenípůsobení
centrifugálníchcentrifugálních aa centripetálníchcentripetálních silsil
výzkumvýzkum JupiterovýchJupiterových měsícůměsíců TheoricaeTheoricae MediceorumMediceorum
PlanetarumPlanetarum exex causiscausis physicisphysicis deductaedeductae (Florencie,(Florencie, 16661666))
ROBERT HOOKROBERT HOOK
(1635(1635--1703)1703)
relativnírelativní deformacedeformace tělestěles jeje úměrnáúměrná působícímupůsobícímu
napětínapětí (Hookův(Hookův zákon)zákon)
MikroskopieMikroskopie -- objevobjev buňkybuňky vv kůřekůře korkovníkukorkovníku
(dává(dává jimjim názevnázev cell)cell)
rr.. 16721672 sese pokusilpokusil dokázat,dokázat, žeže dráhadráha ZeměZemě kolemkolem
SlunceSlunce jeje elipsaelipsa
rr.. 16781678 objevil,objevil, žeže gravitačnígravitační sílasíla ubýváubývá ss
kvadrátemkvadrátem vzdálenostivzdálenosti aa zaslalzaslal NewtonoviNewtonovi dopisdopis
seznamujícíseznamující jejjej ss toutotouto myšlenkoumyšlenkou
HOOKŮV ZÁKON:HOOKŮV ZÁKON:
Když na těleso začneme působit silou, prodlouží se zKdyž na těleso začneme působit silou, prodlouží se z původnípůvodní
délky l o délkudélky l o délku ll na délkuna délku ll11
ll11 = l += l + ll
ll ­­ prodlouženíprodloužení  závisí na počáteční délce tělesa.závisí na počáteční délce tělesa.
­­ relativní prodlouženírelativní prodloužení ­­ (tj. prodloužení tělesa o původní(tj. prodloužení tělesa o původní
délce 1 m)délce 1 m)
En
EE jeje modul pružnostimodul pružnosti ­­ je to normálové napětí, které byje to normálové napětí, které by
vv předmětu bylo, když by se prodloužilo o svoji délku.předmětu bylo, když by se prodloužilo o svoji délku.
Normálové napětí je přímo úměrné relativnímu prodloužení.Normálové napětí je přímo úměrné relativnímu prodloužení.
1l
l
KARL CULMANNKARL CULMANN
(železniční inženýr)(železniční inženýr)
++
HERMANN VONHERMANN VON
MEYERMEYER
(anatom)(anatom)
ETIENE JULES MAREYETIENE JULES MAREY
(1830(1830--1904)1904)
kinematická analýza pohybukinematická analýza pohybu
BENNO NIGGBENNO NIGG
(1938)(1938)
moderní analýzy pohybumoderní analýzy pohybu
EADWEARD J. MUYBRIDGEEADWEARD J. MUYBRIDGE
(1830(1830--1904)1904)
ARCHIBALD VIVIAN HILLARCHIBALD VIVIAN HILL
(1886(1886--1977)1977)
formulaceformulace empirickéhoempirického vztahuvztahu kontrakčníkontrakční
sílysíly aa rychlostirychlosti kontrakcekontrakce kosterníhokosterního
svalusvalu
N. A. BERNSTEIN (*1896 1966)N. A. BERNSTEIN (*1896 1966)
ergonomické a sportovní aplikaceergonomické a sportovní aplikace
BIOMECHANIKABIOMECHANIKA
TransdisciplinárníTransdisciplinární oborobor zabývajícízabývající sese mechanickoumechanickou
strukturou,strukturou, mechanickýmmechanickým chovánímchováním aa
mechanickýmimechanickými vlastnostmivlastnostmi živýchživých organismůorganismů aa
jejichjejich částí,částí, aa mechanickýmimechanickými interakcemiinterakcemi mezimezi
niminimi aa vnějšímvnějším okolímokolím
TransdisciplinárnostTransdisciplinárnost spočíváspočívá vv integraciintegraci
metodickýchmetodických aa poznatkovýchpoznatkových prostředkůprostředků zz
klasickýchklasických oborůoborů (morfologie,(morfologie, fyziologie,fyziologie,
matematika,matematika, fyzika,fyzika, aa biofyzika,biofyzika, kybernetika,kybernetika,
technickátechnická mechanika,mechanika, naukanauka oo materiálechmateriálech atdatd..))
aa vv šířišíři aplikačníchaplikačních směrůsměrů (klinické(klinické lékařskélékařské
obory,obory, technickétechnické obory,obory, společenskéspolečenské obory,obory,
přírodnípřírodní vědy,vědy, zemědělskézemědělské obory,obory, ekologieekologie atdatd..))
BIOMECHANIKA ČLOVĚKABIOMECHANIKA ČLOVĚKA
studujestuduje strukturustrukturu ,, vlastnostivlastnosti chováníchování
člověkačlověka aa jehojeho biomechanickébiomechanické
interakceinterakce nana různérůzné rozlišovacírozlišovací úrovniúrovni
MIKROBIOMECHANIKAMIKROBIOMECHANIKA
oborobor biomechaniky,biomechaniky, propro kterýkterý jeje
charakteristickýcharakteristický mikroskopickýmikroskopický (,,celulární(,,celulární¨¨aa
subcelulární")subcelulární") přístuppřístup keke struktuřestruktuře aa chováníchování
sledovanéhosledovaného objektu,objektu, kdykdy rozlišovacírozlišovací úroveňúroveň
rozeznávározeznává jednotlivéjednotlivé buňky,buňky, buněčnébuněčné
komplexy,komplexy, mezibuněčnémezibuněčné komponentykomponenty aa
jejichjejich vzájemnouvzájemnou komunikacikomunikaci (např(např..
mechanickámechanická interakceinterakce mezimezi aktinemaktinem aa
myosinemmyosinem vv průběhuprůběhu svalovésvalové kontrakce)kontrakce)..
MAKROBIOMECHANIKAMAKROBIOMECHANIKA
oborobor biomechaniky,biomechaniky, propro kterýkterý jeje
charakteristickýcharakteristický makroskopickýmakroskopický
(,,agregátový")(,,agregátový") přístuppřístup keke struktuřestruktuře aa
chováníchování organismu,organismu, kdykdy rozlišovacírozlišovací úroveňúroveň
rozeznávározeznává orgány,orgány, orgánovéorgánové strukturystruktury aa
anatomickyanatomicky ohraničenéohraničené tkáňovétkáňové
komponentykomponenty aa jejichjejich vzájemnouvzájemnou
mechanickoumechanickou interakciinterakci (např(např.. pohybpohyb vv
loketnímloketním kloubukloubu aa jehojeho zajištěnízajištění kooperujícíkooperující
svalovousvalovou skupinou)skupinou)..
APLIKOVANÁ BIOMECHANIKAAPLIKOVANÁ BIOMECHANIKA
zaměřenízaměření nana určitouurčitou aplikačníaplikační sférusféru
lidskélidské činnostičinnosti::
biomechanikabiomechanika prácepráce
biomechanikabiomechanika lékařskálékařská
biomechanikabiomechanika ortopedickáortopedická
biomechanikabiomechanika sportovnísportovní atdatd..
ODBORNÉ SPOLEČNOSTIODBORNÉ SPOLEČNOSTI
ISBISB
International Society of BiomechanicsInternational Society of Biomechanics
ESBESB
European Society of BiomechanicsEuropean Society of Biomechanics
ISBSISBS
International Society of Biomechanics of SportInternational Society of Biomechanics of Sport
ISEKISEK
International Society of ElectromyographicalInternational Society of Electromyographical
KinesiologyKinesiology
ČSBČSB
Česká Společnost pro BiomechanikuČeská Společnost pro Biomechaniku