Mechanika | úvodní stránka | ||||||||||||
Vnitřní a jiné síly | Statické síly |
Dynamické síly | Pohyb | Energie a hybnost | |||||||||
Elastické síly a sval | Tíhová síla | Odporové a třecí síly | Chůze a běh | Energie | |||||||||
Povrchové napětí a kapilarita | Tlaková a vztlaková síla | Proudění | Létání a plachtění | Výkon | |||||||||
Transportní jevy | Páka | Setrvačná síla | Plavání | Zákony zachování | |||||||||
Vnitřní (elastické) síly vznikají účinkem vnějších sil (povrchových nebo objemových). Ty mohou působit proti elektrostatickým a gravitačním silám působícím mezi atomy tělesa. Závislost síly na vzdálenosti dvou atomů ukazuje vedlejší graf. Přitažlivé síly jsou největší v nejnižším bodě křivky. Při rostoucí vzdálenosti atomů se tato síla snižuje a limituje k nule. Při klesající vzdálenosti se přitažlivá síla rychle snižuje, dosahuje nuly (tato vzdálenost se někdy uvažuje jako poloměr atomu) a přechází rychle v sílu odpudivou. Intenzitu vnitřních sil na průřezu tělesa udává napětí, které můžeme rozložit na složku kolmou k průřezu tělesa - normálové napětí σ: a složku tečnou k průřezu tělesa - smykové napětí: |
|||||||||||||
Normálové resp. smykové napětí závisí na poměrném prodloužení objektu: Smykové napětí závisí na zkosu (zkos znamená změnu o úhel γ oproti původnímu pravému úhlu):
kde E je modul pružnosti v tahu a G je modul pružnosti ve smyku. |
|||||||||||||
Proč mají hlísti spirální strukturu tělních vláken? Hlísti užívají tahovou sílu svých svalů k pohybu. Nemajíce kostí, používají nestlačitelnost tělních tekutin jako oporný element, pomocí kterého přenášejí sílu při tlaku. Struktura svalů byla pozorována na laboratorním organizmu háďátku obecném Caenorhabditis elegans. Jedná se o 1 mm dlouhého hlísta. Používá dvou sad spirálních svalů k pohybu dopředu, kroucení a otáčení. Kontrakce jednoduchých svalů v osovém směru umožňuje zvětšit průměr těla, ale nemůže sama o sobě posunout tělo dopředu. Svaly v radiálním směru mohou zvětšit délku a prodloužit tak tělo na obou koncích. Nicméně i tak sami o sobě neumožní pohyb. Spirálně uspořádané svaly mohou dosáhnout obojího a vyvinout výsledný pohyb. Kontrakce radiálních i axiálních svalů změní objem až na určitý úhel, který určíme následovně: můžeme určit změnu objemu, pokud úhel je proměnná derivací výrazu podle úhlu.
Hodnota úhlu je pak φ =55°. Pro větší úhly při svalové kontrakci objem klesá. Pozorovaná hodnosta úhlu svalových vláken je mezi 65° a 75°. Z toho vyplývá, že vnitřní tlak se zvyšuje po svalové kontrakci, a tělesná vlákna jsou napjatá. Tyto dva efekty umožňují obnovit silnou reakci, která pomáhá organizmům dostat se zpět do relaxovaného stavu. |
1 | ||||||||||||
2 | |||||||||||||
Síla produkovaná jednotlivý svalem má hodnotu: Zdroje obrázků: |