Living Matter Mechanics. Глава 14. Седьмой закон линейной биомеханики — закон образования инерционного коридора Правила пользования сайтом Содержание Глава 1. Введение в механику живого Глава 2. Три принципа механики живого Глава 3. Первый принцип механики живого — принцип восточных единоборств Глава 4. Второй принцип механики живого — принцип самоорганизации силовых воздействий Глава 5. Третий принцип механики живого — принцип оптимизации результирующих показателей движения Глава 6. Четыре закона самоорганизации силовых воздействий двигательных элементов живого организма Глава 7. Первый закон линейной биомеханики — закон построения зон в квадрате [1,1] плоскости переменных g, d Глава 8. Второй закон линейной биомеханики — закон генерации цепочки интервалов непрерывности Глава 9. Третий закон линейной биомеханики — закон формирования управляющих матриц/функций Глава 10. Четвертый закон линейной биомеханики — закон определения результирующего силового воздействия Глава 11. Три закона оптимизации результирующих показателей движения живого организма Глава 12. Пятый закон линейной биомеханики — закон метахрональной оптимизации результирующих показателей движения Глава 13. Шестой закон линейной биомеханики — закон двухпараметрической оптимизации результирующих показателей движения Глава 14. Седьмой закон линейной биомеханики — закон образования инерционного коридора Глоссарий


Добавить в избранное | Контакты

Глава 14. Седьмой закон линейной биомеханики — закон образования инерционного коридора

Графика Дискретный Непрерывный Сравнение

Знание законов заключается не в том,
чтобы понимать их слова, а в том,
чтобы постичь их смысл.
Цицерон

Итоговой проблемой процесса оптимизации является изучение роли массы в движении живых организмов. Как отмечалось в первом принципе механики живого (глава 2), роль силы трения в механике живого весьма разнообразна: она может выступать в качестве сил тяги, торможения и лобового сопротивления.

Сила сопротивления живого организма, состоящая из силы лобового сопротивления его тела и сил лобового сопротивления его двигательных элементов (движителя) в фазах опоры и переноса, пропорциональна в линейном приближении мгновенной скорости движения живого организма. Поэтому, при массе тела живого организма стремящейся к нулю, результирующие показатели его движения стремятся к конечным значениям, т. к. силы сопротивления, при определённом значении мгновенной скорости, уравновешивают силы тяги и торможения неподвижного живого организма, в каждой точке квадрата [1,1] плоскости переменных g, d. Ясно, что при массе тела стремящейся к нулю движение живых организмов является наиболее управляемым, а выход на стационарный режим, рассматриваемый нами, происходит практически мгновенно.

Противоположная ситуация наблюдается при массе тела стремящаяся к бесконечности. В этом случае средняя скорость и эффективность за достаточно большое количество циклов выходят на конечные стационарные значения. Существование нижнего и верхнего пределов результирующих показателей движения по массе тела позволяет охватить все возможные случаи влияния инерции на движение живого организма, введя понятие инерционного коридора. Инерционный коридор определяется пределами значений результирующих показателей движения живого организма, при массе тела стремящейся к нулю (чисто силовое воздействие) и — бесконечности.

У живых организмов чисто силовое воздействие, определяемое характерными размерами движителя, должно быть много больше инерционной составляющей воздействия, определяемой объёмом тела. Поэтому, толщина тела живого организма должна быть много меньше характерной ширины его движителя, по крайней мере, в воде и в воздухе. Именно поэтому, размах крыльев птицы — много больше толщины её тела. Аналогично, ширина тела и хвоста рыбы (хотя и в меньшей степени, чем у птицы) — много больше их толщины. При движении по суше характерные размеры движителей живых организмов становятся сравнимы с толщиной его тела, из-за относительно большей величины сухого трения по сравнению с жидким, и тем более аэродинамическим трением.

Несмотря на то, что большая часть инерционного коридора не используется в живой природе, весь инерционный коридор даёт представление о возможных пределах (по массе тела) изменения результирующих показателей движения живых организмов. Сопоставление между собой чисто силовой и инерционной составляющих движения живого организма, а также разнонаправленность инерционных коридоров для средней скорости движения и его эффективности позволяют рассматривать оптимизацию результирующих показателей движения по массе живого организма.

После сделанных выше комментариев сформулируем седьмой закон линейной биомеханики.

Седьмой закон линейной биомеханики — закон образования инерционного коридора.

Результирующие показатели движения живого организма, такие как средняя скорость и эффективность находятся в инерционном коридоре по массе его тела в каждой точке квадрата [1,1] плоскости переменных g, d.

Верхняя граница инерционного коридора для средней скорости движения определяется пределом при стремлении массы тела к бесконечности, нижняя граница — при стремлении массы тела к нулю. Верхняя граница инерционного коридора для эффективности движения определяется пределом при стремлении массы тела к нулю, нижняя граница — при стремлении массы тела к бесконечности. Результирующие показатели движения, для любой массы тела живого организма, лежат внутри соответствующего инерционного коридора.

Для просмотра инерционных коридоров средней скорости и эффективности движения для различного числа N двигательных элементов в дискретном случае и номера гармоники n в непрерывном случае перейдите по ссылке.

Седьмой закон линейной биомеханики позволяет оптимизировать результирующие показатели движения живого организма по массе его тела. к предыдущей главе

Copyright © 2007 | livingmechanics.com

Авторские права | Написать письмо 

rss