Механические свойства твердых тел

Август 2, 2022

Главная
Физика
Механические свойства твердых тел

Содержание

2. Виды деформации: растяжение (сжатие) сдвиг кручение
4. Физическая величина, равная модулю разности конечной и начальной длины деформированного тела, называется абсолютной деформацией: ΔL =
5. Упругие деформации подчиняются закону Гука Роберт Гук (1635 — 1703) — английский физик, член Лондонского королевского
6. Закон Гука для деформации растяжение - сжатие коэффициент пропорциональности Е, входящем в закон Гука, называется модулем
7. Диаграмма растяжения ОАВ – область упругих деформаций т.В – предел упругости ВС – область пластических деформаций
8. Механические свойства биологических тканей. процессы биологической подвижности: сокращение мышц животных, рост клеток, движение хромосом в клетках
9. ткани человека подразделяют по плотности и типу пространственной структуры на твердые (кость, эмаль и дентин зубов);
10. Модуль упругости (модуль Юнга) некоторых материалов
11. Механические свойства тканей животных и человека обусловлены в значительной степени следующими биополимерами: коллагеном; эластином; гликозаминогликанами; гликопротеинами;
12. Коллагеновые волокна могут растягиваться на 10—20%; Эластиновые волокна могут растягиваться до 200%; В разных тканях преобладают
13. в пластинчатой костной ткани, из которой построено большинство плоских и трубчатых костей скелета, коллагеновые волокна имеют
14. В сухожилиях коллаген образует плотные параллельные волокна, которые дают возможность этим структурам выдерживать большие механические нагрузки;
15. в роговице глаза коллаген участвует в образовании гексогональных решёток десцементовых мембран, что обеспечивает прозрачность роговицы, а
16. Эластические волокна имеют модуль Юнга от 105 до 107 Па и способны растягиваться более чем в
17. Основное вещество соединительной ткани образовано гликопротеинами и гликозаминогликанами. Оно имеет очень невысокий модуль Юнга, относится к
18. Костная ткань 2/3 массы компактной костной ткани составляет неорганический материал - гидроксилапатит ЗСа3(РО4)2 • Са(ОН)2, в
19. У человека 50% всего коллагена содержится в костях, где он составляет 90% органического матрикса. Вторая половина
20. Бедренная кость в вертикальном положении выдерживает нагрузку до 1,5т, а большая берцовая до 1,8т. (это в
21. При различных способах деформирования (нагружения) кость ведет себя по-разному. Прочность на сжатие выше, чем на растяжение
22. Механическая деформация костей, сопровождающаяся пьезоэлектрическим эффектом При изгибе образца кости в виде пластинки возникает разность электрических
23. Кожа состоит из волокон коллагена и эластина (так же как и коллаген, волокнистый белок) и основной
25. Скачать презентацию

Слайд 2

Виды деформации:
растяжение (сжатие)
сдвиг
кручение

Слайд 3

Слайд 4

Физическая величина, равная модулю разности конечной и начальной длины деформированного тела,

называется абсолютной деформацией:
ΔL = ⎢L – L0 ⎢

Физическая величина, равная отношению абсолютной деформации тела к его начальной длине, называют относительной деформацией:

при растяжении ε > 0, при сжатии ε < 0

Слайд 5

Упругие деформации подчиняются закону Гука
Роберт Гук (1635 — 1703) —

английский физик, член Лондонского королевского общества, его работы посвящены теплоте, упругости, оптике, небесной механике.
Гук усовершенствовал микроскоп, что привело его к открытию клеточного строения организма.

Слайд 6

Закон Гука для деформации растяжение - сжатие
коэффициент пропорциональности Е, входящем в

закон Гука, называется модулем упругости или модулем Юнга.
Е=1[Па]

σ механическое напряжение

Слайд 7

Диаграмма растяжения
ОАВ – область упругих деформаций
т.В – предел упругости
ВС –

область пластических деформаций
т.С – предел пластичности
СД – область текучести
ДЕ – с увеличением нагрузки удлинение быстро начинает возрастать
т.Е – предел прочности
ЕК - разрушение образца

Слайд 8

Механические свойства биологических тканей.
процессы биологической подвижности: сокращение мышц животных, рост клеток,

движение хромосом в клетках при их делении и др., называют активными механическими свойствами биологических систем
рассматриваются в курсе биохимии

пассивные механические свойства биологических тел
рассматриваются в курсе биофизики

Слайд 9

ткани человека подразделяют по плотности и типу пространственной структуры на
твердые

(кость, эмаль и дентин зубов);
мягкие (мышцы, эпителий, эндотелий, соединительная ткань, паренхима);
жидкие (кровь, лимфа, ликвор, слюна, сперма).

Слайд 10

Модуль упругости (модуль Юнга) некоторых материалов

Слайд 11

Механические свойства тканей животных и
человека обусловлены в значительной степени
следующими биополимерами:

коллагеном;
эластином;
гликозаминогликанами;
гликопротеинами;
растворимыми протеинами.
Во внеклеточной среде коллаген и эластин образуют волокна, а остальные биополимеры — основное вещество соединительной ткани.

Слайд 12

Коллагеновые волокна могут растягиваться на 10—20%;
Эластиновые волокна могут растягиваться до 200%;
В

разных тканях преобладают разные типы коллагена, а это, в свою очередь, определяется той ролью, которую коллаген играет в конкретном органе или ткани.

Слайд 13

в пластинчатой костной ткани, из которой построено большинство плоских и трубчатых

костей скелета, коллагеновые волокна имеют строго ориентированное направление: продольное — в центральной части пластинок, поперечное и под углом — в перифирической.

Поперечно ориентированные коллагеновые волокна могут вплетаться в промежуточные слои между костными пластинками, благодаря чему достигается прочность костной ткани.

Слайд 14

В сухожилиях коллаген образует плотные параллельные волокна, которые дают возможность этим

структурам выдерживать большие механические нагрузки;
В хрящевом матриксе коллаген образует фибриллярную сеть, которая придает хрящу прочность;

Слайд 15

в роговице глаза коллаген участвует в образовании гексогональных решёток десцементовых мембран,

что обеспечивает прозрачность роговицы, а также участие этих структур в преломлении световых лучей;
В дерме фибриллы коллагена ориентированы таким образом, что формируют сеть, особенно хорошо развитую в участках кожи, которые испытывают сильное давление (кожа подошв, локтей, ладоней), а в заживающей ране они агрегированы весьма хаотично.

Слайд 16

Эластические волокна имеют модуль Юнга от 105 до 107 Па и

способны растягиваться более чем в 2 раза, т. е. на 200%
. В шее копытных млекопитающих выйная связка образована главным образом эластином (он составляет почти 100% сухой массы). Благодаря этому животное может низко (до земли) опускать голову и довольно экономно расходовать мышечные усилия на поддержание головы в поднятом положении.

Слайд 17

Основное вещество соединительной ткани образовано гликопротеинами и гликозаминогликанами.
Оно имеет очень

невысокий модуль Юнга, относится к вязким средам и выполняет три биомеханические функции:
перераспределение нагрузки между волокнами;
эффективную изоляцию отдельных волокон, что предотвращает распространение разрывов при их локальном возникновении;
уменьшение трения при распрямлении коллагеновых волокон.

Слайд 18

Костная ткань
2/3 массы компактной костной ткани составляет неорганический материал -

гидроксилапатит ЗСа3(РО4)2 • Са(ОН)2, в форме микроскопических кристалликов
в остальном кость состоит из органического материала, главным образом коллагена (высокомолекулярное соединение, волокнистый белок, обладающий высокой эластичностью)

Слайд 19

У человека 50% всего коллагена содержится в костях, где он составляет

90% органического матрикса.
Вторая половина сосредоточена в соединительной ткани, хряще, стенках сосудов, базальных мембранах многомембранных систем и т. д

Слайд 20

Бедренная кость в вертикальном положении выдерживает нагрузку до 1,5т, а большая

берцовая до 1,8т. (это в 20 – 30 раз больше веса нормального человека)

плотность костной ткани 2400 кг/м3

модуль Юнга около 10 ГПа, предел прочности 100 МПа.
совпадает с данными для капрона, армированного стеклом

Слайд 21

При различных способах деформирования (нагружения) кость ведет себя по-разному.
Прочность на

сжатие выше, чем на растяжение или изгиб.
Так, бедренная кость в продольном направлении выдерживает нагрузку 45 000 Н,
а при изгибе - 2500 Н.

Слайд 22

Механическая деформация костей, сопровождающаяся пьезоэлектрическим эффектом
При изгибе образца кости в виде

пластинки возникает разность электрических потенциалов со знаком «плюс» на выпуклой стороне.
Эта разность потенциалов в интервале упругих деформаций пропорциональна величине механического напряжения.

Слайд 23

Кожа
состоит из волокон коллагена и эластина (так же как и коллаген,

волокнистый белок) и основной ткани — матрицы

коллаген составляет около 75% сухой массы,
а эластин — около 4%

кожа является вязкоупругим материалом с высокоэластическими свойствами

Механические свойства твердых тел

Содержание

Виды деформации: растяжение (сжатие) сдвиг кручение

Физическая величина, равная модулю разности конечной и начальной длины деформированного тела,

Упругие деформации подчиняются закону Гука Роберт Гук (1635 — 1703) —

Закон Гука для деформации растяжение - сжатиекоэффициент пропорциональности Е, входящем в

Диаграмма растяженияОАВ – область упругих деформацийт.В – предел упругости ВС –

Механические свойства биологических тканей.процессы биологической подвижности: сокращение мышц животных, рост клеток,

ткани человека подразделяют по плотности и типу пространственной структуры на твердые