F7PBNMPB1 - Mechanika pro bioinženýry I.

Mechanika je základem pro pochopení pohybu a rovnováhy těles v přírodě a technice. Tento předmět poskytuje ucelený přehled o základních principech statiky, kinematiky a dynamiky. V rámci předmětu se studenti naučí analyzovat a řešit statické i dynamické úlohy, pochopí zákony pohybu a síly a získají praktické dovednosti pro řešení inženýrských problémů. Předmět se zabývá rovnováhou těles, pohybem hmotných bodů a tuhých těles, silami, momenty sil, pracemi, energiemi a dalšími důležitými pojmy.

Podmínky zápočtu: Aktivní účast na cvičeních, Odevzdání domácích úkolů (min. 50% bodů ze všech úkolů), zápočtový text (min. 50% bodů)

Podmínky zkoušky: Písemná zkouška obsahující příklady z mechaniky (min. 50% bodů), Hodnocení zkoušky bude provedeno na základě správnosti a úplnosti řešení jednotlivých úloh. Bude zohledněna nejen znalost teoretických základů, ale také schopnost aplikovat tyto znalosti na řešení konkrétních problémů. Ústní zkouška z témat probraných na přednáškách.

1. Úvod do mechaniky a biomechaniky

2. Síly a momenty v biologických systémech

3. Rovnováha sil a momentů v lidském těle

4. Rovnováha soustavy těles

5. Těžiště, moment setrvačnosti, deviační momenty v lidském těle

6. Kinematika hmotného bodu

7. Kinematika tuhého tělesa

8. Dynamika hmotného bodu

9. Dynamika soustavy hmotných bodů

10.Dynamika tělesa

11.Dynamika soustavy těles

12.Kmitání

13.Práce a energie v mechanice

14.Souhrn a opakování

1. Vektorové operace a rozklad sil v biomechanických úlohách

2. Síly a momenty sil, výslednice, výsledný moment v lidském těle

3. Rovnováha tělesa v biomechanických aplikacích

4. Rovnováha soustavy těles (lidské tělo jako soustava segmentů)

5. Těžiště tělesa a soustavy těles, moment setrvačnosti, deviační momenty v lidském těle

6. Kinematika hmotného bodu přímočarý, křivočarý pohyb

7. Kinematika tuhého tělesa rotační pohyb, obecný pohyb tělesa

8. Dynamika hmotného bodu

9. Dynamika soustavy hmotných bodů

10.Dynamika tuhého tělesa

11.Dynamika soustavy těles

12.Kmitání

13.Práce a energie v mechanice, zákon zachování

14.Souhrnné cvičení

Studenti získají hlubší porozumění základním principům mechaniky, naučí se analyzovat a řešit statické a dynamické úlohy, získají praktické dovednosti pro řešení inženýrských problémů. Předmět umožní aplikovat získané znalosti v dalších technických oborech. Předmět bude mít přesah do biomechaniky a aplikace těchto témat na živé organismy.

Povinná literatura:

[1] BAJER, Jiří. Mechanika 1-3. Olomouc, 2015.

[2] ARMSTRONG, Christopher (ed.). Biomechanics. SAE International, 2018. ProQuest Ebook Central, https://ebookcentral.proquest.com/lib/cvut/detail.action?docID=28983872.

Doporučená literatura:

[1] ŠTOLL, Ivan. Mechanika. 3. vyd. Praha: České vysoké učení technické, 2010. ISBN 978-80-01-04554-1.

• Bakalářský studijní program Biomedicínské nanotechnologie (povinný předmět)