Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела (Нейматов, Сабинин) - страница 172

S = F/A,

где S — стресс (напряжение); F — действующая сила; A — площадь приложения этой силы, т. е. напряжение равно силе, действующей на единицу площади объекта.

В твердых или полутвердых материалах напряжение может сопровождаться изменением формы, длины или ширины структуры или материала, которое называется деформацией. Тип напряжения и деформации, которые развиваются в структурах человека, как мы уже говорили, зависит от характера материала, типа нагрузки, точки приложения нагрузки, направления и величины нагрузки, а также ее скорости и продолжительности. Если структура далее не может выдерживать такую нагрузку, то говорят о ее повреждении. Предельное напряжение — это напряжение в точке повреждения материала; предельная деформация — это деформация в точке повреждения. Если две внешних силы равны по величине и действуют по одной линии, но в разных направлениях, они представляют собой нагрузку разрыва или растяжения, создают напряжение растяжения (разрыва) и деформацию растяжения в структуре или материале (рис. 15.3,а).

Рис. 15.3.Деформации растяжения (увеличении длины) (а) и сжатия (уменьшение длины) (b) стержня

Напряжение растяжения = сила растяжения/площадь поперечного сечения(перпендикулярна направлению действующей силы).

Когда действует нагрузка растяжения, можно говорить о напряжении, как об интенсивности силы, и о деформации, как о количестве удлинения и сужения структуры. Деформация определяется при сравнении исходных размеров (L_>0) предмета и их изменением под воздействием силы (рис. 15.3,а). Удлинение структуры, вызванное нагрузкой растяжения, сопровождается пропорциональным утончением материала (боковая деформация). Максимальное (нормальное или основное) напряжение растяжения действует в плоскости, перпендикулярной приложенной силе.

Если две внешних силы равны и действуют по одной линии навстречу друг другу, с противоположных концов структуры, в структуре развивается напряжение сжатия (рис. 15.3,b).

Напряжение сжатия = сила сжатия/площадь поперечного сечения(перпендикулярна направлению силы).

Если действует нагрузка сжатия, напряжение можно рассматривать как меру интенсивности силы, а деформацию — как количество укорочения и расширения, происходящего в структуре. Максимальное компрессионное напряжение наблюдается в плоскости, перпендикулярной нагрузке. Укорочение структуры сопровождается пропорциональным количеством расширения (боковая деформация).

Деформация сжатия = уменьшение длины (AL)/исходная длина (L).

При возникновении моментов сгибания в такой структуре, как длинная кость, в ней создаются и напряжения, и деформации, как сжатия, так и растяжения. Напряжение и деформация растяжения развиваются на выпуклой стороне, а напряжение и деформация сжатия — на вогнутой стороне продольной оси кости (рис. 15.4).