Мертві не вчать. Майбутні лікарі вивчають тіло людини лише за муляжами. Анатомія людини: будова внутрішніх органів Модель людського тіла для лікарів, як називається

Андреас Везалій здійснив анатомічну революцію, не лише створивши дивовижні посібники, а й виховавши талановитих учнів, які продовжували проривні дослідження. У цьому пості ми дійдемо до анатомічних ілюстрацій епохи бароко і приголомшливого атласу голандського анатома Говарда Бідлоо, а також покажемо ілюстрації з першого російського анатомічного атласу, які нам дісталися завдяки люб'язності співробітників медичної бібліотеки Нью-Йорка.

XVII століття: від кіл кровообігу до лікарів Петра Великого

Університет Падуї в XVII столітті зберіг спадкоємність, залишившись чимось подібним до сучасного MIT, але для анатомів раннього Нового часу.
Історія анатомії та анатомічної ілюстрації XVII століття починається з Ієроніма Фабриціуса (Hieronymus Fabricius). Він був учнем Фаллопія і після закінчення університету також став дослідником та викладачем. Серед його досягнень опис тонкої будови органів травного тракту, гортані та головного мозку. Він уперше запропонував прообраз розподілу кори великих півкуль на частки, виділивши центральну борозну. Також цей учений відкрив клапани у венах, що перешкоджають зворотному току крові. Крім цього Фабриціус виявився непоганим популяризатором – він першим розпочав практику анатомічних театрів.
Фабриціус багато працював з тваринами, що дало йому можливість зробити внесок у зоологію (він описав фабрицієву сумку, ключовий орган імунної системи птахів) та ембріологію (він описував стадії розвитку пташиних яєць і дав назву яєчникам – ovarium).
Фабриціус, як і багато анатомів, працював над атласом. При цьому його підхід був справді ґрунтовним. По-перше, він включив у атлас ілюстрації як анатомії людини, а й тварин. До того ж, Фабриціус вирішив, що роботи мають бути виконані у кольорі та масштабі 1:1. Атлас, створений під його керівництвом, включав близько 300 ілюстрованих таблиць, проте після смерті вченого вони на якийсь час були втрачені, а повторно виявлені лише в 1909 році в державній бібліотеці Венеції. На той момент залишилися цілі 169 таблиць.

Ілюстрації таблиці Фабриціуса (). Роботи відповідають образотворчому рівню, який могли продемонструвати художники того часу.

Фабриціус, як і його попередники, зумів продовжити та розвинути італійську анатомічну школу. Серед його учнів та колег був Джуліо Кассери (Giulio Cesare Casseri). Цей вчений і професор того ж університету Падуї народився в 1552 році, а помер у 1616 році. Останні роки життя він присвятив роботі над атласом, який називався так само, як і багато інших атласів того часу, “Tabulae Anatomicae”. Йому допомагали художник Одоардо Фалетті (Odoardo Fialetti) та гравер Франческо Валезіо. Однак саму роботу було опубліковано вже після смерті анатома, в 1627 році.

Ілюстрації з таблиць Касеріо ().

Фабриціус і Кассери увійшли в історію анатомічного знання ще й тим, що обидва були вчителями Вільяма Харві (William Harvey - у нас його прізвище більш відоме в транскрипції Гарві), який перевів вивчення будови людського тіла ще на рівень вище. Харві народився в Англії в 1578, але після навчання в Кембриджі відправився в Падую. Він не був медичним ілюстратором, зате загострив увагу на тому, що кожен орган людського тіла важливий насамперед не тим, як він виглядає або де розташований, а тим, яку функцію він виконує. Завдяки своєму функціональному підходу до анатомії, Харві зміг описати кола кровообігу. До нього вважалося, що кров утворюється в серці та з кожним скороченням серцевого м'яза доставляється до всіх органів. Нікому не спадало на думку, що якби воно було насправді так, щогодини в організмі мало б утворюватися близько 250 літрів крові.

Видатним анатомічним ілюстратором першої половини сімнадцятого століття був П'єтро да Кортона (Pietro da Cortona, також відомий як П'єтро Берреттіні).
Та Кортон не був анатомом. Більше того, він відомий як один із ключових художників та архітекторів епохи бароко. І треба сказати, що його анатомічні ілюстрації були настільки вражаючими, як мальовничі роботи:

Анатомічні ілюстрації Барреттіні ().

Фреска "Тріумф божественного провидіння", над якою Барреттіні працював з 1633 по 1639 ().

Анатомічні ілюстрації Барреттіні були зроблені імовірно в 1618, в ранній період творчості майстра, на основі розтинів, що проводилися в Госпіталі Святого Духа в Римі. Як і в інших випадках, за ними були зроблені гравюри, які не були надруковані до 1741 року. У роботах Барреттіні цікаві композиційні рішення та зображення препарованих тіл у живих позах на тлі будівель та пейзажів.

До речі, на той час митці зверталися до теми анатомії не лише для зображення внутрішніх органів людини, а й для демонстрації самого процесу розтину та роботи анатомічних театрів. Варто згадати знамениту картину Рембрандта "Урок анатомії доктора Тульпа":

Картина "Урок анатомії доктора Тульпа", написана в 1632 році.

Втім, цей сюжет був популярним:

Anatomy Lesson of Dr. Willem van der Meer Більш рання картина, що демонструє навчальне розтин - Урок анатомії доктора Вільяма ван дер Меєра, написана Міхілем ван Міревельтом в 1617 році.

Друга половина XVII століття історія медичної ілюстрації примітна завдяки праці Говарда Бидлоо (Govard Bidloo). Він народився 1649 року в Амстердамі і вивчився на лікаря та анатома в університеті міста Франекер у Голландії, після чого вирушив викладати техніку анатомування до Гааги. Книга Бідлоо "Анатомія людського тіла в 105 таблицях, зображених з натури" стала одним з найвідоміших анатомічних атласів XVII-XVIII століть і відрізнялася детальністю та акуратністю ілюстрацій. Вона вийшла в 1685 році, і пізніше була перекладена російською мовою за розпорядженням Петра I, який вирішив розвивати медичну освіту в Росії. Особистим лікарем Петра став племінник Бідлоо Ніколаас (Микола Ламбертович), який у 1707 році заснував першу в Росії госпітальну медико-хірургічну школу та госпіталь у Лефортові, нинішній Головний військовий клінічний госпіталь імені М. М. Бурденка.

За ілюстраціями з атласу Бідлоо видно тенденцію до більш точної, ніж раніше, промальовування деталей та більшої освітньої цінності матеріалу. Художня складова відходить на другий план, хоча все ще помітна. Взято звідси та звідси.

XVIII століття: експонати Кунсткамери, воскові анатомічні моделі та перший російський атлас

Одним з найталановитіших і найуміліших анатомів в Італії початку XVIII століття був Джованні Домінік Санторіні (Giovanni Domenico Santorini), який, на жаль, прожив не дуже довге життя і став автором лише однієї фундаментальної праці під назвою “Анатомічні спостереження”. Це швидше анатомічний підручник, ніж атлас - ілюстрації там є тільки в додатку, але вони заслуговують на згадку.

Ілюстрація з Санторіні книги. .

У Нідерландах тоді жив і працював Фредерік Рюйш (Frederik Ruysch), який винайшов успішну техніку бальзамування. Російському читачеві він буде цікавий тим, що саме його препарати стали основою колекції Кунсткамери. Рюйш був знайомий із Петром. Цар, будучи в Нідерландах, часто відвідував його анатомічні лекції і спостерігав, як він проводить розтин.
Рюйш робив препарати та замальовки у тому числі дитячих скелетів та органів. Як і в ранніх авторів з Італії у його роботах була як дидактична, а й художньої складова. Дещо дивна, втім.

Ще один видний анатом і фізіолог того часу, Альбрехт Фот Галлер (Albrecht von Haller), жив та працював у Швейцарії. Він відомий тим, що ввів поняття дратівливості – здатності м'язів (а згодом і залоз) реагувати на збудження нервів. Він написав кілька книг з анатомії, до яких було зроблено детальні ілюстрації.

Ілюстрація книги Галера фону. .

Друга половина XVIII століття у фізіології запам'яталася роботами Джона Хантера (John Hunter) у Шотландії. Він зробив великий внесок у розвиток хірургії, опис анатомії зубів, вивчення запальних процесів і процесів росту та загоєння кісток. Найбільш відомим працею Хантера стала книга “Observations on certain parts of the animal oeconomy”

У XVIII столітті було створено перший анатомічний атлас, одним із авторів якого став російський лікар, анатом і малювальник Мартін Ілліч Шеїн. Атлас називався "Словник, або ілюстрований покажчик всіх частин людського тіла" (Syllabus, seu indexem omnium partius corporis humani figuris illustratus). Одна з його копій зберігається у бібліотеці Нью-Йоркської академії медицини. Співробітники бібліотеки люб'язно погодилися надіслати нам скани кількох сторінок атласу, вперше виданого 1757 року. Ймовірно, ці ілюстрації вперше публікуються в інтернеті.

Навіщо знати анатомію людини

Одного разу великий Леонардо да Вінчі сказав великі слова: найвища невдача це коли теорія випереджає виконання. Незважаючи на те, що ця глава повинна виконати роль якогось практичного керівництва, все ж таки естсенс обговорити положення людської анатомії в більш аналітичному руслі. Хоча ми й не розраховуємо, що цей матеріал претендує стати повним дослідженням по темі. Адже про цей предмет написано цілі томи. Нехай вони й стануть керівництвом для серйозних студентів відділення гуманітарних наук, які хочуть глибоко вивчити анатомію. А ми приступимо!

Студентам відділення гуманітарних наук необхідно усвідомити, що для того, щоб малювати, виховати та займатися тривимірним моделюванням людської фігури, потрібно ще й здобути певні знання людської анатомії. При дефіциті потрібних знань у цій сфері легко можна допустити неоднозначне і неправильне зображення форм. Напевно ви бачили неодноразово це явище в зображеннях людини художниками-початківцями. На їхніх малюнках руки та ноги більше схожі на ковбаси, пропорції тіла порушені. Модель має вигляд, скоріше, зібраної з якихось окремих фрагментів, які жодного відношення не мають один до одного.

Хтось дивується, а навіщо митці так часто малюють оголеним людське тіло. А все дуже просто. Адже форми постаті приховує одяг. А починати треба з ясного розуміння основ людського устрою, не витрачаючи час і нерви на складки та деталі шати. Та сама ситуація і з анімацією. Це набагато корисніше для студентів — побачити, як рухається тіло, а не затіняти драпіруванням дії м'язів і кісток. Анімація одягу, до речі, має нові проблеми. Але до них звернемося пізніше.

ПРОПОРЦІЇ

Майстри пензля на всьому протязі історії намагалися зображати людське тіло в ідеальних пропорціях. Як правило, середню висоту чоловіка чи жінки можна виміряти, взявши сім висот голови. Як ви бачите на двомірній поверхні, фігурі з такою висотою хибно задовольнити поняття ідеалу. А якщо порівняти ту саму модель, зображену на малюнках 3-1 і 3-2, побачимо, що жінка на малюнку 3-2, що має висоту в 8 голів, виглядає більш витончено і стрункішою.

Якщо ви займаєтеся створенням і анімацією ідеальних чоловічих і жіночих фігур, спробуйте змоделювати їх з такою висотою - 8 голів. За умови, що ви використовуєте 2D або 3D шаблони, потрібно спочатку розтягнути їх пропорції, а потім використовувати їх як посібник. А якщо ви зібралися робити карикатуру, потрібно спробувати робити голови більшої величини, а тіло висотою лише в 5 голів. Як ви пам'ятаєте, супергероїв часто зображують супер високими і з зовсім невеликими головами.

Мал. 3-1Фігура, як правило, виміряна може бути як 7 висот голови

Художники найчастіше спеціально створюють модель згідно з тією манерою, в якій вона і буде розглянута. Хорошим прикладом цього є Давид Макеланжело. Оскільки статую змоделювали дуже великою, а ще передбачалося, що на неї дивитимуться знизу, маестро й звалив голову великих розмірів, адже він знав, що вона має виглядати в перспективі нормально.

Подивіться на малюнок 3-3, що ілюструє середню ширину плечей та висоту жіночого тулуба. Модельздається має ширину плеча 2 і 2/3 голови. У чоловіка ширина плечей у 3 голови (рис. 3-4). Відстань, виміряна від верху голови і до промежини, як у чоловіка, так і у жінки, приблизно 4 висоти голови.

Мал. 3-2У фігури заввишки 8 голів більш величний вигляд

Щоправда, е тоспочатку може допомогти, мати уявлення про загальні пропорції. Бажано все ж таки сподіватися на свій власний погляд і свою думку щодо того, що краще виглядатиме. Кожен, набуваючи поступово досвіду, вчиться вимірювати пропорції згідно зі своїм здоровим глуздом, а не витрачати час на вимір пропорцій тіла за правилами.

Мал. 3-3Це -висота торсу таширина плечей жінки

Для початківців корисними будуть наукові знання пропорцій людського тіла та анатомії, хоча це може перетворитися на перешкоду, коли це дотримується без огляду.

Мал. 3-4Це -висота торсута ширина плечей у чоловіка.

Намагайтеся створювати переконливі моделі, добре освоюючи їхню структуру, а потім, зрештою, розвивати і свій власний стиль. Давно відомо, що роботи художників, які відставили убік стандартні шляхи подання тіла людини, ставали найчастіше індивідуальнішими та цікавішими.

СКЕЛЕТ

Скелет грає роль своєрідного каркаса, який надягнуті м'язи з сухожиллями, жиром і шкірою. Людське тіло свою форму запозичує від кістяка. Саме він дарує нашим тілампропорцію . Між іншим, кістяк порівняємо з тим самим каркасом будинку. Це те, що захищає і підтримує все, що знаходиться всередині (мова про життєві органи), є одночасно опорою для зовнішніх частин, а саме м'язів, шкіри і жиру.

На зовнішні контури фігури людини впливає головнаскелет структури. Ця обставина потребує додаткової уваги для розгляду, оскільки в деяких областях кістки іноді не такі явні. Подивіться на малюнки 3-5 і 3-6, що ілюструють деякі частини тіла, дебільш помітнікістки.

Важко створити модель з переконливими формами, не вивчивши скелет. У фігурибезб незвичайна форма. Мікеланджело демонструє нам приклад такої картиною «Страшний Суд». На ній він зобразив свою шкіру, яку зняту з нього Cв. Бартоломієм (рис. 3-7). Ми бачимо чудовий приклад постаті, позбавленої кістяка.

Мал. 3-5Деякі частини скелета.

1. Scapula - Лопатка

2. Spine - Хребет

Слід зазначити, що мистецькі дослідження скелета людини набагато простіше медичного. Як правило, студенти, які не звертають уваги або ігнорують скелет, достатньообмежені в описі звичайних опуклостей або западин при моделюванні людських пропорцій. напочатківець 3D модельєр, не будучи знайомий з основною будовою, призначенням, пропорціями та значенням людського скелета, стануть його розглядати лише якдодатковий обтяжливий фактор, що змінює, виявляється, контури тіла.

Мал. 3-6Це частина областей спереду і збоку фігури, де видно деталі скелета.

1. Medial Malleolus of Tibia - середня кісточка великої гомілкової кістки

2. Pubic Crest - лонний гребінь

3. Thoracic Arch - грудна дуга

4. Sternum - грудина

5. Clavicle - ключиця

6. Head of Ulna - голова ліктьової кістки

7. Superciliary Crest - супер війчастий гребінь

8. Zygomatic Bone — вилкова кістка

9. Radius and Ulna — променева кістка та ліктьова кістка

10. Iliac Crest - здухвинний гребінь

11. Lateral Malleolus of Fibula - бічна кісточка малогомілкової кістки

12. Patella - надколінок

3D модельєр із досвідом визнає важливість зображень внутрішньої структури. Кожен компонент фігури може бути встановлений розпізнаванням великих деталей скелета. Досвідченому аніматору стане зрозуміло, що всі рухи народжує скелет, що підтримує та рухає м'язи. На рис. 3-8 показані різні види кістяків. Його головними частинами є череп та хребет, а також грудна клітка, таз, плечі, руки та ноги.

Мал. 3-7.Страшний Суд, фрагмент картини, Cв. Бартоломей здер шкіру з Мічеланджело

ЧЕРЕП

Череп людини складається з 22 кісток. На рис. 3-9, що ілюструє види черепа, видно найрельєфніші кістки. Вам повинно бути відомо, що стандартним методом відносного вимірювання людського тіла служить висота черепа.

Щелепа (нижня) є еєдиною рухомою кісткою черепа. Що ж до інших частин черепних кісток, їх жорстко скріплюють разом нерухомі суглоби. Череп можна розділити на 2 секції - на череп, що обгороджує мозок, і кістки обличчя.

Лобова кістка, розташована у передній частині черепа, формує брови із захисною кривою над очима.

Серед інших рельєфних кісток ми назвемо супер війчасту кістку, або - гребінь брови;вилицю кістку, або - вилиця;вилину кістку, увігнутість нижче очниці; нижчий гребінь носової кістки; нижня щелепа, або щелепна кістка.

Студентам 3D моделювання корисно вивчити череп. Оскільки шари жиру та м'язи розтягнутіщодо тонким шаромпо черепу, його кісткова структура тут видно більш, ніж інших частинах тіла (рис. 3-10).

Мал. 3-8Типи скелета

Мал. 3-9Види черепа

1. Frontal Bone - лобова кістка

2. Superciliary Bone - супервійчаста кістка

3. Orbit - очниця

4. Nasal Bone - носова кістка

5. Zygomatic Bone - вилкова кістка

6. Canine Fossa - западина нижче очниць

7. Maxilla - верхня щелепа

8. Mandibula - нижня щелепа

9. Zygomatic Arch - вилкова дуга

Мал. 3-10Череп дуже впливає на форму голови

Скелет Торса

Верхню та нижню частини людського торсу можна розділити на 4 секції. Мова про хребет, грудну клітку, про надпліччя та тазовий пояс (рис. 3-11). Усі вони групуються навколо хребетного стовпа. Хребет є 33 хребця. Дев'ять з них, найнижчі, разом з'єднані для формування крижів і куприка. А інші 24 хребці досить гнучкі (рис. 3-12 та 3-13). Ці хребці розділяє волокниста прокладка пружного хряща, який служить для пом'якшення та забезпечення можливості руху між хребцями. Взяти це до уваги слід аніматорам, що оснащують або встановлюють скелет, це їм допоможе створювати кілька зв'язаних кісток з властивостями, подібними до реального хребта.

Бажано подумати над тим, завдяки чому згинається хребетний стовп. Кіпчик з дугою крижів задньої частини залишають простір для внутрішніх органів у межах тазового пояса. Якщо взяти вище, то хребет згинається нижче за ребер, які він, власне, і покликаний підтримувати.Для підтримки грудей пхребетний стовп за ребер згинається до задньої частини. Шийні хребці згинаються вперед під черепом, підтримуючи його чи не в самому центрі тяжкості, тому для тримання голови майже не потрібно робити зусиль. Треба сказати, що форма хребетного стовпа регулює основні напрямки тулуба людини.

Подивімося на бочкоподібну грудну клітину, вона зменшується до верхньої частини. Завдяки 12 пар ребер та грудини легені та серце, закриті ними, захищені. Аніматори повинні пам'ятати про те, що грудна клітка досить гнучка, і тому вона може розширюватися при диханні та скорочуватися. Модельєрам слід запам'ятати, що хрящ, який спереду, у місці з'єднання сьомих, восьмих, дев'ятих та десятих ребер,може часто бути видно на тіліу вигляді дугипід м'язами грудей (рис. 3-14). До речі, цю V-подібну форму назвали грудною аркою. Як бачимо, грудина складається з трьохкісток,твердо приєднаних. Її також можна побачити на поверхні тіла як борозну, що розділяє м'язи грудей (рис. 3-14).При розширенні та скороченні грудейвона зазвичай підвищується та опускається.

Мал. 3-11Скелет верхньої частини тулуба

1. Cranium - череп

2. Zygomatic Arch - вилкова дуга

3. Mandibula - нижня щелепа

4. Scapula - лопатка

5. Clavicle - ключиця

6. Sternum - грудина

7. Thorax - торакс (грудна клітина)

8. Iliac Crest - здухвинний гребінь

9. Pelvis - таз

10. Sacrum - криж (хрестова кістка)

11. Coccyx - куприк

12. Spine of the Scapula - ключиця

13. Thoracic Vertebrae - грудні хребці

Мал. 3-12Рухливі хребці хребетного стовпа допускають суттєвий рівень повороту та вигину

У надпліччя є ключиця та лопатки. Подивившись зверху, побачимо, що він має злегка вигнуту форму. А ключиця із зовнішнього боку здасться має вигляд S-кривої (рис. 3-15). Ключиця завдяки можливості рухатися додає рухливість рукам.

Кожна лопатка має форму трикутної чашки (рис. 3-15). і вони лише побічно приєднані до тулуба, примикаючи до ключиці. Треба сказати, що форма лопатки має відповідати формі грудної клітки, вздовж якої вона здійснює вільне ковзання. Вона, окрім цього ковзання в будь-яких напрямках, може, будучи піднятою над грудною клітиною, виступати досить помітно під шкірою. Ми це явно бачимо, коли рука знаходиться вище за плече. У такому разі лопатка переміщена убік від грудної клітки.

Мал. 3-13За допомогою групи потужних м'язів, розташованих навколо хребта, людина може згинатися, крутитися та повертатися.

Тазовий пояс, відчуваючи дефіцит рухливості надпліччя, має міцність та твердість. Тому його конструкція призначається передачі ваги тулуба до ніг, що несуть навантаження.

Таз - частина тіла, звідки народжуються найважливіші дії. Від цієї області величезна кількість енергії передається верхнім частинам тіла. Розглянути це важливо під час анімації людського тіла. Дії матимуть переконливіший вигляд, якщо показати рухи, що походять від активності стегон. Коли йде налаштування скелета для анімації, то батьківська кістка повинна мати початок тазу.

Мал. 3-14Грудна дуга грудної клітки стає найчастіше частиною фігури

Мал. 3-15У передпліччя входить ключиця (спереду) та лопатка (ззаду)

Хрестець оточують 2 симетричні тазові кістки. Часто над поверхнею шкіри чітко видно нерівномірно вигнуту кромку, яка називається здухвинним гребенем (рис. 3-11 і 3-16). Тазові кістки видно, як крилоподібні структури, особливо на тонких постатях.

Що стосується розмірів чоловічого та жіночого тазу, то вони відрізняються. Жіночий — ширший і коротший, тоді як чоловічий — більш масивний, високий і незграбний (рис. 3-17). Дивлячись збоку, бачимо, що жіночий таз більше нахилений вперед.

Мал. 3-16Здухвинний гребінь тазу покликаний формувати кістки, що помітно виступають.

Мал. 3-17Чоловічий таз товщий і незграбніший, ніж жіночий

КІСТКИ РУК

Саме в руці і знаходяться рухливі кістки тулуба. Діапазон жестів збільшує рухлива маневреність передпліччя та спритність пальців рук. Так як їх кістки не повинні підтримувати тулуб, як роблять ті, що в ногах, форми їх більш тонкі.

На малюнку 3-18 бачимо кістки рук. Верхня кістка руки, а вона називається плечова кістка, має нагорі кулясту форму, яка вбудовується в порожнину лопатки. Оскільки глибина суглобової ямки невисока, а зв'язки, що з'єднуються, досить вільні, у руки найбільша рухливість у порівнянні з осальними кінцівками.

Мал. 3-18Кістки рук

1. Clavicle - ключиця

2. Scapula - лопатка

3. Humerus - плечова кістка

4. Medial Epicondyle - середній надвиросток

5. Lateral Epicondyle - бічний надпищелок

6. Capitulum - головка (кістки)

7. Radius - променева кістка

8. Ulna - ліктьова кістка

9. Carpals (8 bones) - зап'ястя (вісім кісток)

10. Metacarpals (5 bones) - п'ять (п'ять кісток)

11. Phalanges (14 knuckle bones) - фаланги (чотирнадцять кісток)

Ви бачите внизу 2 кістки руки - променеву та ліктьову. За допомогою шарнірного суглоба ліктьова кістка з'єднується з плечовою. Променева кістка повинна обертатися навколо ліктьової кістки (рис. 3-19). І це досягається вигиномнижніх м'язів рукита їх розтягненням. Дія цих двох кісток очевидно видно під час обертання долоні від положення «вгору» до позиції долоні «вниз». Позиція, коли кістки променева та ліктьова паралельні, називається супінація. Пронація трапляється в моменті перетину ліктьової променевої кісткою (рис. 3-20).

Якщо говорити про поверхневі характеристики кісток рук, то вони можуть бути помітні в плечах, де головка плечової кістки створює внутрішню опуклість у дельтоподібному м'язі. Доколи рука зігнута,в області ліктя можуть бути видні 3 опуклості.

Мал. 3-19При поверненій догори долоні руки променева і ліктьова кістки стануть паралельними. При поверненій вниз долоні променева кістка перетинає ліктьову

1. Radius - променева кістка

2. Ulna - ліктьова кістка

Radius crosses Ulna - променева кістка перетинає ліктьову

Місце розташування цієї важкої групи кісток знаходиться в кінці плечової кістки і на початку ліктьової. На зап'ясті може бути помітна округлена головка ліктьової кістки.

Кістки кисті рук прийнято ділити 3 групи: зап'ястя, п'ясть та фаланги. На зап'ястя руки в два рядирозташовані 8 кісток пензля. І їхнє розташування полегшує згинання долонь вниз і вгору. Більш обмеженим є рух із боку убік.

До 5 кісток п'ясті долоні приєднані 4 нижні кістки зап'ястя. І. треба сказати, що 4 кістки п'ясті, які ведуть до пальців, дуже тверді. А великий палець у п'ясті, навпаки, має в своєму розпорядженні суглоб, що допускає великий діапазон переміщення. Цю маневреність, при анімації долонь, можна використати в своїх інтересах, щоб переміщати майже в будь-якому напрямкувеликий палець. До речі, головки кісток п'ясти досить помітні, якщо долоню стиснути в кулак. Вони зникають, коли пальці долоні розпрямлені.

Мал. 3-20Поверхневі властивості нижчої частини руки протягом пронації (мова про поворот променевої кістки)

Фаланг називають 14 кісток пальців руки. Поступово вони стають все меншими за розмірами і більш плоскими за формою в місці приєднання нігтів.

Моделюючи руки, слід уявлення мати структуру її кісток, оскільки баз таких знань неможливо створити точну модель рук. Зазначимо загальну помилку при моделюванні – це надто невеликі розміри рук. Як правило, розкрита долоня здатна закрити 4/5 особи. І говорити про аматорське уявлення людського їла можна легко, достатньо подивитися на способи, якими зображені руки.

КІСТКИ НІГ

До речі, кістки ноги трохи аналогічні подібним на руці. У ноги є одна верхня кістка — стегнова, і 2 кістки гомілки — мова про велику гомілкову і малу гомілкову кістку (рис. 3-21). Як у плечі та в ліктях є суглоби, так і на стегні та коліні є суглоби. Шарнірний суглоб у кісточці (мова про гомілковостопний суглоб) повинен відповідати подібному в зап'ястя.

Але кістки ноги важчі і міцніші, і в них менше свободи в рухах, ніж подібні до руки. А все тому, що кістки ніг призначаються перенесення ваги.

Мал. 3-21Скелет ніг

1. Pelvis - таз

2. Great Trochanter - великий вертлюг

3. Femur - стегнова кістка

4. Patella - надколінок

5. Tibia - великогомілкова кістка

6. Fibula - мала гомілкова кістка

Стегнової кістки допомагає з'єднатися з тазом суглоб, що дозволяє обмежений рух у кожному напрямі. Видима опуклість від стегнових кісток (рис. 3-21) відзначає найширшу область чоловічого стегна. У жінок через відкладення жиру найширша частина нижче.

Шарнірний суглоб у колінах аналогічний ліктю, і допомагає здійснюватися лише зворотному руху, тоді як ліктьові суглоби рук дозволяють лише рух уперед. Коліно, що розглядається спереду та з боку, розміщується на одній лінії з стегновим суглобом. І форма його дещо трикутна, його нижня кромка — це рівень колінного суглоба.

З малюнка 3-22 видно кістки ніг, те, як вони розташовані, та вирівнювання. У кісток найбільша ширина в суглобі, і вони саме тут стають помітними на поверхні.

Велику гомілкову кістку в гомілки не можна не назвати масивною кісткою, що підтримує вагу стегнової кістки. Треба сказати, що її широку голівку неважко побачити на поверхні, її вісь сформований гребенем великогомілкової кістки. Що стосується гомілки, то це одне з небагатьох місць тіла, де кістки ховаються безпосередньо під шкірою. А малогомілкова кістка тонка, оскільки не несе ваги, проте її призначення у кріпленні м'язів.

Мал. 3-22 На форму ніг впливають як ізгин, так і місце розташування стегнової кістки, а також ще двох кісток — великогомілкової та малогомілкової

Головку малогомілкової кістки ми побачимо на зовнішній поверхні нижче за коліно. Відразу помітний її кінець, що виступає назовні і утворивши зовнішню кісточку (мова про гомілковостопний суглоб). Внутрішня кісточка розміщується вище зовнішньої кісточки (рис. 3-23).

Мал. 3-23Внутрішня кісточка вище зовнішньої

Форма ніг людини практично повністю визначає її кістяк (рис. 3-24). І м'язи зі зв'язками, що покривають ноги, не так значно впливають на його форму. У внутрішній частині ніг є округлення, тоді як зовнішня навпаки — більш плоска. Вага тіла підтримує головна поздовжня дуга від п'ят і до шкарпетки, а також вторинна поперечна дуга через підйом (рис. 3-25).

Мал. 3-24Кістки ступнів

1. Phalanges (14 bones) - фаланги (чотирнадцять кісток)

2. Metacarpals (5 bones) - п'ять (п'ять кісток)

3. Tarsals (7 bones) - передплюсна (сім кісток)

Мал. 3-25Вигини стоп

1. Transverse Arch – поперечна дуга

2. Longitudinal Arch - поздовжня дуга

Стопа розділена на 3 групи кісток (рис. 3-24). Візьмемо передплюсна, це група з 7 кісток, що формують п'яту та частину підйому ноги. Підйом становлять 5 кісток плюсни. А пальці ніг складають 14 сегментованих фалангів.

П'ята передплюсна - це найбільша кістка в ступні, на неї падає зусилля від ваги тулуба на задній стороні поздовжньої дуги стоп. Інші 5 дрібних кісточок передплюсни зібрані разом нагорі дуги. Між передплюсною і плюсною є місце для пересування, і це створює еластичну структуру, а не тверду. У результаті удари від ходьби, або стрибків і бігу розподілені по всій структурі стоп.

П'ясти рук відповідають 5 п'ястей кожен стопи, чиї нижні сторони вигнуті, закінчуючи на своїх кінцях поздовжню дугу. Плюсна та скріплюють сильні зв'язки (рис. 3-26).

14 фаланг, 2 – для великих пальців ніг та по 3 – для інших пальців ніг. Вони по довжині коротші за фаланг пальців руки. Більш тонкі та менші пальці ноги. В кінці пальців ноги, в месі, де ростуть нігті, сплюснута форма.

Мал. 3-26Зв'язки ніг

М'ЯЗИ

Поверхневі форми тулуба утворюються переважно різними групами м'язів. при активності людини, поверхневі контури будуть змінюватися, поки м'язи будуть стиснуті (потовщати), розширюватися і скручуватися.

М'язи складаються з паралельнихкоротких волокон, що приєднуються до кісток або інших тканин за допомогою сухожиль. Мова про жорсткі непружні волокна, розміщеніпо краях широкихм'язів і по кінцях довгих.

М'язи при скороченнітягнуть кістки, і фіксують від переміщеньскелет . А ось факт, дуже цікавий для аніматорів — жодний з окремих м'язів не діятиме самотужки. При скороченні м'яза (стискання) та інші стають активними, для того, щоб регулювати дію м'яза, що скорочується. Антагоністичні м'язи дають можливість здійснювати складні дії, дозволяючи різним частинам тулуба повертатися до їхнього колишнього стану.

Жінки мають ті ж м'язи, що й чоловіки. У чому їхня відмінність, так це в тому, що у жінок м'язи менші за розміром і, як правило, не настільки розвинені. Але м'язи жінок так само покриває і товстіший жировий шар, що має тенденцію ховати їх контури. Вивчення м'язів - набагато складніший процес, ніж впізнавання скелета.

М'ЯЗИ ГОЛОВИ

М'язи голови, на відміну від інших частин тіла, тонкі щодо. Це тайський череп, чиї кістки дуже впливають на форму голови.

Тим, хто зацікавлений в анімації обличчя, доведеться витратити багато часу на вивчення цих м'язів і методів, за допомогою яких вони змінюють вирази обличчя. У розділі 9, у якій розглядається анімація особи, ідентифікуються найважливіші м'язи, відповідальні за промову та інші експресії. І, до речі, їх вивчення важливіше, скоріше, для аніматорів, аніж для модельєрів. У процесі моделювання особи велику цінність має вивчення структури черепа.

На малюнку 3-27 ми бачимо найвідмінніші м'язи голови. Скроневий і жувальний м'язи, ннайбільші з цієї групи м'язів,діють нижню щелепу. За допомогою м'язів шиї опускається нижня щелепа.

Ряд м'язів особи наділені відмінностями, не маючи з'єднань з кістками. Вони приєднані до зв'язків або шкіри, або ж пов'язані з іншими м'язами. Ряд інших м'язів беруть початок від кістки, але закінчуються на шкірі, або фасції (мова про сполучну тканину), хрящі або волокна інших м'язів.

Мал. 3-27М'язи голови

1. Apicranial Aponeurosis - сухожильний шолом

2. Frontalis - лобна

3. Temporalis - скронева

4. Orbicularis Oculi - круговий м'яз ока

5. Corrugator - м'яз, який викликає зморщування шкіри

6. Procerus - крильна частина носового м'яза

7. Nasalis - піднімач верхньої губи носового м'яза

8. Quadratus Labii Superioris

9. Zygomaticus Major - велика вилиць.

10. Caninus

11. Orbicularis Oris - круговий м'яз рота

12. Buccinator - щічна

13. Depressor Labii Interioris

14. Triangularis - трикутний м'яз, трицепс

15. Occipitalis - потилична

16. Masseter - жувальний м'яз

17. Mentalis - підборіддя м'яз

М'ЯЗИ ШИЇ

Шию можна поділяти на 2 окремих набори м'язів. Одна з них покликана регулювати рух нижньої щелепи, тоді як інші впливати на череп.

М'язи шиї, які впливають на основу язика та процес опускання щелепи, називають двочеревним, лопатково-під'язичним та грудино-під'язичним м'язами (рис. 3-28).

Вплив на череп та хребці шиї надають ррозгинальні м'язи шиї, м'язи, які піднімають лопатку, а також сходові, трапецієподібні та грудинно-соскоподібні м'язи (рис. 3-28). Головне завдання м'яза шиї, що розгинає, - це нахил голови назад і на бік.Допомагають нахиляти череп у бік і мкишки, які піднімають лопатку. Основна з них, що відповідає за нахил голови на бік, це сходова. Приєднаннядо першого ребрацього глибоко розташованого м'яза дає можливість докладати серйозного зусилля до черепа.

Мал. 3-28М'язи шиї

1. Trapezius - трапецієподібні м'язи

2. Splenius - м'язи шиї, що розгинають.

3. Sternomastoid - грудинно-соскоподібний м'яз

4. Levator Scapulae - м'язи, що піднімають лопатку

5. Thyroid Cartilage (Adam's Apple) - хрящ щитовидної залози (кадик)

6. Scalenus - сходовий м'яз

7. Omohyoid - лопатково-під'язичний м'яз

8. Sternohyoid - грудинно-під'язичний м'яз

9. Clavicular Head of Sternomastoid - ключична голова грудинно-соскоподібних м'язів

10. Digastricus - двочеревний м'яз

Часто помітні на поверхні шиїтрапецієподібні та грудинно-соскоподібні м'язи, не в прикладм'язи, що розгинає шию, м'язи, що піднімає лопатку і сходового м'яза, які, як правило, не показуються на поверхні, якщо не вважати випадків, коли голова нахиляється на солідну відстань убік (рис. 3-29).Трапецієподібні м'язи, що розглядаються ззаду та спереду, видаються як похилі площини. Виразно буде видно грудинно-соскоподібний м'яз, якщо голова буде повернена убік. Призначення трапецієподібних та грудинно-соскоподібних м'язів полягає у нахилі черепа назад та обертанні голови. Поодинці вони допомагають нахиляти череп убік. 2 грудинно-соскоподібні м'язи приєднані зв'язками до ямочки на шиї, створюючи форму у вигляді V, яка завжди видно.

Мал. 3-29Два найбільш видимих ​​м'язи шиї

М'ЯЗИ ТОРСУ

Результат вертикального положення торса є йогоструктурною особливістю. Плечі людини, на відміну від інших ссавців, не повинні підтримувати ні голову, ні груди, тому вони відокремлені на деяку відстань, щоб зробити функціональність рук краще. Порожнина грудей відрізняє не її глибина, а ширина.

На верхню і нижню частини тіла діютьве групи м'язів. Верхня їх впливає на верхні частини рук плечі, тоді як нижня група м'язів, розташованих від грудної клітки до таза, управляє рухами в талії. На малюнку 3-30 проілюстровано поверхневі м'язи тіла.

Трапецієподібний м'яз має форму діаманту, що тягнеться від основи черепа і до середини задньої частини. Сама ж верхня частка трапецієподібного м'яза розташована вертикальна щодо основи на звороті шиї. Середня частина - товсте та спотворене потовщення, розташоване на верхній частині плечей. Що стосується нижчого сегмента, то він залишаючись більш-менш товстим, відповідає формі грудної клітки людини та краю лопаток.Трапецієподібні м'язи, ззабарвлюючись до середини, приймаєв області сухожилляплоскі стрілки. До речі, у цій зоні на поверхні тіла будуть помітні хребці (рис. 3-31). Завдяки трапецієподібному м'язі, голову можна зігнути назад, піднімати та утримувати плечі, обертати лопатками.

Мал. 3-30М'язи торсу

Sternomastoid - грудинно-соскоподібний м'яз

Trapezius - трапецієподібні м'язи

Spine of Scapula

Deltoid - дельтовидний м'яз

Infraspinatus - кістковий м'яз

Teres Minor — мала кругла м'яз

Teres Major — великий круглий м'яз

Pesteralis Major - велика грудна

Serratus - зубчастий м'яз

External Oblique - зовнішній косий м'яз живота

Flank Pad of the External Oblique

Rectus Abdominus - прямий м'яз живота

Gluteus Maximus — великий сідничний м'яз

Sartorius - кравецький м'яз

Tensor Fasciae Latae — м'язи стегна, що відводять.

Latissimus Dorsi - найширші м'язи спини

Anterior Superior Iliac Spine - передня Superior Iliac Spine

Gluteus Medius - середні сідничні м'язи

Great Trochanter - великий вертлюг

Мал. 3-31Виступи хребців стають видимими в середині трапецієподібного м'яза.

Більшістьм'язів,видимих ​​у формі смуг, це м'язи зубчасті. Мова про довгий і глибоко розташований м'яз, що тягне вперед лопатку і піднімає її нижчий кут. Ця функція допомагає у різних переміщеннях рук. Кожну з 4-х плотських точок на обох сторонах тулуба помітніша, якщо руку підняти.

Великі грудні м'язи сформовані трикутним м'язом на грудях, приєднаним до грудини та ключиці. Товсті волокна, зійшовшись нижче пахви, приєднуються до верхніх кісток руки. Головне завдання – винести вперед руку. Найчастіше контури м'яза видно у чоловіків, що стосується жінок, то вони в останніх цілком прикриті грудьми (рис. 3-32).

Мал. 3-32Груди спрямовані трохи в різні боки сосками, що йдуть від центру

Другий м'яз трикутної форми, що з'являється на спині і переходить на бік - це найширші спинні м'язи. Волокна, подібні до грудних м'язів, перекручені перед переходом на зовнішній бік кісток рук. Найширші м'язи спини здатні тягнути руку назад. Що ж до грудних м'язів і великого круглого м'яза, то вони тягнуть разом руку вниз і до тіла.

У плечовому поясі починаються і з'єднуються з плечовою кісткою.групи м'язів, мова про дельтовидний, підостний, великий круглий і малий круглий м'язах (рис. 3-33). Вони сприяють одна одній у витягуванні рук.

Fig. 3-33Ряд розташованих ближче до поверхні м'язів видно на спині у верхній та нижній частинах торсу

1. Spine of Scapula

3. Infraspinatus - кістковий м'яз

4. Teres Major — великий круглий м'яз

5. Latissimus Dorsi - найширші м'язи спини

6. Trapezius - трапецієподібні м'язи

7. Gluteus Maximus - великий сідничний м'яз

До групи нижнього набору м'язів входять зовнішня коса м'яз і прямі м'язи живота. Перша з них - зовнішня коса - стає найбільш помітною в основі стегон. Це назвали flank pad (Малюнок 3-34). Йдеться про одну з м'язів, що найбільш відображаються, на римських і грецьких скульптурах.

Мал. 3-34Видимі м'язи нижньої передньої частини торса людини

1. Rectus Abdominus - прямий м'яз живота

2. Flank Pad of the External Oblique - Flank Pad зовнішнього косого м'яза живота

Треба сказати, що прямий м'яз живота покриває тонкий шар жил. Прямий м'яз — найтовстіший навколо пупка. Це охарактеризовано у добре розвинених тілах двома рядами 4-х м'ясистих прокладок, причому кожен із рядів відокремлюється горизонтальними сухожиллями. А вертикальні борозни сухожилля прокладають між кожною з чотирьох груп кордону. Якщо говорити про прямий м'яз живота, то він огинає тіло в районі талії.спереду. Між бвільний сідничний ісередньою сідничною м'язами розмістилася западина стегна (рис. 3-35). Більше про ці м'язи ми дізнаємося, розглянувши їх пізніше, разом із м'язами ніг.

Мал. 3-35Між сідничними м'язами розташована помітна ямочка стегна.

1. Gluteus Medius - середні сідничні м'язи

2. Dimple of the thigh - ямочка стегна

3. Gluteus Maximus - великий сідничний м'яз

М'ЯЗИ РУКИ

М'язи руки поділяють на 2 набори. Верхня керує ліктьовим суглобом, тоді як нижча група керує зап'ястним суглобом. Якщо уявити руку, що висить збоку торса, то набір м'язів верхньої частини руки розташований буде на зовнішній стороні рук. Ці м'язи діють як згинальні та розгинальні, тобто щоб була можливість підняти нижню частину рук. Набори м'язів у нижній частині рук розміщені поряд з метою керування зап'ястковим суглобом, підтримуючипід прямим кутом до ліктязап'ястя. На малюнку 3-36 проілюстровано деякі знайомі набори м'язів руки.

Дельтовидний м'яз вважається м'язом і руки, і плеча. За допомогою цього важкого м'яза трикутної форми рука рухається назад.

На верхній частині руки є 2відомі групи м'язів, мова про триголовий м'яз і біцепс. Свою назву триголовий м'яз отримав від довгих бічних та середніх розділів. Вони розміщуються на кінці плечових кісток (верхня кістка рук) і простягнуті в її повну довжину - до ліктя. Вони з'являються в розслабленому стані на поверхні як один м'яз, а коли напружуються, то стають відміннішими. Говорячи про біцепси, уточнимо, що йдеться про довгі м'язи, що звужуються по кінцях. Назва їх походить від двох розділів, що виникають із двох окремих точок на лопатці. Біцепс згинає руку в лікті для зусиль типу підняття вантажів. Що стосується триголового м'яза, то йдеться про м'яз, що розгинає, виступає як протидія біцепсу.

Ось ще один м'яз, що розмістився між біцепсом і триголовим м'язом, йдеться про плечовий м'яз. Вона, працюючи на місці з біцепсом, діє за типом згинального м'яза передпліччя. Вона рідко видно на поверхні.

Більш низькі м'язи рук поділяють на групи, мова про м'язи, що згинають і розгинають, керуючих роботою рук і зап'ястя. Ці м'язи, крім того, повертають і передпліччя, рухами пальців оперують. Вони, як м'язи, що згинають, згуртовують пальці, для того щоб перетворити їх на кулак. А при дії м'язів, що розгинають, вони ці пальці навпаки — розпрямляють. І ще два м'язи, мова про супінатор довгий і круглий пронатор, простягаютькруговим рухомпроменеву кістку по ліктьовій кістці. Незважаючи на наявність у передпліччі 13 м'язів, таке відчуття, що є лише три - супінатор довгий і м'яз зап'ястя, що згинає.

Мал. 3-36М'язи рук

1. Supinator Longus - супінатор довгий

2. Deltoid - дельтовидний м'яз

4. Biceps - біцепс

5. Pronator Teres - круглий пронатор

6. Flexor Carpi Radialis - променевий згинач зап'ястя

7. Extensor Capri Radialis - променевий розгинач зап'ястя

8. Fexor Capri Ulnaris - ліктьовий згинач зап'ястя

9. Annualar Ligaments - Annualar зв'язки

10 Brachialis - плечовий м'яз

11. Supinator Longus - супінатор довгий

М'ЯЗИ НІГ

Таз є основою підтримки маси верхньої частини тулуба. А ще він призначений для фіксованої основи для пересування ніг. Це допомагає перенести зворотну кінематику (inverse kinematics — IK) усієї конструкції, де батько (мова про таз) та тазові (праві та ліві) кістки незачеплені IK, допомагаючи стабілізації сил керованих IK ніг.

Малюнок 3-37 добре показує низку головних м'язів ноги. Ось середні сідничні та великі сідничні м'язи, вони починають контури ноги. Великий сідничний м'яз є найбільшим і міцним м'язом нашого тіла. Вона покликана діяти як м'яз, що розгинає, який служить для таких дій, як, скажімо, біг, ходьба або стрибки. Крім того, вона допомагає та зберігати вертикальне положення тіла. У неї на поверхні сідниць прямокутна форма. І так відбувається зовсім не через форму м'язів, а через досить глибоку накладку з жирових тканин.

Переміщеннями та позицією ноги командують 3 доомплекта м'язів на стегні, або верхньої частини ноги. Авипрямляє ногу в коліні группа передньої сторони, у складі якої прямий м'яз стегна, латеральний широкий м'яз стегна, проміжний широкий м'яз стегна і кравецький м'яз.Коли нога напружена, на поверхні з'являютьсяпрямий і латеральний широкий м'яз стегна, а також широкий м'яз стегна. Нижчу частину медіального широкого м'яза стегна часто можна бачити у формі сліз м'язи вище коліна. Три ці м'язи працюють як розгинальний м'яз для нижньої частини ноги в коліні. Що стосується прямого м'яза стегна, то він є головним згинальним м'язом стегна в тазостегновому суглобі. А якщо говорити про кравецький м'яз, то вона виглядає як товста довга смуга, яка йде по діагоналі через передню частину ноги, щоб завершитися нижче коліна, де вона і з'єднується з великогомілкової кісткою. Цей м'яз не впливає особливо на поверхневі форми ніг. Її завдання - згинання ноги в стегні та коліні.

Мал. 3-37М'язи ніг

1 Sartorius - кравецький м'яз

2. Rectus Femoris - прямий м'яз стегна

3. Vastus Medialis — медіальний широкий м'яз стегна

4. Patella - надколінок

5. Tibialis Anterior - передній великогомілковий м'яз

6. Peronaeus Longus — довгий малогомілковий м'яз

7. Extensor Digitorum Longus - довгий розгинач пальців

8. Medial Malleolus of Tibia

9. Gluteus Medius - середні сідничні м'язи

10. Gluteus Maximus - великий сідничний м'яз

11. Great Trochanter - великий рожен

12. Semimembranosus - напівперетинчастий м'яз

13. Biceps Femoris - 2-головий м'яз стегна

14. Semitendinosus - напівсухожильний м'яз

15. Gastrocnemius - литковий м'яз

16. Extensor Digitorum Longus - довгий розгинач пальців

17. Peronaeus Brevis - короткий м'яз гомілки

18. Achilles' Tendon - ахіллове сухожилля

19. Vastus Lateralis — латеральний широкий м'яз стегна

20. Soleus - камбаловидні м'язи

21. Medial Malleolus of Tibia - внутрішня поверхня великогомілкової кістки

Задніми м'язами стегна прийнято вважати дкутовий м'яз стегна, напівперетинчастий м'яз і напівсухожильний м'яз, що іноді згадуються як підколінні сухожилля. Діють вони як м'язи, що згинають, щоб виступити в ролі протидії розгинаючим м'язам передньої частини, зігнувши.назадногу в колінці. Як сухожилля, так і нижні волокна напівсухожильного м'яза з двоголовим м'язом стегна чітко можуть бути видно на зовнішній стороні колінного суглоба. Всі вони з'являються як одне ціле вище коліна.

Групи верхніх м'язів ноги, прощо стали всередині, підтягують ногу всередину, до центру тяжкості тулуба. Такі м'язичерез жирові відкладеннярідко бувають видно на поверхні в цій галузіокремо .

Гомілковостопним суглобомуправляють 2 набори м'язів. За допомогою передньої групи, розташованої з обох боків великогомілкової кістки, згинається нога і розпрямляються пальці ніг. За допомогою протилежної групи розпрямляється стопа та згинаються пальці ніг. Тяжку верхню частину переднього великогомілкового м'яза ми виразно бачимо на поверхні. Сухожилля, що перетинають кісточку, теж помітні.Довгий розгинач пальців на зовнішній стороні ніг розпрямляє або стискає пальці ніг, напружуючи вище стопи довгий малогомілковий м'яз. Якщо ми говоримо про литкові м'язи, або литки, то це основні м'язи, що складають форму задньої частини гомілки. Найчастіше їх дві голови з'являються однією масою. А камбаловидний м'яз є іншим м'язом литок, що працює з литковими м'язами для розпрямлення стопи та підтримування тіла у вертикальному положенні. І ті, й інші м'язи – литкові та камбаловидні – приєднані до товстого ахіллесового сухожилля, з'єднаного у свою чергу з кісткою п'яти.

Кабінет біології, заставлений макетами скелетів, заспиртованими жабами та екзотичними рослинами, незмінно користується інтересом у дітей. Інша річ, що інтерес який завжди простягається межі цих незвичайних предметів і рідко переноситься сам предмет.

Але на допомогу вчителям та викладачам сьогодні створено величезну кількість ігор та додатків, з якими стають доступні немислимі раніше досліди. Ось найкращі з них.

Ця чудова програма частково вирішує стародавню проблему етики, що стосується проведення дослідів над тваринами. Frog Dissection дозволяє провести 3D розтин жаби, яке до болю нагадує справжнє препарування. У програмі є докладна інструкція з проведення експерименту, анатомічне порівняння жаби та людини та цілий набір необхідних інструментів, які висвічуються у верхній частині екрана: скальпель, пінцет, шпилька… До того ж, додаток дозволяє детально вивчити кожен препарований орган. Так що з Frog Dissection студенти-першокурсники, які є за сумісництвом учасниками організацій захисту тварин, можуть спокійно препарувати віртуальних жаб і отримувати свої заповітні заліки. Жодна тварина у процесі такого досвіду не постраждає. Frog Dissection можна завантажити з iTunes за $3.99.

Незважаючи на те, що сьогодні існує величезна кількість анатомічних атласів та енциклопедій, створених як для школярів, так і для студентів-медиків, додаток 3D Human Anatomy, створений японською компанією teamLabBody, – це одна з найкращих на сьогоднішній день інтерактивних анатомій, яка дозволяє вивчити тривимірну модель людського тіла.

Leafsnap – це своєрідний цифровий розпізнавач дерев, який, безумовно, сподобається всім ботанікам (у прямому значенні цього слова) та любителям природи. Принцип роботи програми досить простий: щоб зрозуміти, яка рослина перед вами, достатньо сфотографувати її листок. Після цього додаток запускає спеціальний алгоритм порівняння форми листочка з тими, що закладено у його пам'яті (щось на кшталт механізму розпізнавання осіб людей). Разом із висновком про передбачуваний «носій» листа додаток видасть купу інформації про цю рослину – місце проростання, особливості цвітіння тощо. Якщо через якість зображення програмі буде складно дійти остаточного висновку, він запропонує вам можливі варіанти з докладним описом. Далі вже справа за вами. В цілому, дуже пізнавальна програма, яка допомагає без зайвих зусиль дізнатися трохи більше про навколишній світ. До речі, кожне фото, що надійшло додаток, потрапляє до спеціально розробленої бази флори тієї чи іншої місцевості та допомагає вченим у дослідженнях нових видів рослин та поповненні інформації про вже відомих. Програму можна безкоштовно скачати на App Store.

Захоплюючий додаток для дітей, з яким легко здійснювати захоплюючі подорожі людським тілом. І не просто подорожі, а подорожі на ракеті 3D-моделями різних органів і систем нашого організму: можна «прокатитися» судинами, подивитися, як мозок отримує і відправляє сигнали і куди надходить їжа, яку ми їмо. Дитина має можливість зупинятися в будь-якому місці і оглядатися навколо. Додаток дозволяє збільшувати зображення скелета, м'язів, внутрішніх органів, нервів та кровоносних судин та вивчати місце їх розташування та принципи роботи. Хочете дізнатися, як кістки черепа кріпляться один до одного, які м'язи працюють більше за інших в організмі або звідки взялася назва райдужної оболонки? У My Incredible Body можна отримати відповіді на ці та багато інших питань. У програмі є короткі відеоролики, в яких відображено процес дихання, спільну роботу м'язів, функціонування слухового апарату тощо. Загалом, для знайомства з тілом це чудовий варіант, тим більше, що ціна в App Store $2.69.

Це навіть не додаток, це кишенькова підказка, в якій представлені короткі статті з основних тем: «Клітка», «Корінь», «Ворості», «Клас комахи», «Підклас риби», «Клас ссавців», «Еволюція тваринного світу» , «Загальний огляд організму людини і т.д. Нічого нового і дивовижного, але щоб повторити якісь базові речі, що загубилися в пам'яті – цілком пригодиться. Строго, лаконічно та безкоштовно.

Чергова програма для першого знайомства з людським тілом. Human Body – це щось середнє між грою та енциклопедією. Кожен процес людського тіла представлений інтерактивно та докладно описаний: серце тут б'ється, кишки булькають, легені дихають, очі розглядають тощо. Додаток зайняв 1-е місце в освітніх чартах App Store в 146 країнах і був названий одним з кращих додатків App Store в 2013 році. Ось цитата з опису продукту на iTunes:

Human Body призначено для дітей, щоб допомогти їм дізнатися, з чого ми зроблені та як ми працюємо.

У додатку можна вибрати один із чотирьох аватарів, на прикладі якого буде демонструватися робота нашого організму. Тут немає особливих правил і рівнів – основою всього є цікавість дитини, яка може ставити додатку будь-які питання щодо нашого тіла. Як ми дихаємо? Як ми бачимо? І так далі. У додатку є анімація та інтерактивне представлення шести систем нашого тіла: скелетної, м'язової, нервової, серцево-судинної, дихальної та травної. У комплекті з додатком ви завантажуєте безкоштовну PDF-книгу з анатомії людини з докладними статтями та питаннями для дискусій. Програма доступна на iTunes за $2.99.

Це ще одна програма від бруклінської студії розробників освітніх додатків Tinybop, але вже для вивчення ботаніки. Чи хотіли дізнатися таємниці зеленого царства? Plants допоможуть у цьому як дітям, так і тим, хто просто хоче дізнатися більше про екосистеми нашої планети. Додаток є інтерактивною діорамою, в якій гравець - цар і бог, здатний керувати погодою, влаштовувати лісові пожежі і спостерігати за тваринами в їхньому природному середовищі. У процесі такої творчості користувачеві надається можливість познайомитися з різними рослинами та тваринами у віртуальній пісочниці, що копіює їх природне довкілля. У додатку є екосистеми лісових та пустельних районів, тундри та лугів. Незабаром розробники обіцяють представити екосистеми тайги, тропічної савани та мангрових лісів. Втім, тут річ не в кількості. Познайомитися з життєвим циклом хоча б одного біома – вже досягнення, зате такий досвід допоможе краще зрозуміти, як живе наша планета і наскільки в природі все взаємопов'язано. Додаток є в App Store, його ціна - $ 2.99.

Наука механіка тому така благородна
і корисна найбільше інших наук, що,
як виявляється, всі живі істоти,
мають здатність до руху,
діють за її законами.

Леонардо Да Вінчі

Впізнай себе!

Руховий апарат людини - це механізм, що саморухається, що складається з 600 м'язів, 200 кісток, декількох сотень сухожиль. Ці цифри приблизні, оскільки деякі кістки (наприклад, кістки хребетного стовпа, грудної клітини) зрослися один з одним, а багато м'язів мають кілька головок (наприклад, двоголовий м'яз плеча, чотириголовий м'яз стегна) або поділяються на безліч пучків (дельтовидний, великий грудний, прямий м'яз живота, найширший м'яз спини та багато інших). Вважається, що рухова діяльність людини можна порівняти за складністю з людським мозком — найдосконалішим створенням природи. І подібно до того, як вивчення мозку починають з дослідження його елементів (нейронів), так і в біомеханіці насамперед вивчають властивості елементів рухового апарату.

Двигун складається з ланок. Ланкоюназивається частина тіла, розташована між двома сусідніми суглобами або між суглобом та дистальним кінцем. Наприклад, ланками тіла є: кисть, передпліччя, плече, голова тощо.

ГЕОМЕТРІЯ МАС ТІЛА ЛЮДИНИ

Геометрією мас називається розподіл мас між ланками тіла та всередині ланок. Геометрія мас кількісно описується мас-інерційними характеристиками. Найважливішими з них є маса, радіус інерції, момент інерції та координати центру мас.

Маса (т)-Це кількість речовини (у кілограмах),що міститься в тілі або окремій ланці.

Водночас маса — це кількісний захід інертності тіла стосовно чинної на нього сили. Чим більша маса, тим інертніше тіло і важче вивести його зі стану спокою або змінити його рух.

Масою визначаються гравітаційні властивості тіла. Вага тіла (у Ньютонах)

прискорення вільнопадаючого тіла.

Маса характеризує інертність тіла під час поступального руху. При обертанні інертність залежить тільки від маси, а й від того, як вона розподілена щодо осі обертання. Чим більша відстань від ланки до осі обертання, тим більший внесок цієї ланки в інертність тіла. Кількісним мірою інертності тіла при обертальному русі служить момент інерції:

де Rін - радіус інерції - Середня відстань від осі обертання (наприклад, від осі суглоба) до матеріальних точок тіла.

Центром мас називається точка, де перетинаються лінії дії всіх сил, що призводять тіло до поступального руху і не викликають обертання тіла. У полі гравітації (коли діє сила тяжіння) центр ваги збігається з центром тяжіння. Центр тяжкості — точка, до якої прикладена рівнодіюча сила тяжіння всіх частин тіла. Положення загального центру мас тіла визначається тим, де знаходяться центри мас окремих ланок. І це залежить від пози, т. е. від цього, як частини тіла розташовані одне щодо одного у просторі.

У людському тілі близько 70 ланок. Але такого докладного опису геометрії мас найчастіше не потрібно. Для вирішення більшості практичних завдань достатньо 15-ланкової моделі людського тіла (рис. 7). Зрозуміло, що в 15-ланковій моделі деякі ланки складаються з кількох елементарних ланок. Тому такі укрупнені ланки правильніше називати сегментами.

Цифри на рис. 7 вірні для "середньої людини", вони отримані шляхом усереднення результатів дослідження багатьох людей. Індивідуальні особливості людини, і в першу чергу маса та довжина тіла, впливають на геометрію мас.

Мал. 7. 15 - ланкова модель людського тіла: праворуч - спосіб розподілу тіла на сегменти та маса кожного сегмента (у % до маси тіла); ліворуч - місця розташування центрів мас сегментів (в % до довжини сегмента) - див. табл. 1 (за В. М. Заціорським, А. С. Аруїну, В. Н. Селуянову)

В. Н. Селуянов встановив, що маси сегментів тіла можна визначити за допомогою наступного рівняння:

де mх - Маса одного з сегментів тіла (кг), наприклад стопи, гомілки, стегна і т. д.;m-Маса всього тіла (кг);H-довжина тіла (см);0 , 1, 2- Коефіцієнти регресійного рівняння, вони різні для різних сегментів(Табл. 1).

Примітка.Величини коефіцієнтів округлені та вірні для дорослого чоловіка.

Щоб усвідомити, як користуватися таблицею 1 та іншими подібними таблицями, обчислимо, наприклад, масу кисті людини, у якого маса тіла дорівнює 60 кг, а довжина тіла 170 см.

Таблиця 1

Коефіцієнти рівняння для обчислення маси сегментів тіла за масою (т)та довжині (Я) тіла

Сегменти	Коефіцієнти рівняння
	У 0	В 1	В 2
Стопа Гомілка Стегна Пензлик Передпліччя Плечо Голова Верхня частина тулуба Середня частина тулуба Нижня частина тулуба	—0,83 —1,59 —2,65 —0,12 0,32 0,25 1,30 8,21 7,18 —7,50	0,008 0,036 0,146 0,004 0,014 0,030 0,017 0,186 0,223 0,098	0,007 0,012 0,014 0,002 —0,001 —0,003 0,014 —0,058 —0,066 0,049

Маса пензля = - 0,12 + 0,004 х60 +0,002 х170 = 0,46 кг. Знаючи, які маси та моменти інерції ланок тіла і де розташовані їх центри мас, можна вирішити багато важливих практичних завдань. В тому числі:

- Визначити кількістьруху, рівне добутку маси тіла на його лінійну швидкість(m · v);

— визначити кінетичниймомент, рівний добутку моменту інерції тіла на кутову швидкість(J w ); при цьому слід враховувати, що величини моменту інерції щодо різних осей неоднакові;

— оцінити, легко чи важко керувати швидкістю тіла чи окремої ланки;

- Визначити ступінь стійкості тіла і т. д.

З цієї формули видно, що при обертальному русі щодо тієї ж осі інертність людського тіла залежить як від маси, а й від пози. Наведемо приклад.

На рис. 8 зображено фігуристку, що виконує обертання. На рис. 8, Аспортсменка обертається швидко і робить близько 10 обертів на секунду. У позі, зображеній на рис. 8, Б,обертання різко уповільнюється і потім припиняється. Це тому, що, відводячи руки убік, фігуристка робить своє тіло інертніше: хоча маса ( m ) залишається тією ж, збільшується радіус інерції (Rін ) і, отже, момент інерції.

Мал. 8. Уповільнення обертання при зміні пози:А -менша; Б - велика величина радіуса інерції та моменту інерції, який пропорційний квадрату радіуса інерції (I = m · Rін )

Ще однією ілюстрацією сказаного може бути жартівлива задача: що важче (точніше, інертніше) - кілограм заліза чи кілограм вати? При поступальному русі їхня інертність однакова. При круговому русі важче переміщати вату. Її матеріальні точки далі відстоять від осі обертання, і тому момент інерції значно більший.

Ланки тіла як важелі і маятники

Біомеханічні ланки є своєрідними важелями і маятниками.

Як відомо, важелі бувають першого роду (коли сили прикладені по різні боки від точки опори) та другого роду. Приклад важеля другого роду представлено рис. 9, А: гравітаційна сила(F 1)і протидіє їй сила м'язової тяги(F 2) прикладені по одну сторону від точки опори, що знаходиться в даному випадку в ліктьовому суглобі. Подібних важелів у тілі людини більшість. Але є й важелі першого роду, наприклад, голова (рис. 9, Б)та таз в основній стійці.

Завдання:знайдіть важіль першого роду на рис. 9, А.

Важель знаходиться в рівновазі, якщо рівні моменти протидіючих сил (див. рис. 9, А):

F 2 -сила тяги двоголового м'яза плеча;l 2 -коротке плече важеля, що дорівнює відстані від місця прикріплення сухожилля до осі обертання; α — кут між напрямком дії сили та перпендикуляром до поздовжньої осі передпліччя.

Важільне пристрій рухового апарату дає людині можливість виконувати дальні кидки, сильні удари і т. п. Але ніщо на світі задарма не дається. Ми виграємо у швидкості та потужності руху ціною збільшення сили м'язового скорочення. Наприклад, щоб згинаючи руку в ліктьовому суглобі, переміщати вантаж масою 1 кг (тобто із силою тяжкості 10 Н) так, як показано на рис. 9, Л, двоголовий м'яз плеча повинен розвинути силу 100-200 Н.

"Обмін" сили на швидкість тим більше виражений, чим більше співвідношення плечей важеля. Проілюструємо це важливе положення прикладом з веслування (рис. 10). Усі точки весла-тіла, що рухається навколо осі, мають одну й туж кутову швидкість

Але їх лінійні швидкості неоднакові. Лінійна швидкість(v)тим вище, що більший радіус обертання (г):

Отже, збільшення швидкості потрібно збільшувати радіус обертання. Але тоді доведеться в стільки ж разів збільшити силу, що прикладається до весла. Саме тому довгим веслом важче грести, ніж коротким, кинути важкий предмет на далеку дистанцію важче, ніж на близьку, і т. д. Про це знав ще Архімед, який керував обороною Сіракуз від римлян і винаходив важільні пристосування для метання каміння.

Руки та ноги людини можуть здійснювати коливальні рухи. Це робить наші кінцівки схожими на маятники. Найменші витрати енергії на переміщення кінцівок мають місце, коли частота рухів на 20-30% більша за частоту власних коливань руки або ноги:

де (g = 9,8 м/с 2; l - Довжина маятника, що дорівнює відстані від точки підвісу до центру мас руки або ноги.

Ці 20-30% пояснюються тим, що нога не є одноланковим циліндром, а складається з трьох сегментів (стегна, гомілки та стопи). Зверніть увагу: власна частота коливань не залежить від маси тіла, що коливається, але зменшується при збільшенні довжини маятника.

Роблячи частоту кроків або гребків при ходьбі, бігу, плаванні тощо резонансної (тобто близької до власної частоти коливань руки або ноги), вдається мінімізувати витрати енергії.

Помічено, що з найбільш економічному поєднанні частоти і довжини кроків чи гребків людина демонструє істотно підвищену фізичну працездатність. Це корисно враховувати не лише під час тренування спортсменів, а й під час проведення фізкультурних занять у школах та групах здоров'я.

Допитливий читач може запитати: чим пояснюється висока економічність рухів з резонансною частотою? Це тому, що коливальні рухи верхніх і нижніх кінцівок супроводжуються рекуперациеймеханічної енергії (від лат. recuperatio - Отримання знову або повторне використання). Найпростіша форма рекуперації — перехід потенційної енергії до кінетичної, потім знову до потенційної тощо (рис. 11). При резонансній частоті рухів такі перетворення здійснюються з мінімальними втратами енергії. Це означає, що метаболічна енергія, створена в м'язових клітинах і перейшла у форму механічної енергії, використовується багаторазово — і в цьому циклі рухів, і в наступних. А якщо так, то потреба у припливі метаболічної енергії зменшується.

Мал. 11. Один із варіантів рекуперації енергії при циклічних рухах: потенційна енергія тіла (суцільна лінія) переходить у кінетичну (пунктир), яка знову перетворюється на потенційну та сприяє переходу тіла гімнасту у верхнє положення; цифри на графіку відповідають пронумерованим позам спортсмена

Завдяки рекуперації енергії виконання циклічних рухів з темпом, близьким до резонансної частоти коливань кінцівок, - ефективний спосіб збереження та накопичення енергії. Резонансні коливання сприяють концентрації енергії, і у світі неживої природи вони іноді небезпечні. Наприклад, відомі випадки руйнування моста, коли йшов військовий підрозділ, чітко відбиваючи крок. Тому мостом належить йти не в ногу.

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КІСТОК І СУСТАВ

Механічні властивості кісток визначаються їх різноманітними функціями; крім рухової, вони виконують захисну та опорну функції.

Кістки черепа, грудної клітки та тазу захищають внутрішні органи. Опорну функцію кісток виконують кістки кінцівок та хребта.

Кістки ніг і рук довгасті та трубчасті. Трубчаста будова кісток забезпечує протидію значним навантаженням і водночас у 2—2,5 рази знижує їхню масу та значно зменшує моменти інерції.

Розрізняють чотири види механічного на кістку: розтягування, стиск, вигин і кручення.

При подовжній силі, що розтягує, кістка витримує напругу 150 Н/мм 2 . Це в 30 разів більше, ніж тиск, що руйнує цеглу. Встановлено, що міцність кістки на розтяг вище, ніж у дуба, і майже дорівнює міцності чавуну.

При стисканні міцність кісток ще вища. Так, найпотужніша кістка - великогомілкова витримує вагу 27 чоловік. Гранична сила стиску становить 16000 - 18000 Н.

При згинанні кістки людини також витримують значні навантаження. Наприклад, сили 12000 Н (1,2 т) недостатньо, щоб зламати стегнову кістку. Подібний вид деформації широко зустрічається і у повсякденному житті, і у спортивній практиці. Наприклад, сегменти верхньої кінцівки деформуються на вигин при утриманні положення "хрест" у висі на кільцях.

При рухах кістки не тільки розтягуються, стискуються та згинаються, але також і скручуються. Наприклад, при ходьбі людини моменти сил, що скручують, можуть досягти 15 Нм. Ця величина в кілька разів менша за межу міцності кісток. Справді, для руйнування, наприклад, великогомілкової кістки, момент скручує сили повинен досягти 30—140 Нм (Відомості про величини сил і моментів сил, що призводять до деформації кісток, є приблизними, а цифри, мабуть, занижені, оскільки отримані переважно на трупному матеріалі. Але й вони свідчать про багаторазовий запас міцності людського скелета. У деяких країнах практикується прижиттєве визначення міцності кісток. Такі дослідження добре оплачуються, але призводять до каліцтв або загибелі випробувачів і тому антигуманні).

Таблиця 2

Величини сили, що діє на головку стегнової кістки
(за X. А. Янсону, 1975 р., перероблено)

Вид рухової діяльності	Величина сили (по Вид рухової діяльностіпо відношенню до сили тяжіння тіла)
Сидіння	0,08
Стояння на двох ногах	0,25
Стояння на одній нозі	2,00
Ходьба по рівній поверхні	1,66
Підйом та спуск по похилій поверхні	2,08
Швидка ходьба	3,58

Особливо великі допустимі механічні навантаження у спортсменів, оскільки регулярні тренування призводять до робочої гіпертрофії кісток. Відомо, що у штангістів товщають кістки ніг та хребта, у футболістів – зовнішня частина кістки плюсни, у тенісистів – кістки передпліччя тощо.

Механічні властивості суглобів залежить від їх будови. Суглобова поверхня змочується синовіальною рідиною, яку, як і капсулі, зберігає суглобна сумка. Синовіальна рідина забезпечує зменшення коефіцієнта тертя у суглобі приблизно 20 разів. Вражаючий характер дії "мастила", що при зниженні навантаження на суглоб поглинається губчастими утвореннями суглоба, а при збільшенні навантаження вичавлюється для змочування поверхні суглоба і зменшення коефіцієнта тертя.

Дійсно, величини сил, що впливають на суглобові поверхні, величезні та залежать від виду діяльності та її інтенсивності (табл. 2).

Примітка.Ще вищі сили, що діють на колінний суглоб; при масі тіла 90 кг вони досягають при ходьбі 7000 Н, при бігу 20000 Н.

Міцність суглобів, як і міцність кісток, небезмежна. Так, тиск у суглобовому хрящі не повинен перевищувати 350 Н/см. 2 . При вищому тиску припиняється мастило суглобового хряща і збільшується небезпека його механічного стирання. Це необхідно враховувати особливо під час проведення туристичних походів (коли людина несе важкий тягар) і за організації оздоровчих занять із людьми середнього і похилого віку. Адже відомо, що з віком змазування суглобової сумки стає меншим.

БІОМЕХАНІКА М'ЯЗІВ

Скелетні м'язи є основним джерелом механічної енергії людського тіла. Їх можна порівняти із двигуном. На чому ж ґрунтується принцип дії такого “живого двигуна”? Що приводить у дію м'яз і які властивості він при цьому виявляє? Як м'язи взаємодіють між собою? І, нарешті, які режими функціонування м'язів є найкращими? Відповіді на ці запитання ви знайдете у цьому розділі.

Біомеханічні властивості м'язів

До них відносяться скоротливість, а також пружність, жорсткість, міцність і релаксація.

Скоротність - Це здатність м'язи скорочуватися при збудженні. Внаслідок скорочення відбувається укорочення м'яза і виникає сила тяги.

Для розповіді про механічні властивості м'яза скористаємося моделлю (рис. 12), в якій сполучнотканинні утворення (паралельний пружний компонент) мають механічний аналог у вигляді пружини.(1). До сполучнотканинних утворень відносяться: оболонка м'язових волокон та їх пучків, сарколема та фасції.

При скороченні м'яза утворюються поперечні актино-міозинові містки, від яких залежить сила скорочення м'яза. Актино-міозинові містки скорочувального компонента зображуються на моделі у вигляді циліндра, в якому рухається поршень(2).

Аналогом послідовного пружного компонента є пружина.(3), послідовно з'єднана з циліндром. Вона моделює сухожилля і ті міофібрили (скорочувальні нитки, що становлять м'яз), які в даний момент не беруть участь у скороченні.

За законом Гука для м'яза її подовження нелінійно залежить від величини сили, що розтягує (рис. 13). Ця крива (її називають "сила - довжина") є однією з характеристичних залежностей, що описують закономірності м'язового скорочення. Іншу характеристичну залежність "сила - швидкість" називають на честь відомого англійського фізіолога кривої Хілла, що вивчав її (рис. 14) (Так сьогодні прийнято називати цю важливу залежність. Насправді А. Хілл вивчав лише долаючи рухи (праву частину графіка на рис. 14). Взаємозв'язок між силою і швидкістю при поступаються рухах вперше досліджував Abbot. ).

Міцність м'язи оцінюється величиною сили, що розтягує, при якій відбувається розрив м'яза. Граничне значення сили, що розтягує, визначається по кривій Хілла (див. рис. 14). Сила, за якої відбувається розрив м'яза (у перерахунку на 1 мм 2 її поперечного перерізу) становить від 0,1 до 0,3 Н/мм 2 . Для порівняння: межа міцності сухожилля близько 50 Н/мм 2 а фасцій близько 14 Н/мм 2 . Виникає питання: чому іноді рветься сухожилля, а м'яз залишається цілим? Очевидно, це може відбуватися при дуже швидких рухах: м'яз встигає замортизувати, а сухожилля немає.

Релаксація — властивість м'яза, що проявляється у поступовому зменшенні сили тяги за постійної довжиним'язи. Релаксація проявляється, наприклад, при стрибку та стрибку вгору, якщо під час глибокого підсіду людина робить паузу. Чим пауза триваліша, тим сила відштовхування і висота вистрибування менше.

Режими скорочення та різновиди роботи м'язів

М'язи, прикріплені сухожиллями до кісток, функціонують в ізометричному та анізометричному режимах (див. рис. 14).

При ізометричному (утримуючому) режимі довжина м'яза не змінюється (від грец. "Із" - рівний, "метр" - довжина). Наприклад, у режимі ізометричного скорочення працюють м'язи людини, яка підтягнулася і утримує своє тіло в цьому положенні. Аналогічні приклади: "хрест Азаряна" на кільцях, утримання штанги тощо.

На кривій Хілла ізометричному режиму відповідає величина статичної сили(F 0),при якій швидкість скорочення м'яза дорівнює нулю.

Помічено, що статична сила, яку виявляє спортсмен в ізометричному режимі, залежить від режиму попередньої роботи. Якщо м'яз функціонував у поступаючому режимі, тоF 0більше, ніж у тому випадку, коли виконувалася робота, що долає. Саме тому, наприклад, "хрест Азаряна" легше виконати, якщо спортсмен приходить до нього з верхнього становища, а чи не з нижнього.

При анізометричному скороченні м'яз коротшає або подовжується. В анізометричному режимі функціонують м'язи бігуна, плавця, велосипедиста тощо.

У анізометричного режиму два різновиди. У долаючий режим м'яз коротшає в результаті скорочення. А у поступаючому режимі м'яз розтягується зовнішньою силою. Наприклад, литковий м'яз спринтера функціонує у поступаючому режимі при взаємодії ноги з опорою у фазі амортизації, а в режимі долання — у фазі відштовхування.

Права частина кривої Хілла (див. рис. 14) відображає закономірності роботи, що долає, при якій зростання швидкості скорочення м'яза викликає зменшення сили тяги. А у поступаючому режимі спостерігається зворотна картина: збільшення швидкості розтягування м'яза супроводжується збільшенням сили тяги. Це є причиною численних травм у спортсменів (наприклад, розриву ахіллового сухожилля у спринтерів та стрибунів у довжину).

Мал. 15. Потужність м'язового скорочення залежно від сили і швидкості; заштрихований прямокутник відповідає максимальній потужності

Групова взаємодія м'язів

Існують два випадки групової взаємодії м'язів: синергізм та антагонізм.

М'язи-синергістипереміщають ланки тіла одному напрямку. Наприклад, у згинанні руки в ліктьовому суглобі беруть участь двоголовий м'яз плеча, плечовий і плечопроменеві м'язи і т. д. Результатом синергічної взаємодії м'язів служить збільшення результуючої сили дії. Але цим значення синергізму м'язів не вичерпується. За наявності травми, а також при локальній втомі будь-якого м'яза її синергісти забезпечують виконання рухової дії.

М'язи-антагоністи(на противагу м'язам-синергістам) мають різноспрямовану дію. Так, якщо одна з них виконує долаючи роботу, то інша - поступається. Існуванням м'язів-антагоністів забезпечується: 1) висока точність рухових процесів; 2) зниження травматизму.

Потужність та ефективність м'язового скорочення

У міру збільшення швидкості м'язового скорочення сила тяги м'яза, що функціонує в режимі, що долає, знижується за гіперболічним законом (див.Мал. 14). Відомо, що механічна потужність дорівнює добутку сили на швидкість. Існують сила та швидкість, при яких потужність м'язового скорочення найбільша (рис. 15). Цей режим має місце, коли і сила, і швидкість становлять приблизно 30% максимально можливих величин.

У грі "Хто хоче стати мільйонером?" за сьогодні, 7 жовтня 2017 року, дванадцяте питання для гравців першої частини гри виявилося складним. Питання стосувалося моделі людського тіла - наочного посібника для майбутніх лікарів. Вірна відповідь виділена синім кольором та напівжирним шрифтом.

Як називається модель людського тіла – наочний посібник для майбутніх лікарів?

Я знайшов такий наочний посібник для акушерів. Нижче витяг з довідкового сайту про цей наочний посібник.

ФАНТОМ АКУШЕРСЬКИЙ, наочний навчальний посібник для викладання акушерства, гол. обр. течії та механізму пологів та акушерських операцій. У найпростішому вигляді Ф. а. складається з кісткового жіночого тазу та скелетованої головки доношеного плода. Зазвичай, однак, під Ф. а. мають на увазі таз, вмонтований у щось, що нагадує нижню половину жіночого тулуба з верхніми половинами стегон, і «ляльку», що зображує доношений плід. Ф. а. ці готуються з найрізноманітнішого матеріалу, починаючи з дерева та закінчуючи спеціально обробленим трупом; те саме і «ляльки». Вперше став застосовувати Ф. а. для викладання ще наприкінці 17 ст. шведський акушер Горн, описавши його у своєму підручнику. Цей же підручник був першою навчальною книгою з акушерства російською мовою («Повивальна бабка», М., 1764).

Тому очевидно, що правильна відповідь на питання знаходиться на останньому місці в списку варіантів відповіді, це фантом.

• привид
• зомбі
• фантом