Лекції з дисципліни 4 страница

Ряд биомеханических показателей состояния кровообращения (например, баллистокардиография, динамокардиография) и дыхания играет роль важных количественных показателей в диагностике, в определении показаний и противопоказаний к операциям на сердце и лёгких.

Исследования биомеханики дыхания и кровообращения использованы при создании аппарата “сердце-лёгкие”. Характеристикипрочности костей, суставов и связок, упруго-вязких свойств мышц и других тканей представляют значительный интерес для травмотологии и ортопедии, для понимания механизмов действия повреждающих факторов и предупреждения травм.

Биомеханика опорно-двигательной системы человека. Биомеханические аспекты остеогенеза.

Остео - (греч. osteou) - кость.

Генез - (греч. genesis) - часть сложного слова, означающая: связанный с процессом образования, возникновения.

Изучение динамики опорно-двигательной системы человека имеет целью изучить закономерности движения организма в пространстве и во времени и определить эффективность этих движений.

Опорно-двигательная система человека состоит из костей, суставов, связок и мышц. Это основная система, которая оформляет структуру человека и дает ему возможность выполнять основное свойство - двигаться, что играет основную роль в жизни. Движение совершается в местах соединений костей - в суставах. Мышцы обладают основным свойством - сокращаться и приводить таким образом в движение рычаги костей. Поэтому кости и их соединения являются пассивной частью двигательного аппарата, а мышцы - активной.

Кости позвоночного столба и нижних конечностей выполняют, в основном, опорную функцию. Кости черепа, позвоночного столба и грудной клетки выполняют защитные функции соответственно по отношению к мозгу, спинному мозгу, лёгким и сердцу. Двигательная функция осуществляется главным образом конечностями.

Вес скелета составляет для мужчин 18%, а для женщин 16% общего веса. Он является местом накопления минеральных солей организма - фосфора, кальция, железа и др. Скелет взрослого человека имеет 206 костей. Любая кость скелета занимает определенное место и положение в человеческом теле, имеет свою форму и строение и выполняет определённые функции.

Соединений в скелете приблизительно 150. Почти половина из них - суставы, самые подвижные соединения скелета. Многочисленные связки скрепляют суставы, обеспечивающие определенную кинематику движения и очень часто ограничивают их диапазон. Существует множество суставов со сложной кинематикой взаимного движения соединяемых костей скелета.

Силы, которые появляются в человеческом теле при движении и в процессе труда, имеют динамический характер. И здесь наблюдается влияние принципа целесообразности в структуре опорно-двигательной системы, где развиты образования, имеющие целью ослабить удары.

Движение твердого тела описывается в прямоугольной системе координат. Произвольное перемещение и поворот тела вокруг произвольной оси можно разложить соответственно на три перемещения по координатным осям и на три поворота вокруг них. Поэтому для полного описания движения жесткого тела нужно 6 величин (то есть 3 поступательных и 3 вращательных).

Независимые друг от друга величины, определяющие состояние данной физической системы, называются степенями свободы этой системы.

Жесткое тело, которое соединяется шарниром с другим телом, называется звеном. Звено имеет ограниченную свободу движения и меньше степеней свободы. Когда звено прикреплено к другому телу, принимаемому за неподвижное, степени свободы определяются возможностями перемещений и поворотов.

Опорно-двигательный механизм человека представляет собой исключительно сложную систему со многими степенями свободы. Когда две кости соединяются между собой суставом, они образуют кинематическую пару, а когда несколько костей соединяются последовательно суставами, они образуют кинематическую цепь.

Общее число степеней свободы равно разности между степенями свободы звеньев, когда они свободны, и числом ограничений (связей) в соединениях. Число степеней свободы определяется по формуле:

n = 6N - S i P(i), i = 5,4,3,

где n - число степеней свободы, N - число подвижных звеньев, i - число ограничений степеней свободы в соединениях, P(i) - число соединений, имеющих “ i ” ограничений; S P(i) = N - 1.

Общее число степеней свободы человеческого тела равно около:

6 × 144 - 5 × 81 - 4 × 33 - 3 × 29 = 240.

В процессе движения тела степени свободы находятся под контролем нервно-мышечного аппарата. Основная задача координации движений состоит в подчинении лишних степеней свободы, одной единой управляющей системе. Трудность этой задачи видна из того, что число степеней свободы больше двухсот.

Динамические модели опорно-двигательного аппарата принадлежат к классу склерономных голономных механических систем, к которым можно применить результаты классической механики. Живые организмы тоже подчиняются принципу сохранения механической энергии.

где Е - механическая энергия, Е_к - кинетическая энергия, Е_п - потенциальная энергия, F_l - внешние силы, V_l – скорости точек приложения внешних сил, М_k - моменты сил в суставах, w_k - угловые скорости, соответствующие моментам.

Кинетическая энергия определяется только скоростью движения материальных частиц организма, а потенциальная - положением этих частиц в гравитационном поле. Компоненты механической энергии определяются при помощи циклограммы или другими способами. Ими определяются положения и скорости центра тяжести отдельных звеньев. Выражая механическую энергию через измеренные таким образом величины, получаем:

; (1)

где S обозначает суммирование по всем звеньям тела; m - масса звена; V - скорость центра тяжести звена; I_ik - компоненты тензора моментов инерции относительно осей i, k локальной системы координат с началом в центре тяжести звена; W_i, W_k - проекции угловых скоростей звена по тем же осям, g - гравитационное ускорение, Н - высота центра тяжести звена над некоторым гравитационным уровнем.

Первые два члена определяют компоненты кинетической энергии в зависимости от перемещений и поворотов, а третий член - потенциальную энергию.

В уравнении (1) фигурируют движения, которые совершаются при помощи сил мышц в связи с трудовыми процессами: при перемещении предметов в пространстве или при некоторых ручных операциях и т.д. Положение тела можно определить при помощи уравнений Лагранжа второго рода, имеющих вид:

(2)

где “ n ”, как и прежде, число степеней свободы. Первые три уравнения содержат в правой части проекции активных и реактивных сил. Следующие (n - 3) уравнений содержат моменты реактивных сил и сил в суставах относительно осей при поворотах на угол a_i. В левых частях уравнения (2) представлены кинематические характеристики, динамические константы (размеры тела), массы звеньев и инерционным моменты.

При помощи системы уравнений (2) устанавливается связь между кинематическими и силовыми характеристиками движения живого организма. Эта связь очень сложна, поскольку не всегда нервное возбуждение мышцы, которое увеличивает его тягу, приводит к повороту сустава в направлении действия этой силы.

Примеры: 1) кисть имеет две степени свободы;

2) локтевом суставе - 1 степень свободы;

3) сочленение между плечевой и локтевой и между локтевой и лучевой костями относятся к типу суставов, допускающих только одну степень свободы. Таким образом, предплечье обладает двумя степенями свободы движения относительно плеча;

4) тазобедренный сустав относится к типу шаровидных суставов, допускающих три степени свободы.

Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.

Опорно-двигательный аппарат человека состоит из сочлененных между собой костей скелета, к которым в определенных точках прикрепляются мышцы. Кости скелета действуют как рычаги, которые имеют точку опоры в сочленениях и приводятся в движение силой тяги, возникающей при сокращении мышц.

Рычагом называется твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:

Когда точка опоры лежит между точками приложения действующей силы F и силы сопротивления R.

О

а

F

b

R

Условие равновесия рычага Fа = Rb.

Пример: череп, рассматриваемый в сагиттальной плоскости. (С агиттальный - расположенный в переднезаднем направлении. Сагиттальные плоскости (мнимые) проходят вертикально спереди назад вдоль тела; только срединная сагиттальная плоскость делит его на две симметричные половины). Ось вращения О проходит через сочленение черепа с первым позвонком. R - сила тяжести головы, приложенная в центре тяжести. F - сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.

Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а сила F приложена на конце рычага.

F

a

O

R

Условие равновесия рычага Fa = Rb, но а > b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает выигрыш в силе, но проигрыш в перемеще-

нии и называется рычагом силы.

Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. Опорой О служат головки плюсневых костей. R - сила тяжести всего тела, приложена к торанной кости. F - мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.

Когда сила F приложена ближе к точке опоры, чем сила R.

F

a

a

O

R

b

Условие равновесия рычага . F_a=Rb, но а < b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает проигрыш в силе, но выигрыш в перемещении и называется рычагом скорости.

Пример: кости предплечья. Точка опоры О находится в локтевом суставе. F - сила мышц, сгибающих предплечье, R - сила тяжести поддерживаемого груза, приложенная обычно к кисти, а также сила тяжести самого предплечья.

,

то есть мышечная сила F, необходимая для преодоления данной силы R сопротивления, должна быть тем больше, чем под мышечным углом к оси рычага она направлена. Поэтому, например, человек удерживает относительно большой груз при согнутом предплечье и значительно меньший - при разогнутом.

F sina

F

a

R

b

O

a

Кости опорно-двигательного аппарата соединяются между собой в сочленениях или суставах.

Основной механической характеристикой сустава является число степеней свободы. Различают суставы с 1, 2 и 3 степенями свободы.

Примеры: плечево-локтевой сустав - одна степень свободы;

лучезапястный сустав - две степени свободы;

тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение - три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение).

Эргометрия.

Механические свойства тканей организма.

Человек с помощью мышц совершает механическую работу, которая обусловлена силой мышц и развиваемой ими мощностью. Средняя мощность, развиваемая человеком, не занятым специально физическим трудом, весьма невелика и, например, при ходьбе по ровной местности составляет 100-200 вт в зависимости от скорости.

Усталость свидетельствует о том, что мышцы совершают работу, хотя перемещения нет и работа равна нулю. Такую работу называют статической работой мышц.

Исследование работоспособности мышц называется эргометрией, а соответствующие приборы - эргомерами.

Пример: тормозной велосипед (велоэргометр). F - сила трения между лентой и ободом колеса, измеряемая динамометром. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения.

Тогда A = F_тр × l = F_тр × 2p r - за один оборот,

A = n × F_тр × 2p r - за n оборотов,

- средняя мощность.

Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.

Во время работы используемых на велоэргометре можно рассчитать к.п.д. превращения химической энергии в механическую. КПД варьирует в зависимости от скорости вращения педалей и достигает максимальной величины - 22% - при нажимании ногой на педаль через каждые 0,9 (то есть при одном обороте педалей за 1,8 с). С помощью велоэргометра можно измерить не только к.п.д. мускулатуры ног, но и максимальную мощность, которую она способна развить - эта мощность достигает 40 Вт на 1 кг мышечной ткани. На таком уровне она может оставаться лишь короткое время, так как мышцы не могут получать кислород с необходимой для этого скоростью.

Заключение

Мы рассмотрели биомеханические закономерности, являющимися основанием, функционирования опорно-двигательной системы организма, процессов деформации тканей и клеток, распространения волн упругой деформации, сокращения и расслабления мышц, конвекционное движение биологических жидкостей и легочного газа.

№	Pi=mg	xi
п/п
	0.25			SXср=(SQR∑(Xi-Xср)2)∙ ∙1/n(n-1)	ΔXсл=tα,п×∙ SXср
	0.5
	0.75
	1.0
	1.25
				α

ЛЕКЦІЇ З ДИСЦИПЛІНИ

«УПРАВЛІННЯ РИЗИКАМИ»

Зміст

Вступ.................................................................................................................................................................................1

1. Невизначеність і ризик в економіці і бізнесі........................................................................................................1

1.1. Поняття невизначеності підприємницької діяльності.......................................................................................2

1.2. Поняття ризику.....................................................................................................................................................3

1.3. Класифікація ризиків............................................................................................................................................4

1.4. Вплив суб’єктивних факторів на процеси управління ризиком.......................................................................6

2. Методичні основи аналізу і оцінювання ризику..................................................................................................8

2.1. Загальні принципи аналізу економічного ризику..............................................................................................8

2.2. Методи кількісного аналізу ризиків...................................................................................................................11

2.2.1. Статистичний метод...................................................................................................................................12

2.2.2. Метод оцінки фінансової стійкості (аналізу доцільності витрат)..........................................................13

2.2.3. Метод експертних оцінок...........................................................................................................................15

2.2.4. Аналітичний метод.....................................................................................................................................16

2.2.5. Метод аналізу чутливості (критичних значень).......................................................................................21

2.2.6. Нормативний метод....................................................................................................................................23

2.2.7. Метод аналізу ризику з використанням дерева рішень...........................................................................23

2.2.8. Метод аналогій............................................................................................................................................24

3. Виробничі ризики......................................................................................................................................................24

3.1. Виробничі ризики, їх характеристики і класифікація........................................................................................24

3.2. Ризики НДДКР (технічні ризики).........................................................................................................................25

3.3. Безпосередньо виробничі ризики.........................................................................................................................25

3.4. Транспортні ризики...............................................................................................................................................27

3.5. Реалізаційні (маркетингові) ризики.....................................................................................................................30

4. Фінансові ризики........................................................................................................................................................32

4.1. Ризики купівельної спроможностігрошей..........................................................................................................32

4.2. Ризики непередбачених витрат і перевищення кошторису витрат на виробництво.......................................33

4.3. Ризики фінансової стійкості підприємства..........................................................................................................34

4.4. Кредитний ризик.....................................................................................................................................................35

4.5. Відсоткові ризики...................................................................................................................................................36

4.6. Інвестиційні ризики...............................................................................................................................................37

5. Механізми нейтралізації ризиків підприємства....................................................................................................38

5.1. Запобігання ризиків................................................................................................................................................38

5.2. Лімітування ризиків................................................................................................................................................39

5.3. Хеджування ризиків................................................................................................................................................40

5.4. Диверсифікація ризиків..........................................................................................................................................42

5.5. Трансферт ризиків...................................................................................................................................................43

5.6. Самострахування ризиків.......................................................................................................................................44

5.7. Страхування ризиків...............................................................................................................................................46

Список використаної літератури......................................................................................................................................58

Контрольні питання...........................................................................................................................................................58

Вступ

Діяльність підприємств в умовах ринкової економіки здійснюється під впливом невизначеності та пов’язаними з нею ризиками, внаслідок чого фактичні результати конкретного рішення можуть відхилятися (і часто відхиляються) від запланованих. Ризики існують об’єктивно, незалежно від того, враховують їх чи ні, і проявляються як зниження доходів, перевищення витрат, зниження рентабельності тощо. Ігнорування або недбале врахування ризиків призводить підприємство до краху. Тому раціональна поведінка керівництва та провідних фахівців підприємства передбачає аналіз ризиків, обов’язкове їх урахування у прийнятті рішень та розробку заходів, спрямованих на ліквідування, зниження або компенсацію ризиків.

У запропонованих лекціях систематизована інформація з курсу «Управління ризиками», яка викладена у вигляді, доступному студентам.

Даний курс розкриває закономірності виникнення, аналізу і урахування ризиків економічної діяльності.

Метою курсу «Управління ризиками» є формування у майбутніх менеджерів системи знань з проблем виникнення ризиків у діяльності підприємств та методів їх зменшення.

Завданням курсу є формування навичок у студентів та знань, які необхідні для розробки економічно обґрунтованих управлінських рішень за критерієм «ризик-результат».