Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Biomehanika (17.BMI127)

Matične organizacione jedinice predmeta: Katedra za tehničku mehaniku
Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast
  • Mehanika deformabilnog tela
  • Mehanika
ESPB 7

Razumeti biomehaniku kao razvoj, proširenje i primenu mehanike u analizi problema biosistema koji su kompleksniji i po funkciji i po formi, a u principu slabije definisani od tehničkih, a sa ciljem razumevanja normalnog i patološkog stanja te poboljšanja dijagnoza i tretmana kod povreda i bolesti; naučiti osnovne principe i metode analitičke mehanike primenljive na biosisteme; razviti sposobnosti i veštine aktivne primene savremenog matematičkog aparata i informacionih tehologija u oblasti rešavanja problema.

Sposobnost povezivanja znanja stečenog u kursu Mehanike sa neuniformnim, deskriptivnim materijalom koji daju biologija i medicina te da formuliše model za kvantitativnu analizu biomehaničkih sistema, koji imaju konačan broj stepeni slobode kretanja; veština rešavanja dobijenih jednačina i razumevanje kako starenje, bolest i trauma utiču na promene mehaničkih funkcija izabranih sistema u ljudskom telu u odnosu na normalno stanje sa ciljem korektnog izbora potrebne intervencije.

Razlika izmedju tehničkih i živih sistema. Multifunkcionalnost elemenata u ljudskom telu. Ljudsko telo kao sistem sa konačnim brojem stepeni slobode pri kretanju u 3D prostoru. Diferencijalni varijacioni principi. Generalisane koordinate i brzine. Lagranževe jednačine druge vrste za holonomne i neholonomne sisteme. Hamiltonove kanonske jednačine. Kejnove jednačine. Kvazikoordinate. Gibs-Apelove jednačine. Energija ubrzanja. Integralni varijacioni princip Hamiltona. Primena frakcionog računa u biomehanici. Reološka svojstva ljudskog tkiva i tkiva koja se koriste u restoracijama funkcija ljudskog tela. Identifikacija parametara modela reoloških tkiva i biomaterijala. Sudar i oscilacije biosistema. Modeli sila pri kontrakciji mišića kao modeli unutrašnjih sila koje vrše rad na osnovu energije dobijene iz biohemijskih procesa. Dinamički model srednjeg uha i disipacija energije u osikularnom lancu. Specifičnosti matematičkog modeliranja i numeričkih simulacija kretanja ljudskog tela: dinamičko modeliranje zglobova u ljudskom telu sa posebnim osvrtom na koleno i vezu vrat-glava. Modeli suvog i viskoznog trenja u biomehanici. Modeli za analizu sudara sa posebnim osvrtom na biodinamički odgovor ljudskog tela u frontalnom sudaru, odgovor glave na udar, primena metoda Laplasovih transformacija. Primeri matematičkih modela u rehabilitaciji, vežbanju i sportu. Upotreba proteza za očuvanje mehaničkih funkcija u telu. Primena Pontrjaginovog principa maksimuma u dizajniranju proteza. Elementi statike čvrstog tela i deformacije elemenata koštanog sistema. Primena matematičke teorije elastičnih štapova i metoda konačnih elementa u biomehanici.

Predavanja, auditorne vežbe, računske vežbe kroz primenu Mathematica i Mathcad alata. Domaći zadaci, kao metod provere razumevanja uvedenih pojmova i upotrebe uvedenih metoda.

Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
Peter McGinnis Biomechanics of sport and exercise 2005 Human Kinetics Engleski
Yuan-Cheng Fung Biomechanics 1993 Springer Engleski
Aydın Tözeren Human body dynamics 2000 Springer Engleski
Simić, S. Analitička mehanika 2006 Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Srpski jezik
J. Wilmore, D. Costill & L. Kenney Physiology of sport and exercise 2008 Human Kinetics Engleski
Rusov, L. Mehanika. Deo 3, Dinamika 1990 Naučna knjiga, Beograd Srpski jezik
Irving Herman Physics of human body 2007 Springer Engleski
Meščerski, I. Zbirka zadataka iz teorijske mehanike 2000 Građevinska knjiga, Beograd Srpski jezik
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Predmetna aktivnost
Usmeni deo ispita
Predispitna
Ne
Obavezna
Da
Broj poena
30.00
Predmetna aktivnost
Prisustvo na predavanjima
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
5.00
Predmetna aktivnost
Prisustvo na vežbama
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
5.00
Predmetna aktivnost
Domaći zadatak
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
5.00
Predmetna aktivnost
Domaći zadatak
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
5.00
Predmetna aktivnost
Domaći zadatak
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
5.00
Predmetna aktivnost
Praktični deo ispita - zadaci
Predispitna
Ne
Obavezna
Da
Broj poena
40.00
Predmetna aktivnost
Domaći zadatak
Predispitna
Da
Obavezna
Da
Broj poena
5.00
Predavanja
Predavanja
Auditorne vežbe
Auditorne vežbe