Т ошкент давлат транспорт университети талипов миразиз миркадирович

1 - расм. Поезд тузувчи меҳнат фаолиятидаги механик иш ва энергиясини назарий таҳлилига оид физик модел
Моделлардан кўриниб турибдики, поезд тузувчи танаси биозвенолари массалари координаталарини пиёда юриш жараёнида, вагоннинг махсус зиначаси (“подножка”)да ҳаракатланиш, бошмоқларни олиш ва қўйиш, нарвонлардан чиқиш пайтида ўзгаради. Бу жараён тана бўғинларини ҳаракатга келтирадиган мушаклар кучини «механик иш» бажариши орқали амалга ошади. Бажарилган «механик иш»нинг энергия сарфи ҳаракат фаолияти турига ва кўрсаткичларига боғлиқ бўлиб, унинг миқдори поезд тузувчи пиёда юрганда, юк вагоннинг махсус зиначаси (“подножка”си)га чиқишда, махсус зинача (“подножка”)да туриб ҳаракатланишда ва ундан тушишда, бошмоқларни қўйишда ва олишда, вагонлар нарвончаларидан чиқишда ва тушишда турли қийматларга эга бўлади.
Инсон танаси ноконсерватив шаклдаги биомеханик тизим сифатида қабул қилинганда, механик ҳаракат энергиясининг сақланиш қонунига биноан, юқорида келтирилган моделлардаги инсон танасининг умумий энергиясини қуйидаги тенглама ёрдамида ифодалаш мумкин:

бу ерда W_u - тананинг умумий энергияси, Дж; W_k – тананинг кинетик энергия, Дж; W_p – тананинг потенциал энергияси, Дж; U – тананинг ички энергияси, Дж.
Биомеханик тизимидаги энергиянинг ўзига хос хусусияти шундаки, ҳаракат пайтида энергиянинг бир қисми ҳаракатлантирувчи ҳаракат бажаришга сарфланади, иккинчи қисми захира энергияни тикланмайдиган йўқолишига, учинчи қисми сақланади ва кейинги ҳаракатларда ишлатилади. Ҳаракатлар пайтида сарфланган энергия ва бунда бажарилган «механик иш»ларни ҳисоблашда, юқорида келтирилган (1 - расмга қаранг) инсон танаси анатомик тузилишга ўхшаш кўп бўғинли биомеханик тизимнинг физик модели сифатида ифодаланади.
Исталган лаҳзадаги инсон танасининг тўлиқ механик энергиясини алоҳида тана биозвеноларининг механик энергияларини қўшиш орқали ҳисоблаш мумкин:

бу ерда, – потенциал, кинетик ва айланма кинетик энергия, Дж; i = 1, 2, 3 ... биозвенолар сони; m_i – тана биозвенолари массалари, кг; g - эркин тушиш тезланиши, м/с²; h_i – тана биозвенолари массалари марказининг қандайдир нол даражадан (масалан, маълум бир жойда ер юзасидан) баландлиги, м; - биозвенолар массалари марказининг илгариланма ҳаракат тезлиги, м/с; J_i - биозвенолар массалари марказидан ўтувчи оний айланиш ўқига нисбатан инерция моменти, кг·м²; – биозвенолар массаларини оний бурчак тезлиги, с^-1.
Тананинг умумий механик энергиясини ҳаракатланаётган поезд тузувчи танасининг потенциал ва кинетик энергиясига ҳамда физик моделдаги тана биозвенолари массаларини умумий масса марказига нисбатан илгариланма ҳамда айланма ҳаракатларининг кинетик энергияларига ажратиш мумкин. У ҳолда, юқоридаги исталган лаҳзадаги инсон танасининг тўлиқ механик энергиясини формуласи (2) қуйидаги кўринишга келади:

бу ерда, m – инсон танасининг массаси, кг; g - эркин тушиш тезланиши, м/с²; h – тананинг умумий масса марказини ҳаракат юзаси сатҳидан баландлиги, м; - умумий масса марказининг мутлақ тезлиги, м/с; m_i – бош, елка, қўл, бошмоқ, тана, сон, оёқ, пойларни массалари, кг; J_i - бош, елка, қўл, бошмоқ, тана, сон, оёқ, пойларни инерция моментлари, кг·м²; – бош, елка, қўл, бошмоқ, тана, сон, оёқ, пойларни бурчак тезликлари, с^-1.
Формуланинг (3) биринчи ва иккинчи ҳадлари танани масса марказига нисбатан ҳаракатининг тўлиқ энергиясини ифодалайди ва унинг қиймати тананинг потенциал ва кинетик энергиясининг йиғиндисига тенг. Механиканинг қонунларига асосан тана масса марказининг ҳаракати поезд тузувчининг кўп биозвеноли физик моделидаги инсон танасининг биомеханик тизимига таъсир этадиган ташқи кучлар туфайли содир этилади.
«Ташқи иш» поезд тузувчи танасининг потенциал ва кинетик энергияларини сарфи ёки ўзгариши туфайли бажарилган ишларнинг йиғиндисидан иборат:

Поезд тузувчилар меҳнат фаолиятида «ташқи иш» бажариш учун ҳосил қилиши шарт бўлган механик қувват орқали, уларнинг жисмоний ҳаракат сифатлари натижаларини ҳисобга олиб, касбий мувофиқлик услубини яратиш, назарий асослаш ҳамда баҳолаш мумкин.
Юқорида келтирилган «ташқи иш»ни ҳисоблаш формуласидан (4) фойдаланиб, поезд тузувчи «механик қувват»ини қуйидаги формула ёрдамида аниқлаш мумкин:

Поезд тузувчи «ташқи иш» бажариш жараёнидаги жисмоний ҳаракатлари пайтидаги тана умумий масса марказини координаталари, тезлиги ва тезланишини ҳисобга олиб, (5) формулани қуйидаги кўринишда ифодалаш мумкин:

бу ерда – тананинг умумий масса марказини тезланиши, м/с.
Поезд тузувчи «ташқи иш» бажаришга сарф қиладиган механик қувват, унинг таянч-ҳаракат аппарати мушаклари кучини ҳаракатланаётган юза билан пойабзал орасидаги илашиш (ишқаланиш) кучи билан ўзаро таъсири туфайли пайдо бўладиган ҳаракатлантирувчи куч орқали ҳосил қилинади. Шуни инобатга олиб поезд тузувчи «ташқи иш» бажаришга сарф қиладиган механик қувватни қуйидагича аниқлаш мумкин:

бу ерда, F_kt – поезд тузувчи танаси ва юкни (кўтариш ёки тушириш) оғирлик кучи, Н; F_h – ҳаракатлантирувчи куч, Н.
Горизонтал ташқи иш бажариш учун инсон гавдаси ҳосил қилиши талаб қилинадиган механик қувват ташқи куч катталигига ва гавдани пиёда юришдаги илгариланма ҳаракат тезлигига боғлиқ, тез юриш ёки югуриш ҳаракатланиш пайтида бажариладиган ташқи иш учун сарф бўладиган механик қувватни орттиришни талаб қилади.
Турли ишларни бажариш жараёнида поезд тузувчи пиёда юрганда, вагоннинг махсус зиначаси (“подножка”си)га чиқишда, махсус зиначада (“подножка”да) туриб ҳаракатланишда ва ундан тушишда, бошмоқларни қўйишда ва олишда, вагонлар нарвончаларидан чиқишда ва тушишда, тана биозвеноларининг оғирлик, ҳаракатлантирувчи, илашиш, сирпаниш, инерция кучларини координаталари ва қийматлари тана ҳолатига мос равишда ўзгаради. Қайд этилган фаразларни ҳисобга олиб поезд тузувчи танаси биозвенолари оғирлик, мушак, илашиш ва ҳаракатлантирувчи кучларининг, пиёда юриш жараёнида, вагоннинг махсус зиначаси (“подножка”си)да ҳаракатланиш, бошмоқларни олиш ва қўйиш, нарвонлардан чиқиш пайтида жойлашуви акс эттирилган физик моделлари ишлаб чиқилди (2-расмга қаранг).

1-пиёда юриш; 2 - вагон “подножка”сида ҳаракатланиш; 3 - бошмоқ қўйиш;
4 - вагон нарвонидан чиқиш.