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Biomecânica
EB+EMec 2007 . 2008 - 1º semestre
Specification sheet Specific details
Learning goals
- Aplicar as leis de conservação da mecânica a alguns problemas de biomecânica
- Determinar as forças exercidas nas diferentes articulações do corpo humano - Caracterizar diferentes materiais pelo seu desempenho em testes sob tracção Determinar deformações e tensões de cedência em materiais sujeitos a vários tipos de forças. Resolver problemas de fluidos compressíveis e incompressíveis em equilíbrio. Conhecer alguns modelos de visco-elasticidade Syllabus
1- Introdução: Consequências das leis de Newton: as leis de conservação. Aplicações. O balistocardiograma.
2- Estática: estabilidade de estruturas em problemas do domínio da biomedicina 3- Meios deformáveis: conceitos gerais; tensor das deformações; condições de compatibilidade; tensor das tensões; condição de equilíbrio estático; energia da deformação; lei generalizada de Hooke; materiais isotrópicos; materiais isotrópicos bidimensionais, o círculo de Mohr; materiais monotrópicos e ortotrópicos; critérios de cedência e de rotura; fadiga; aplicações a problemas do domínio da biomedicina. 4- Equações constitutivas para fluidos: fluidos em equilíbrio, a equação de Euler, fluidos com viscosidade, a equação de Navier-Stokes. 5- Viscoelasticidade: materiais isotrópicos com comportamento visco-elástico linear: modelo de Kelvin-Voigt, modelo de Maxwell e modelo padrão. Prerequisites
Análise Infinitesimal Álgebra Linear e Geometria Analítica Física Geral Generic skills to reach
. Competence in information management;. Critical thinking; . Competence in autonomous learning; . Adaptability to new situations; . Competence in applying theoretical knowledge in practice; . Competence in analysis and synthesis; . Competence in oral and written communication; . Competence to communicate with people who are not experts in the field; . Self-criticism and self-evaluation; (by decreasing order of importance) Teaching hours per semester
Assessment
Bibliography of reference
- N. Ozkaya e M. Nordin, Fundamentals of biomechanics: equilibrium, motion and
deformation, Springer, 1999. - George B. Benedek, Felix M. H. Villars, Physics : with illustrative examples from medicine and biology, vol. 1 : mechanics, Springer, 2000. - B. Bhatia e R. N. Singh Mechanics of deformable media, IOP, 1986. - Y. C. Fung A First Course in Continuum Mechanics for physical and biological Engineers and scientists, Prentice Hall. - J. J. Pedroso de Lima Biofísica Médica, 2003. - V. Dias da Silva, Mecânica e Resistência dos Materiais, Edições Zuari, 2004. Teaching method
Apresentação dos diferentes tópicos ilustrados com aplicações práticas.
Os alunos deverão resolver problemas autonomamente. Haverá quatro trabalhos de laboratório relacionados com os tópicos leccionados. Sempre que necessário breve introdução das técnicas matemáticas necessárias à compreensão dos temas e resolução dos problemas físicos: tensor de segunda ordem, integrais múltiplos, noção de gradiente. Resources used
Laboratório: Determinação do CM de uma pessoa, do peso de uma perna, do diagrama deformação/tensão de vários materiais. Estudo de um material sujeito a torção ou a flexão. |