امتحان الميكانيكا الحيوية الفصل الدراسي الاول

                                                                                                      بسم الله الرحمن الرحيم

السؤال الأول:                                                                    الدرجة (10)

الميكانيكا الحيوية هو العلم الذي يبحث في حركة جسم الكائن الحي في ضوء ذلك تكلم عن:ـــ

1-  المهارات المفتوحة والمهارات المغلقة.                           الدرجة (5)

2-  أغراض الميكانيكا الحيوية.                                       الدرجة (5)                                                            

السؤال الثاني:                                                                     

1- لاعبة كرة طائرة قامت بأرسال الكرة لملعب الفريق المنافس علما بأن الكرة كانت علي ارتفاع ( 1) واحد مترالمطلوب حساب سرعة الكرة علما بأن كتلها =  50 كيلوجرام وما هي حساب طاقة الوضع للكرة قبل التصويب وما هي حساب طاقة الحركة للكرة بعد التصويب؟                الدرجة (7)                                                                        

2-    قامت متسابقة بالعدو من النقطة أ الي النقطة ب شمالاً مسافة 5م في زمن قدرة 2ث ومن النقطة ب الي النقطة جـ  مسافة 3م في زمن قدرة 5ث غرباً ومن النقطة جـ الي النقطة د مسافة 5م في ومن قدرة 5ث جنوباً ومن النقطة د الي النقطة هـ مسافة 4م في زمن قدرة 8ث جنوباً؟        

 1-احسبي المسافة الكلية المقطوعة؟         2- سرعة المتسابقة ؟                     3 - الازاحة الحادثة؟                                   4- السرعة المتجهة؟          الدرجة (8)

     3-  حددي موضع مركز ثقل كتلة نظام مكون من ثلاثة أجزاء علما بأن وزنها =60 نيوتن مع الرسم ؟    

الدرجة (5)

نموذج الاجابة

المهارات المفتوحة والمهارات المغلقة:

تؤدى كل المهارات الرياضية بشكل عام فى بيئة ميكانيكية متعادلة على كل الرياضيين، فالمهارة قدرة عالية على الإنجاز سواء كانت تؤدى بشكل فردى أو داخل فريق أو صد خصم أو بأداة أو على جهاز أو بدون ذلك.وعندما تكون ظروف الأداء محسوبة أو معروفة، ويكون اللاعب متحرراً من شروط ملزمة كضرورة ضبط التوقيت بالإسراع أو الإبطاء تسمى بالمهارة المغلقة، ومن أمثلتها الإرسال فى التنس، رمى الرمح ، الوثب العالى، الرمية الحرة فى كرة السلة، مهارات الغطس، رفع الأثقال.وفى هذه المهارات تكون ظروف الأداء معروفة سلفاً ولا تحتاج إلى اتخاذ قرارات سريعة كاستجابة لأي متغيرات غير متوقعة. حيث تعمل العضلات المسئولة عن الأداء فى ظل إدراك تام بالظروف المحيطة بالأداء.أما إذا تم أداء المهارة كاستجابة للعوامل والمتغيرات غير المتوقعة فتسمى بالمهارة المفتوحة، ومن أمثلتها مهارات المصارعة والملاكمة ومهارات الاستقبال بأنواعها.

المهارات المنفصلة والمهارات المتصلة :

من وجهة النظر الوصفية (الكنماتيكية) يمكن التعريف بالمهارة من حيث شكلها الخارجى، فكل مهارة بداية ونهاية واضحة، لذا فإن المهارات التى تتميز بهذه الخاصية تسمى بالمهارات المنفصلة، ومن أمثلة المهارات المفصلة، الإرسال فى التنس، الوقوف على اليدين، الرمية الحرة فى كرة السلة، الوثب الطويل..أما إذا أصبح تحديد بداية ونهاية المهارة أمراً صعباً فإنه يطلق عليها المهارة المتصلة ومن أمثلتها الجرى والتجديف والدراجات.

الأساس الأول: قوة البداية والوضع الأنسب للقوى القصوى.

وكلما كان التكامل أكبر بمعنى كلما كانت المساحة تحت منحنى القوة مع الزمن أكبر، كلما كان مقدار كمية الدفع أكبر. ومن البديهى أن تكون المساحة بالنسبة لرياضى مدرب أكبر منها بالنسبة لطفل، كذلك سيرتفع منحنى القوة بالنسبة له نظراً لكبر قيمة القوة المطلقة لديه، ولذلك لابد من التأكد عما إذا كانت خاصية منحنى القوة مع الزمن لها تأثير على محتويات المساحة – بمعنى على مقدار دفع القوة – فى حالة استخدام نفس القوة.الواقع أنه إذا كانت مسافة العجلة غير محددة فإن ذلك لا يؤثر على خاصية منحنى القوة. وسيتساوى بذل قوة كبيرة فى زمن قصير مع بذل قوة صغيرة فى زمن كبير لأن حاصل الضرب سيكون واحداً. أما إذا كانت مسافة العجلة محددة فإنه يلزم أن يكون تأثير القوة كبيراً منذ البداية حتى النهاية على طول مسافة العجلة، حتى نحصل على مساحة أكبر لدفع القوة. وهذا هو الحال فى الحركات الرياضية لأن طول مسافة العجلة محددة تشريحياً بالنسبة للإنسان.ولو تأملنا حركة الوثب لأعلى البسيطة التى تؤدى من وضع (الوقوف – ثنى الركبتين) دون عمل الحركة التمهيدية لأعطانا ذلك العلاقة تعمل قوى العضلات قبل بداية الوثب على موازنة قوة الجاذبية فى وضع الابتداء بمعنى أن محصلة القوى تساوى صفراً. ولكن بمجرد أن يزيد مقدار قوة العضلات عن وزن الجسم (قوة الجاذبية الأرضية) بمعنى أن تصبح محصلة القوى موجبة وتتجه إلى أعلى، يبدأ حدوث الحركة. وباستمرار زيادة قوى العضلات بتسارع الجسم بشدة بمعنى تزايد سرعته. ولقد كانت المفاصل منثنية قبل بدء الحركة، ثم بدأت فى المد أثناء الحركة ولكنها ستصل إلى المد الكامل  لها بانتهاء الدفع وهذا يعنى انتهاء تأثير القوة وأن الجسم قد وصل فى هذه اللحظة إلى سرعته القصوى. وبما أن الجسم يقع تحت تأثير قوة الجاذبية فقط أثناء الطيران، وهذه تعمل على فرملة الحركة فإن المحصلة تصبح سالبة، أما فى حالة الوثب لأعلى من وضع الوقوف ثم عمل حركة تمهيدية وذلك بثنى الركبتين قليلاً أولاً ثم الوثب لأعلى، فإن قوة الجاذبية تعمل أولاً على هبوط الجسم إلى أسفل ولذلك تعمل قوة العضلات على إيقاف هذا الهبوط ويكون تأثيرها فى اتجاه عكس تأثير قوة الجاذبية أي إلى أعلى. ولذلك يجب أن تتواجد قوة عضلية أكبر من قوة الجاذبية بمعنى أن يكون هناك قوة إيجابية. وهذه ميزة كبيرة أن تتواجد قوة محصلة إيجابية متجهة إلى أعلى عندما يكون مركز ثقل الجسم فى موضع منخفض بمعنى عند بداية حركة الونثب الأصلية إلى أعلى. وهذه القوة الإيجابية هى التى تسمى بقوة البداية وينتج عن ذلك اكتساب المساحة السوداء المبينة بالشكل التالى نتيجة لوجود قوة البداية، وذلك على عكس ما حدث فى الحركات الأولى (الوثب إلى أعلى من وضع الوقوف ثنى الركبتين دون عمل الحركة التمهيدية).

ولا يتيسر ذلك إلا إذا تمت عملية الانتقال من الثنى إلى المد بطريقة انسيابية.

ومن الناحية البيولوجية نرى أن الفرملة الشديدة أثناء حركة ثنى الركبتين مع الانتقال الانسيابى من الثنى إلى المد سوف تجعل قوى العضلات تصل إلى الحد الأقصى لها فعلاً عند بداية حركة المد. وستكون جميع ألياف العضلات المساعدة عند نهاية عملية الفرملة فى مثل الحالة السالفة قد تخطت عتبة الإثارة بمعنى أن جميع الألياف تجهد نفسها لكى تقصر – ولسوف تجبر على التمدد بسبب حركة الثنى التى تعبر حملاً خارجياً فتعمل على إيقاف ذلك بالقوة المطلقة لها. وعليه فسوف تتواجد القوى القصوى عند بداية العجلة.

كتلة الزراع =1×50/100 =3

كمية الحركة الاولي= كتلة الزراع 3×السرعة الابتدائية 10= 30 كجم .م/ث

كمية الحركة الثانية = كتلة الزراع 3×السرعة النهائية 5= 15   كجم .م/ث

الفرق بين السرعة النهائية والسرعة الابتدائية 30-15=15 كجم .م/ث

سرعة الكرة =15 / 0.300= 50.00 م/ث.

طاقة الوضع قبل الركل = الكتلة × عجلة الجازبية الارضية × الارتفاع  PE=m×G×h

طاقة الوضع قبل الركل = 0.300× 9.81 ×1= 2.943

طاقة الحركة  بعد الركل = 1/2 × الكتلة × مربع السرعة   KE=1/2m×v2

طاقة الحركة  بعد الركل = 1/2 × 0.300 × (50)2 =0.150×2500=375 جول

1-    قامت متسابقة بالعدو من النقطة أ الي النقطة ب شمالاً مسافة 5م في زمن قدرة 2ث ومن النقطة ب الي النقطة جـ  مسافة 3م في زمن قدرة 5ث غرباً ومن النقطة جـ الي النقطة د مسافة 5م في ومن قدرة 5ث جنوباً ومن النقطة د الي النقطة هـ مسافة 4م في زمن قدرة 8ث جنوباً؟        

 1-احسبي المسافة الكلية المقطوعة؟         2- سرعة المتسابقة ؟                    

 3-الازاحة الحادثة؟                                   4- السرعة المتجهة؟   

المسافة =17 متر

السرعة =17/20 =0.85 م/ث   الازاحة= 5م  السرعة المتجهة= 5/20=0.25م/ث

وزن اليد و الساعد و العضد ×الاحداثي X /وزن الكتلة= 0.6×10 + 1.2×7 +1.8× 2/ مجموع الوزن =3.6=  5

اليد و الساعد و العضد ×الاحداثي  y / مجموع الوزن = 0.6×20 + 1.2×15 +1.8× 5/ مجموع الوزن =3.6=  10.83

السؤال الثالث

         أ‌-        اشرحى نقاط القوة ونقاط الضعف في تعريفات الميكانيكا الحيويه .  (5) درجات

الورقه الدراسيه الاولى  

       ب‌-      قارنى بين :(الكتلة والوزن /المطاطية والارتداد / قوة الدفع وقوة المنع / المهارة المفتوحة والمهارة المغلقة / المهارة المتصلة والمهارة المنفصلة ) .       (5) درجات

الورقه الدراسيه الثانيه

تــ ــ وضحى الاسس المتعلقة بقانون القصور الذاتى  وتطبيقها في المجال الرياضى ؟ ثم  أذكرى القانون الثانى والثالث لنيوتن ؟     (10) درجات

-         القانون الاول :

" كل جسم يبقى على حالته في السكون أو الحركة المنتظمة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تعترض حالته "

-         "القانون الثاني "                                        

" أن التغير في الحركة يتناسب مع القوة المحركة المؤثرة في الجسم ويحدث ذلك في الخط المستقيم الذي تؤثر فيه هذه القوة"

-         " القانون الثالث "

" لكل فعل رد فعل مساويا له في المقدار ومضاد له في الاتجاة "

الاسس المتعلقة بقانون القصور الذاتى  وتطبيقها في المجال الرياضى بالمذكرة

مع تحيات استاذ دكتور / محمد عبد الحميد حسن

                                                                استاذ دكتور / زكية عمران