Прочность человека: кости

Много лет назад, когда испытывали парашют русского изобретателя Котельникова, генерал, руководивший испытанием, вдруг засомневался: что если у парашютиста оторвутся ноги? Опыты с куклой-манекеном прошли успешно - но выдержит ли человек мощный рывок раскрывшегося парашюта? С тех пор миллионы прыжков доказали безопасность парашютной техники - но почти ничего не внесли в теорию прочности наших мышц, костей и связок.
Итак, о прочности костей. Сравним их с известными строительными материалами. «Живая» кость приблизительно в пять раз прочнее железобетона - как на сжатие, так и на растяжение. Сопротивляемость кости к разрыву выше, чем у дуба, и приближается к прочности чугуна. Но каких-либо особых рекордов прочности здесь тоже нет.
Человек стоит, сидит и двигается благодаря хорошо сконструированному природой опорно-двигательному аппарату. Аппарат этот — позвоночный столб и конечности — включает в себя активную часть (мышцы) и пассивную (кости, хрящи, связки).
Ученых всегда интересовало, как прочность костей связана с возрастом. Теперь методами биосопромата установили: чтобы сломать реберный хрящ в возрасте 15—20 лет, требуется сила в 13,1 кг, а в возрасте 60 лет - всего 1,5 кг.
Прочность хряща уменьшается в десять раз! Отчего, мы знаем. К 60 годам в костях и хрящах накапливаются отложения солей кальция. А они придают хрящам хрупкость.
Но ведь с подобными неприятностями сталкивается и техника: в ее химических реакторах, змеевиках и трубопроводах тоже откладываются соли. Конечно, техники или медики найдут способ борьбы с отложениями. И тогда те, кто первыми решат проблему, смогут, быть может, помочь другим: медики — техникам или наоборот.
Основное звено в опорно-двигательном аппарате — позвоночник. Он состоит из позвонков, между которыми располагаются межпозвоночные хрящевые диски. Эти диски — своеобразные рессоры, амортизаторы при ходьбе, беге и прыжках. Оказалось, что позвонок выдерживает нагрузку от 400 до 600 кг, а межпозвоночные хрящи — от 700 до 2000 кг. Хрящ прочнее кости. Однако на деформацию растяжения он показал себя менее прочным, чем позвонок. Так что межпозвоночные диски, состоящие из хряща, менее прочны, чем кости, однако более эластичны и упруги, поэтому-то они добросовестно выполняют свою рессорную функцию.
#суставычеловека #костичеловека #прочностькостейисуставов #прочностьпозвоночника