BİYOMEKANİK

AMAÇ

Bu dersin amacı öğrencilerin, • mühendislik ve bilimde biyomekaniğin rolünü anlamalarını, • biyolojik sistemlerin mekanik davranışını analiz etmek için mekaniğin ilkelerini tanımalarını, • matematiğin ilgili kavramlarını ve fiziğin temel yasalarını kullanarak biyomekanik sistemlerin hareketini analiz etmeleri için çözümler geliştirmelerini, • mekanik elemanlar ile insane vücüdu kısımlarının benzerliğine dayanan çeşitli biyomekanik modellerin analizini ve benzetimini yapmalarını, • hesaplama araçlarını kullanarak biyomekanik modelleri analiz etme, yorumlama ve sunma becerilerini geliştirmelerini sağlamaktır.

İÇERİK

Bu ders; Biyomekaniğe Giriş,Biyomekaniğin Uygulamaları, Biyomekaniğin Temelleri, Kuvvet Vektörleri,Kuvvet Sistemlerinin Bileşkesi, Belirli bir Eksen etrafındaki Kuvvetin Momenti, İkiz Kuvvet Momenti, Kuvvet Tipleri, Bir Cisimciğin Dengesi, Serbest Cisim Diyagramı, Statik: Newton Yasası, Denge Denklemleri, Kısıtlar ve Tepkiler, Destekleyici Yapılar,Yayılı Yükleme, Rijit Cismin Dengesi, Destek Tepkimeleri, Denge Denklemleri, İkiz Kuvvet Elemanları,Üç Kuvvet Elemanları, 3B Serbest Cisim Diyagramları, Denge Denklemleri, Kısıtlamalar ve Statik Belirleme,Statiğin Biyomekaniğe Uygulamaları (Dirsek Mekaniği, Omuz Mekaniği, Omurilik Mekaniği, Kalça Mekaniği, Diz Mekaniği) ,Statiğin Biyomekaniğe Uygulamaları (Omurga Mekaniği, Kalça Mekaniği, Diz Mekaniği),İç Kuvvetler ve Momentler, Eksenel Kuvvet, Kesme Kuvveti, Eğilme Momenti, Bükülme Momenti,Kesme ve Moment Denklemleri ve Diyagramları, Biyomekanik alanda uygulamaları, Kuru Sürtünmenin Özellikleri & Kuru Sürtünmeyi İçeren Problemler,Ağırlık Merkezi, Kütle Merkezi ve Bir Cismin Merkez Noktası, Alanlar İçin Atalet Momentlerinin Tanımı,Kompozit Alanlar için Paralel Eksen Teoremi, Dönme Yarıçapı ve Atalet Momenti,Bir Alan için Atalet Çarpımı, Bir Alan için Eğik Eksenlere Göre Atalet Momentleri, Mohr Dairesinde Eylemsizlik Momentleri, Kütle Atalet Momenti,İşin Tanımı, Sanal İş Prensibi, Sisteme Bağlı Katı Cisimler için Sanal Çalışma Prensibi,Korunumlu Kuvvetler, Potansiyel Enerji, Denge için Potansiyel Enerji Kriteri, Denge Konfigürasyonunun Kararlılığı; konularını içermektedir.

1. 1

   2. Use fundamental principles of mechanics to analyze biomechanical systems, such as the human musculoskeletal system.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

2. 2

   3. Obtain the internal shear force and bending moment and express them in the shear-moment diagrams at a specific point.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

3. 3

   4. Analyzes the effect of static and dynamic friction force acting on two interacting objects.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

4. 4

   5. Recognize the concept of centre of gravity, mass and geometric centre, the moment of inertia and mass moment of inertia of a composite body or an object, virtual work model, and apply it in a biomechanical model.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

5. 5

   6. Analyzes and simulates a biomechanical model under static conditions using technical skills such as MATLAB / Simulink, C++, and CAD simulation environment.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

6. 6

   1. Perform modelling of an object under static conditions and applies it in the field of biomechanics.

   Öğretim yöntemi: Tartışma Yöntemi, Bireysel Çalışma Yöntemi, Proje Temelli Öğrenme Modeli, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Klasik Yazılı Sınav, Ödev, Proje Görevi

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   Biyomekaniğe Giriş,Biyomekaniğin Uygulamaları, Biyomekaniğin Temelleri, Kuvvet Vektörleri

   Ön hazırlık: Ders sunuları

2. HAFTA 2

   Kuvvet Sistemlerinin Bileşkesi, Belirli bir Eksen etrafındaki Kuvvetin Momenti, İkiz Kuvvet Momenti, Kuvvet Tipleri, Bir Cisimciğin Dengesi, Serbest Cisim Diyagramı, Statik: Newton Yasası, Denge Denklemleri, Kısıtlar ve Tepkiler, Destekleyici Yapılar

   Ön hazırlık: Ders sunuları

3. HAFTA 3

   Yayılı Yükleme, Rijit Cismin Dengesi, Destek Tepkimeleri, Denge Denklemleri, İkiz Kuvvet Elemanları

   Ön hazırlık: Ders sunuları

4. HAFTA 4

   Üç Kuvvet Elemanları, 3B Serbest Cisim Diyagramları, Denge Denklemleri, Kısıtlamalar ve Statik Belirleme

   Ön hazırlık: Ders sunuları

5. HAFTA 5

   Statiğin Biyomekaniğe Uygulamaları (Dirsek Mekaniği, Omuz Mekaniği, Omurilik Mekaniği, Kalça Mekaniği, Diz Mekaniği)

   Ön hazırlık: Ders sunuları

6. HAFTA 6

   Statiğin Biyomekaniğe Uygulamaları (Omurga Mekaniği, Kalça Mekaniği, Diz Mekaniği)

   Ön hazırlık: Ders sunuları

7. HAFTA 7

   İç Kuvvetler ve Momentler, Eksenel Kuvvet, Kesme Kuvveti, Eğilme Momenti, Bükülme Momenti

   Ön hazırlık: Ders sunuları

8. HAFTA 8

   Kesme ve Moment Denklemleri ve Diyagramları, Biyomekanik alanda uygulamaları

   Ön hazırlık: Ders sunuları

9. HAFTA 9

   Kuru Sürtünmenin Özellikleri & Kuru Sürtünmeyi İçeren Problemler

   Ön hazırlık: Ders sunuları

10. HAFTA 10

    Ağırlık Merkezi, Kütle Merkezi ve Bir Cismin Merkez Noktası, Alanlar İçin Atalet Momentlerinin Tanımı

    Ön hazırlık: Ders sunuları

11. HAFTA 11

    Kompozit Alanlar için Paralel Eksen Teoremi, Dönme Yarıçapı ve Atalet Momenti

    Ön hazırlık: Ders sunuları

12. HAFTA 12

    Bir Alan için Atalet Çarpımı, Bir Alan için Eğik Eksenlere Göre Atalet Momentleri, Mohr Dairesinde Eylemsizlik Momentleri, Kütle Atalet Momenti

    Ön hazırlık: Ders sunuları

13. HAFTA 13

    İşin Tanımı, Sanal İş Prensibi, Sisteme Bağlı Katı Cisimler için Sanal Çalışma Prensibi

    Ön hazırlık: Ders sunuları

14. HAFTA 14

    Korunumlu Kuvvetler, Potansiyel Enerji, Denge için Potansiyel Enerji Kriteri, Denge Konfigürasyonunun Kararlılığı

    Ön hazırlık: Dersin sunuları

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı30%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı70%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• 1. Russell C. Hibbeler: Engineering Mechanics: Statics & Dynamics (14. Basım), Prentice Hall, 2016, ISBN-9780133915457. 2. N. Özkaya, D. Leger, D. Goldsheyder, M. Nordin: Fundamentals of Biomechanics: Equilibrium, Motion, and Deformation (4. Basım), Springer, 2016, ISBN-9783319447384.
• 1. Peter M. McGinniss: Biomechanics of Sport and Exercise (3. Baskı), Human Kinetics, Champaign, 2013, ISBN-13: 9780736089104. 2. J. Hamill, K. Knutzen, T. Derrick: Biomechanical Basis of Human Movement (4.Basım), Lippincott, Williams and Wilkins, 2014, ISBN-13:9781451177305. 3. John McLester, Peter St. Pierre: Applied Biomechanics: Concepts and Connections (1.Basım), 2008, ISBN-13: 9780495105862.

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assist.Prof. Elif HOCAOĞLUKOORDİNATÖR
• Assist.Prof. Elif HOCAOĞLU