Programma
DIDATTICA FRONTALE
• Introduzione al corso e cenni storici
Biomeccanica: definizione, ambiti applicativi ed origini della Biomeccanica. Dalla Grecia classica ad Alfonso Borrelli. Il metodo per lo studio del movimento. Etienne-Jules Marey e la cronofotografia.
• Sistema di riferimento per l'analisi biomeccanica
Piani e assi di riferimento per i sistemi multi-body. Gradi di libertà per un sistema articolato. Giunti piani e giunti spaziali. Descrizione di posizioni e giaciture di un sistema di riferimento solidale ad un corpo mobile. Scelta dei sistemi di riferimento locali e anatomici. Sistemi per l'analisi della postura e del movimento. Applicazione alle strutture scheletriche e muscolari del corpo umano.
• Articolazioni
Gradi di libertà nelle articolazioni: spalla, gomito e polso. I movimenti elementari dell’arto inferiore: articolazione dell’anca, del ginocchio e tibiotarsica.
• Elementi di cinematica
Analisi di un sistema articolato quadrilatero piano: esempio dei legamenti crociati nel ginocchio. Sistema articolato con due segmenti: modello a parametri concentrati degli arti inferiori. Modello cinematico piano dell'arto inferiore.
• Geometria delle masse
Baricentro di solidi regolari: posizione del baricentro nei segmenti del corpo umano. Baricentro di corpi irregolari: gamba piegata. Momento di inerzia di sezioni piane regolari.
• Elementi di statica
Applicazione dei principi della statica alla biomeccanica. Come esempi l’equilibrio della spalla ed equilibrio del gomito.
ESERCITAZIONI NUMERICHE - Learning by doing -
Esempi di applicazione dell'analisi biomeccanica al modello multi-link del corpo umano.
Utilizzo di piattaforma Open Source per la modellazione e simulazione degli arti inferiori o superiori, singoli o accoppiati, per l’analisi del movimento umano.
Prerequisiti
Sono conoscenze pregresse indispensabili gli argomenti attinenti all'esame di Analisi I, II, Geometria, Fisica I, per poter comprendere i contenuti e conseguire gli obiettivi di apprendimento dell'insegnamento.
Testi di riferimento
• Dispense didattiche fornite dal Docente.
• "Fondamenti di Meccanica e Biomeccanica del Movimento", Giovanni Legnani e Giacomo Palmieri, CittàStudi Torino 2016.
• "Multiscale Modeling in Biomechanics and Mechanobiology", De Suvranu, Hwang Wonmuk, Kuhl Ellen, Springer-Verlag London 2015.
• Nordin M., Frankel V.H. "Basic biomechanics of the musculoskeletal system" 4th Editions.2012 Lippincott Williams & Wilkins
Frequenza
La frequenza al corso è facoltativa.
Modalità di esame
La modalità di svolgimento dell’esame è orale e prevede la verifica degli argomenti svolti in aula.
Modalità di erogazione
Le attività sono organizzate in lezioni frontali integrate con esercitazioni in aula svolte secondo i metodi numerici dell'analisi biomeccanica.
