第1章 力学
力学是研究力作用于物体使之产生运动的物理学分支。它是第一个将物理定律成功地应用于生命体系的物理学领域,主要用于理解动物运动的规律。现代的力学概念首先由伊萨克·牛顿在其出版于 1687 年的有关力学的著作《自然哲学之数学原理》中阐明。而人们对力学的研究起源更早,可追溯到公元前四世纪的古希腊哲学家。此外,沉迷于科学和体育的古希腊人也最先将物理原理应用于动物的运动。亚里士多德曾写道:“运动之动物乃通过推挤其下之物而改变其位置……”尽管希腊哲学家提出的一些概念是错的,但是他们对自然普遍原理的寻求为早期的科学思想打下了烙印。
古希腊衰落之后,科学研究工作进入了停歇期。直到文艺复兴开始,包括科学在内的各种活动又重现生机。在文艺复兴期间,达.芬奇(1452-1519)对动物的运动与肌肉的功能做了详细的观察和研究。达.芬奇之后,数以百计的科学家做了进一步的研究,随着分析技术和仪器的发展,增进了对动物运动的力学原理的理解。今天人体运动的研究成为人体运动学以及生物力学的一部分。人体运动学主要针对运动员的活动研究人体运动,而生物力学则涵盖更广的领域——不仅包括肌肉运动,也包括骨骼和组织(如肺、心脏)的力学性质的研究。义肢与人工心脏等设备的制造是当前生物力学研究的活跃领域。
本章内容分为以下几部分:前两节是有关质点的运动学和动力学;第三节主要讨论静力平衡与作用在人体肌肉和骨骼上的力;第四节讨论刚体的转动。