PRESENTAZIONE

La biomeccanica si occupa delle basi meccaniche/anatomiche del movimento umano. La comprensione della biomeccanica del movimento umano è necessaria per la prevenzione e il trattamento delle lesioni muscolo-scheletriche e la progettazione di aiuti per la riabilitazione.

Il modulo tratta l'introduzione dei principi di biomeccanica e come questi potrebbero essere applicati per l'analisi del movimento del corpo umano.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Conoscere e rafforzare la preparazione di base degli studenti sui principali concetti di Bioingegneria e informatica, volti alla preparazione di base del laureato di Scienze Motorie.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

In questo modulo si apprenderanno gli strumenti per l'analisi biomeccanica del movimento umano. L'obiettivo è il raggiungimento della comprensione dei principi meccanici e anatomici che governano il movimento umano e lo sviluppo della capacità di collegare la struttura del corpo umano con la sua funzione attraverso una prospettiva meccanica.

Alla fine delle lezioni gli studenti saranno in grado di

- identificare i principi meccanici fondamentali relativi al movimento umano

- descrivere il moto con una terminologia meccanica e biomeccanica precisa

- applicare le leggi meccaniche della fisica applicata al movimento umano

- risolvere problemi biomeccanici utilizzando le leggi della fisica applicata

- capire come le strutture muscolo-scheletriche influenzano il movimento umano

- applicare le leggi della fisica alla modellizzazione di problemi meccanici

- applicare i concetti, i metodi e le tecniche della biomeccanica allo studio delle funzioni del corpo umano

- descrivere fisicamente e matematicamente le diverse categorie meccaniche di materiali, con particolare attenzione ai biomateriali

- utilizzare il quadro matematico dei diversi modelli biomeccanici per risolvere problemi concettuali e numerici

- comprendere i diversi tipi di modelli utilizzati in biomeccanica e la loro utilità

- comprendere i fondamenti e le applicazioni biomediche del bilanciamento della forza e della coppia nel sistema muscolo-scheletrico.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali interattive. La partecipazione attiva è incoraggiata per favorire il pensiero critico e la risoluzione interdisciplinare dei problemi. Gli studenti con disabilità certificate (DSA) sono invitati a contattare l'insegnante per discutere il supporto personalizzato e le modalità di adattamento.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Cinematica lineare e angolare:

• piani di riferimento e asse di rotazione;
• moto lineare, rettilineo e curvilineo; movimento angolare, tecniche di base per l'analisi cinematica
• equazioni di accelerazione costante e movimento del proiettile, interpretazione dei dati cinematici
• cinematica del corpo rigido
• gradi di libertà, coppie cinematiche, articolazioni del corpo

Cinetica lineare e angolare:

• le leggi di Newton del moto e della gravitazione, centro di massa di un corpo, tipo di forze
• diagrammi del corpo libero, bracci e leve di momento, forze di reazione
• statica, applicazione della statica al corpo umano
• momento d'inerzia, momento angolare, dinamica del corpo rigido
• antropometria
• quantità di moto e impulso; lavoro, energia e potenza, stabilità ed equilibrio; interpretazione dei dati cinetici.

Movimento umano in un mezzo fluido:

• galleggiabilità, resistenza, sollevamento e propulsione.

Meccanica del sistema muscoloscheletrico

• Carichi dei tessuti
• Curva sforzo-deformazione
• Proprietà biomeccaniche dei tessuti biologici

Architettura e dinamica muscolare 

• Relazione forza-lunghezza, forza velocità
• Modello di Hill

Geometria muscoloscheletrica

• Momenti articolari
• Relazione momento-angolo articolare
• Applicazioni

Modelli di cammino e corsa

• Ciclo del cammino e della corsa
• Ruolo della reazione vincolare del suolo nel cammino e nella corsa
• Bilancio di energia nel cammino e nella corsa
• Modello ballistico, modello dinamico, modello massa-molla, modello della "tuned track"
• Transizione cammino-corsa
• Costo metabolico

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale di studio ed approfondimento sarà fornito mediante il sito web del corso.

Letture aggiuntive/bibliografia

Giovanni Legnani e Giacomo Palmieri. "Fondamenti di Meccanica e Biomeccanica del Movimento",2016. Città Studi Edizioni.

Boccardi, Cinesiologia , società editrice Univers

Cappello, A. Cappozzo, P. di Prampero, “Bioingegneria della postura e del movimento”, Patron Editore

McGinnis, P. (2013). Biomechanics of Sport and Exercise With Web Resource and MaxTRAQ 2D Software Access (3rd ed.). Champaign, P.Grimshaw, A. Lees, N. Fowler, A. Burde, “Sport and Exercise Biomechanics”, Taylor & Francis

Hall, S. (2012). Basic Biomechanics (6th ed.). New York, NY: McGraw-Hill.

Hamill, J., & Knutzen, K. (2008). Biomechanical Basis of Human Movement (3rd ed.). Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.

Knudson, D. (2007). Fundamentals of Biomechanics (2nd ed.). New York, NY: Springer.

Nordin, M., & Frankel, V. (2012). Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System (4th ed.). Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.

Ozkaya, N., Nordin, M., Goldsheyder, D., & Leger, D. Fundamentals of Biomechanics: Equilibrium, motion, and deformation (3rd ed). New York, NY: Springer

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il corso avrà inizio secondo il calendario accademico ufficiale del Corso di Laurea.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame finale consisterà in una prova scritta di 15 domande a risposta multipla della durata di un'ora e mezza. In alcuni casi potrebbe esserci la possibilità di un orale (vedasi  sezione MODALITA' DI ACCERTAMENTO)

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta valuterà la acquisizione delle conoscenze relativi ai problemi biomeccanici e al movimento umano trattati nelle lezioni e l'acquisizione della capacità di un'analisi critica dei problemi. Ogni risposta corretta viene valutata con un punteggio di 2 punti. Le risposte errate e mancanti verranno conteggiate con un punteggio pari a 0. Il voto della prova scritta sarà ottenuto sommando i punteggi per ogni domanda corretta per un totale massimo di 32/30.

Se si ottiene un voto insufficiente (>= 16 e <18) si potrà beneficiare di un breve esame orale per raggiungere un voto sufficiente. L'eventuale prova orale valuterà la capacità di applicare i principi logici e matematici e l'acquisizione della capacità di un'analisi critica dei problemi relativi ai problemi biomeccanici e al movimento umano trattati nelle lezioni. La prova orale valuterà:
- comprensione approfondita dei concetti teorici del corso;
- uso di una terminologia appropriata;
- capacità di tradurre i concetti teorici in contesti pratici.

ALTRE INFORMAZIONI

Chiedere al docente per ulteriori informazioni non incluse nella scheda insegnamento