Роль силовых воздействий в жизнедеятельности организмов.

В живой природе и технике физическое взаимодействие тел реализуется с по­мощью сил, в результате воздействия которых возникает ускоренное движе­ние. Ускоренное движение, в свою очередь, изменяет кинематические и дина­мические характеристики тела. Вследствие этого все движущиеся тела, будь то летательный аппарат, промышленный робот или живой организм, которым необходимо решать за­дачи управления взаимодействием с другими телами и объектами, нуждаются в информации о силовых воздействиях.

Рассмотрим процесс из­менения внутреннего состояния тела, вызванный его ускоренным движением. Если внешняя сила приложена к одной из частиц тела, она не может вызвать мгновенного движения всего тела. Вначале на­чинает двигаться лишь частица, подверженная непосредственному силовому воздействию. Затем, благодаря наличию упругих связей между частицами тела, силовое воздействие постепенно передается дальше, охватывая весь его объем. Только после завершения этого процесса вся масса тела начинает двигаться ускоренно.

Неодновременное “включение” в движение отдельных частиц тела вызывает их относительное перемещение, в результате которого появляются внутренние силы взаимодействия и напряжения между частицами, вызывающие деформа­цию тела. Именно эти внутренние силы и деформации могут быть обнару­жены чувствительными органами в живых организмах или измерительными устройствами на технических объектах.

Рис.1. Обобщенная схема измери­теля силовых воздействий.

Следовательно, обобщенная схема измери­теля силовых воздействий включает три основных функциональных компо­нента (рис. 1):

· чувствительный элемент в виде инерционной массы, который может нахо­диться как внутри, так и на поверхности объекта;

· упругую связь между чувствительным элементом и объектом;

· измерительный преобразователь, воспринимающий относительные движе­ния чувствительного элемента или деформации упругой связи и преобразую­щий их в сигнал, удобный для дальнейшей об­работки.

Органы чувств различных животных, воспринимающие силовые воздействия, можно разделить на четыре группы:

² измерители мышечных усилий;

² измерители воздействий объектов окружающей среды;

² измерители результирующей активной силы;

² измерители вращающих моментов.

Рассмотрим упрощенные модели этих биодатчиков