Тело человека как колебательная система

Вибрациями называют колебания твердого тела около положения равновесия (покоя). При этом либо все тело колеблется в пространстве как единое целое, не изменяя своей формы, либо колеблются частицы, составляющие тело, изменяя форму внешней поверхности, с образованием чередующихся выпуклостей и впадин. Оба вида колебаний могут существовать как раздельно, так и совместно.

В основе вибраций как физического явления лежит колебательный процесс и волновое движение его распространения в среде. При распространении колебаний количество колебательной энергии, переданной вибрирующей поверхностью телу человека, должно зависеть от величины площади контакта, параметров и длительности воздействия вибраций и механического сопротивления, оказываемого телом действию вибраций. Распространяясь от зоны возбуждения по телу человека, колебания вызывают в тканях организма переменные напряжения (сжатие, растяжение, сдвиг, кручение или изгиб). Изменения напряжений улавливаются множеством рецепторов, расположенных в тканях не только в зоне контакта с вибрирующей поверхностью, но и в области распространения вибраций, а переданная человеку колебательная энергия частично расходуется на трение в тканях и суставах, переходя в тепловую энергию, а частично трансформируется рецепторами в энергию биохимических и биоэлектрических процессов, возникающих в организме и определяющих характер, направленность и величину рефлекторного ответа всего организма на внешний раздражитель. На формирование этого ответа оказывают влияние сопутствующие вибрации неблагоприятные факторы - неудобная рабочая поза, статистическое напряжение, дискомфортный микроклимат, интенсивный шум и т.п.

Систематическое продолжительное воздействие вибрации, значительно превосходящей пороги ее восприятия, может вызвать в организме стойкие нарушения нормальных физиологических функций.

Вибрации воспринимаются разными органами и частями тела. Так, при низкочастотных (до 15 Гц) колебаниях поступательные вибрации воспринимаются отолитовым, а вращательные - вестибулярным аппаратом внутреннего уха. При контакте с вибрацией твердого тела восприятие вибрации осуществляется нервными окончаниями кожных покровов.

Человек ощущает вибрации от долей герца приблизительно до 80 Гц, а вибрации высоких частот воспринимаются подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая тепловое ощущение.

Источник вибрации разнообразен. Источником вибрации в жилых и общественных зданиях является инженерное и санитарно-техническое оборудование. Источниками вибрации могут быть также промышленные установки, транспортные средства (метро, железная дорога), создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий. Эти вибрации часто являются также причиной возникновения шума в помещениях зданий.

В отличие от производственной среды вибрация в жилых помещениях может действовать круглосуточно, вызывая раздражение, нарушая отдых и сон человека.