بیومکانیک عبارت است از تحلیل مکانیکی ارگان‌های موجودات زنده. در واقع بیومکانیک، کاربرد علم مکانیک در سیستم‌های بیولوژیکی است. در بیومکانیک می توان نگاهی در مقیاس سلولی داشت و به بررسی مکانیزمهای سلولی و یا اثر نیروهای مکانیکی بر شکل دهی سلولها پرداخت. همچنین می توان به مدلسازی رشد، ترمیم و بازسازی بافتهای زنده و بررسی عوامل موثر بر آن پرداخت. در بیومکانیک می توان حرکت انسان و یا سایر جانوران را تحلیل کرد و ازین علم برای بیورباتیک و یا ساخت اعضاء و اندامهای مصنوعی الگو گرفت و یا به بحثهای ارگونومی و هدایت صحیح ورزشکاران پرداخت. می توان حس گرها و مبدل های بدن انسان را شناخت و با استفاده آن گامهایی در جهت دستیابی به حس لامسه مصنوعی و کاربرد رباتیک در جراحی های کم تهاجمی برداشت. همچنین می توان از قابلیت‌های نانو در کاربردهای زیستی استفاده کرد و رباتهای نانو بیو و ماشین‌های هوشمند را به خدمت علم پزشکی گرفت. مکانیک بافت نرم و سخت، ویسکوالاستیسیته و رئولوژی از دیگر مباحث مورد توجه متخصصان این حوزه است. مکانیک سیالات زیستی یکی دیگر از حوزه های گسترده در علم بیومکانیک است. با تحلیل جریان خون در سیستم قلبی- عروقی می توان به بررسی عوامل پاتولوژیک موثر پرداخت و راهکارهایی برای کنترل بیماریهای گسترده قلبی- عروقی و یا ساخت وسایل درمانی درون رگی پیدا کرد. همچنین می توان به بررسی مکانیزمهای پراهمیت انتقال حرارت و یا انتقال جرم در ارگانهای زیستی پرداخت و حوزه های انتقال دارو و یا سرما و گرما درمانی را تحت پوشش در آورد. مجموعا هدف در بیومکانیک دستیابی به گستره وسیعی از شناخت مکانیک سیستم های زنده است که می تواند منجر به بهبود کیفیت زندگی و یا دستیابی به راه حل های درمانی موثر شود.

فیزیک به علم ریاضی وابسته است. مفاهیم و اصول مهم فیزیک مبتنی بر ریاضیات هستند. هنگام مطالعه فیزیک با مفاهیم گوناگونی مواجه می شویم که ریشه در ریاضیات دارند. گرچه تأکید ما اغلب بر یادگیری مفاهیم فیزیک است، اما باید نسبت به جنبه ریاضی مسائل هم توجه خاص نشان داد.

حرکت اجسام را می توان به کمک واژه ها توصیف کرد. حتی شخصی هم که با علم فیزیک آشنا نباشد، مجموعه ای از کلمات را می شناسد که می توان با آن ها حرکت اجسام را توضیح داد. دانستن کلمات و عباراتی مانند تند رفتن، متوقف شدن، آهسته رفتن، سرعت گرفتن و برگشتن برای توصیف حرکت اجسام کافی است. در فیزیک از این واژه ها و واژه های زیاد دیگری استفاده می کنیم. این کلمات را می توان با واژهای دیگری مانند مسافت، جابجایی، تندی، سرعت و شتاب گسترش داد. به زودی خواهیم دید که این واژه ها به کمیت های ریاضی مربوط می شوند که هر یک تعاریف معینی دارند. کمیت های ریاضی ای را که برای توصیف حرکت اجسام به کار می روند می توان به دو گروه تقسیم کرد. یک کمیت ممکن است برداری یا نرده ای باشد. این دو گروه از کمیت ها را می توان با توجه به تعاریف متمایزشان از هم تشخیص داد.

• کمیت های نرده ای: کمیت هایی هستند که فقط با بزرگی (یا مقدار عددی) توصیف می شوند.

• کمیت های برداری: کمیت هایی هستند که با بزرگی و جهت توصیف می شوند.

در ادامه این درس به چند نمونه از کمیت های برداری و نرده ای خواهیم پرداخت. در مطالعه این درس به ماهیت نرده ای یا برداری هر یک از کمیت ها به دقت توجه کنید. در سایر درس های فیزیک، هنگام معرفی کمیت های جدید ریاضی غالباً اولین موضوعی که مطرح می شود برداری یا نرده ای بودن کمیت هاست.

یافته های خود را امتحان کنید.

برای این که مطمئن شوید قادر به تشخیص این دو گروه هستید، کمیت های زیر را در نظر بگیرید. تعیین کنید کدام یک نرده ای و کدام یک برداری هستند.