První mezinárodní doporučení ISO 2631, týkající se účinku mechanického kmitání na lidský organismus, obsahuje mezní křivky kmitání působícího v průběhu jedné minuty až 12 hodin ve frekvenčním rozsahu 1 až 80 Hz, který představuje rozsah maximální citlivosti lidského organismu k mechanickému kmitání. Týká se těch případů, kdy je celé tělo vystaveno mechanickému kmitání přenášenému buď na chodidla stojícího člověka, nebo na místa podepření těla ležícího člověka. V doporučení jsou uvedena tři kritéria:
- mez omezení pohodlí, použitelná např. v osobní dopravě;
- mez únavového snížení výkonnosti důležitá např. pro řidiče a obsluhu strojů;
-
- absolutní mez zatížení, jejíž překročení může mít za následek poškození zdraví.
Nepříznivé účinky mechanického kmitání
Nepříznivé účinky mechanického kmitání na člověka byly známy dříve, než byl pojem mechanického kmitání definován. Přesvědčili se o tom pasažéři trpící „mořskou nemocí“ na kolébajících se lodích při plavbě po mořích. Pamětníci si vzpomenou, že většina pasažérů automobilu Tatra 603 po jízdě trvající několik hodin trpěla bolestmi hlavy a žaludku. V uvedených případech se zřejmě uplatňovalo zrychlení ve směru a o frekvencích, které na lidské tělo nepůsobí při chůzi ani běhu.
Mezi lesními dělníky pracujícími s motorovými pilami jsou dobře známé „bílé prsty“, tj. postupná degenerace cévní a nervové tkáně se snížením citlivosti a pohybové schopnosti prstů. Je-li ve frekvenčním spektru mechanického kmitání obsaženo kritické kmitání s větší amplitudou zrychlení, může při dlouhodobém působení trvale poškozovat některé orgány člověka. Proto by měla být věnována mimořádná pozornost i odpružení sedadel motorových vozidel. Působení prostorových zrychlení o frekvenci řádově 0,1 Hz při akrobacii sportovních letadel, kdy pilot současně mění směr dráhy letu i jeho rychlost, může vést ke ztrátě prostorové orientace pilota a případně i ke ztrátě vědomí.
Novější doporučení ISO 5349 se především zabývá mechanickým kmitáním působícím na ruce dělníků a stanovuje podmínky jejich bezpečné činnosti.
Vědecký výzkum působení mechanického kmitání na lidský organismus rozšiřuje základní rozsah zkoumání mechanického kmitání ve frekvenčním rozsahu 1 až 80 Hz podle normy ISO 2631 na frekvenční rozsah 0,1 Hz až 1500 Hz, ve kterém se vyskytují dříve neuvažované frekvence kmitání s nezanedbatelným účinkem na lidský organismus.
Mechanické kmitání v lékařství
Nelze opomenout, že mechanické kmitání je i užitečné. V lékařství je užíváno k masáži (prokrvení) některých partií lidského těla, které zbavuje člověka bolesti a únavy. Budiče kmitů jsou umísťovány v anatomicky tvarovaných odpočinkových křeslech. Jsou též využívány v koupelích ve vířené vodě. Její působení simuluje masáž.
Mechanická rezonance
Mechanická rezonance se vyznačuje shodou frekvence vlastních kmitů mechanické konstrukce s frekvencí kmitání generovaného nějakým budicím zdrojem. Existuje-li mezi tímto zdrojem a mechanickou konstrukcí vazba přenášející generované budicí kmity, je mechanická konstrukce uvedena do rezonančního kmitání. Mění-li se frekvence budicích kmitů v širším frekvenčním rozsahu, existuje stálý poměr budicích a tzv. vynucených kmitů mechanické konstrukce, s výjimkou intervalu frekvencí, ve kterém se kmitání konstrukce zvětšuje až do frekvence rezonanční a pak opět klesá na úroveň kmitů vynucených. Velikost rezonančního kmitání je omezena tlumením mechanické konstrukce. Při konstruování strojů je dbáno, aby se při žádném provozním režimu nevyskytlo rezonanční kmitání, které může vést až k závažným haváriím.