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生物力学

生物力学是科学与人体上的内外部和外部力量的科学以及这些力量产生的影响。

动力学是对运动的原因,即力和扭矩的研究,例如力量和扭矩。跳跃时脚和地面之间的力量运动学是关于运动需要多少时间来进行活动的研究。

距离和位移

距离(物体所经过的路径长度)和位移(连接起点和终点的直线长度)是用来描述物体运动的量。例如,在400米跑道上的400米比赛,距离是400米,但他们的位移将是0米(起跑和终点在同一点)。

速度和速度

速度和速度描述了身体从一个位置移动到另一个位置的速率。平均值速度通过将距离除以时间来获得的主体,并且通过将位移除以时间来获得平均速度,例如,例如,一个游泳运动员在一个50米的比赛中,在25米长的游泳池中完成比赛,在71秒内完成比赛 - 距离为50米,排量为0米(游泳运动员回到他们启动的地方),因此速度为50/71 = 0.70m / s和速度是0/71 = 0 m / s

  • 速度和速度=行驶距离÷时间

加速度

加速度定义为速度随时间变化的速率。

  • 平均加速度=(末速度-初速度)÷经过时间

来自牛顿的第2条法律:

  • 力=质量x加速度
  • 加速度=力÷质量

如果短簧的质量是60kg,并且在起始块上施加的力是600n,则加速= 600°60 = 10msec²

引起的加速度

虽然身体在空中,但由于重力,它受到约9.81米/平方的向下加速度

矢量和标量

距离和速度可以用大小(量)来描述,它们被称为标量。位移、速度和加速度需要大小和方向,这些被称为矢量。

矢量的分量

胸部通过
图1
速度分量
图2

让我们考虑图1中药球速度的水平和垂直分量。

图2表示药球的释放角度为35°,释放速度为12米/秒。

  • 垂直组件VV = 12 x SIN 35°= 6.88米/秒
  • 水平分量VH = 12 x COS 35°= 9.82米/秒

现在让我们考虑实心球水平移动的距离(它的位移)。

距离(D) = ((v²×罪Ø×cosØ)+ (v×因为Ø×√6 ((v×罪Ø)²+ 2 gh)))÷g

其中v = 12, Ø = 35, h = 2m(出手时离地高度),g = 9.81

  • D =(12²× sin35 × cos35) + (12 × cos35 ×√(12 × sin35)²+ 2 × 9.81 × 2)) ÷ 9.81
  • d = 16.22m.

弹丸的飞行时间可由下式确定:

  • 飞行时间=距离(D) ÷速度(Vh)
  • 飞行时间= 16.22÷9.82 = 1.65秒

匀加速运动

当一个物体在一段时间内经历相同的加速度时,它的加速度称为常数或均匀加速度,适用于下列等式:

  • 末速度=初速度+(加速度x时间)
  • 距离=(初始速度x时间)+(½x加速xtime²)

力矩(扭矩)

力或力矩(τ)被定义为一个与关节或旋转点垂直距离的力的作用。

扭矩(τ=rfsinθ)取决于三个数量:

  • 杠杆臂的长度将轴连接到力施加的点(R)
  • 施加的力(F)
  • 力矢量与杠杆臂之间的夹角(sin θ)

角运动学

角距离和位移

当旋转体从一个位置移动到另一个位置时,它移动的角度距离等于角度路径的长度。旋转体验的角度位移类似于身体初始和最终位置之间的角度。

角度运动通常用弧度表示,1弧度= 57.3°

角速度,速度和加速度

  • 角速度=角位移÷时间
  • 角速度=角位移÷时间
  • 角加速度=(最终角速度-初始角速度)÷时间

角动量

角动量被定义为角速度x惯性矩

在整个运动中,系统的角动量保持恒定,而是在系统之外的任何内容外,在其外面的作用在其外部。这被称为角动量的律保护。(例如,如果溜冰者,当已经旋转时,将其臂移到侧面,然后旋转的速率会发生变化,但角动量将保持不变)。

线性动力学

动力学研究的是使物体运动的原因。

动量,惯性,质量,重量和力

  • 动力:质量x速度
  • 惯性:不情愿的身体改变它正在做的事情
  • 质量:身体由千克(千克)以重力影响组成的物质
  • 重量:重力-9.81m/s²
  • 力量:推动或拉动动作导致身体的状态(静止/运动)的变化与质量X加速度成比例。它以牛顿(n)测量,其中1N是在1kg质量体内产生1米/平方英尺的力

外部或内部力的分类取决于“系统”的定义。在生物力学中,身体被视为“系统”,因此在“系统”的另一部分上的系统上一部分施加的任何力都被称为内部力量所有其他力是外部的。

牛顿的议案法则[1]

  • 第一定律:每个物体都保持它的静止或直线运动状态,除非它受到外力的强迫而改变这种状态
  • 第二法:一个物体动量的变化率与产生它的力成正比,而改变发生在力作用的方向上
  • 第三法:对每个动作,有一个平等和相反的反应对于一个物体对另一个物体施加的每一个力来说,第二个物体对第一个物体施加的力大小相等,方向相反

牛顿的引力定律[1]

  • 任何两个物质颗粒都吸引了彼此的力,其力直接与群众的产物成比例,并与它们之间的距离的平方成反比

动能和动力

动能是运动物体所具有的机械能。

动能=½x质量x速度²(焦耳)

能量被定义为能量被使用或由其他形式产生的速率。

  • POWER =能量使用÷时间
  • 幂=(力x距离)÷所用时间
  • 幂=力x速度

角动力学

翻译和情侣

通过物体中心作用的力导致运动(平移)。一个力的作用线不通过身体的重心被称为偏心力,并导致运动和旋转。

例如,如果你推过一个物体的中心,它就会沿着力的方向前进。如果你把物体推到一边(偏心力),它就会向前移动并旋转

力偶是使物体旋转的两个大小相等、方向相反的力的组合。

杠杆

杠杆是一种刚性结构,在一点上铰接,在另外两个位置施加力。铰链被称为支点。作用在杠杆上的两个力是反对运动的重量和引起运动的力。要了解更多信息,请参见杠杆

伯努利效应

如果一个物体的顶部是弯曲的,底部是平坦的(例如,飞机的机翼),那么空气在机翼顶部的流动要多于在机翼底部的流动。为了让两股气流同时到达机翼后部,机翼顶部上方的气流流动得更快,机翼上方的压力就会比机翼下方的压力小(空气更薄),飞机就会上升。这就是伯努利效应。


参考文献

  1. 海(1993)运动技术的生物力学。第四届。伦敦,Prentice-Hall International(英国)有限公司。64-68

页面引用

如果你在你的作品中引用了这个页面的信息,那么这个页面的参考是:

  • Mackenzie,B。(2004)生物力学[www]可从://www.m-baisho.comManBetx手机版/biomechanics.htm [访问