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生物力学

生物力学是涉及作用于人体内部和外部的力量,这些力量所产生的影响的科学。

动力学是运动的原因,即力和扭矩,例如的研究脚和地面时跳跃和之间的力运动学是关于进行活动所采取的时间量的运动。

距离和位移

距离(遵循的路径的长度)和位移(连接开始和完成点的直线的长度)是用于描述身体运动的量。例如在400米的400米赛道上,距离为400米,但它们的位移将为零米(在同一点开始和完成)。

速度和速度

速度和速度描述的速率从一个位置的主体移动到另一个。平均值速度体的通过由时间除以距离获得的,并且是通过由时间,例如将所述位移取得平均速度在25米长的游泳池50m跑游泳谁完成71秒的比赛 - 距离为50m,和位移为0m(游泳又回来了,他们开始),所以速度七十一分之五十〇=0.70米/ s和速度是0/71 = 0米/秒

  • 速度和速度=距离行驶÷时间

加速

加速定义为速度相对于时间变化的速率。

  • 平均加速=(最终速度 - 初始速度)÷经过的时间

从牛顿第二定律:

  • 力=质量X加速度
  • 加速=力÷质量

如果短跑运动员的质量60公斤和施加在起跑器的力600N,则加速度= 600÷60 = 10msec²

引起的加速度

虽然体是在空气中,它是受向下的加速度,由于重力,大约9.81米/秒²

矢量和标量

可以根据幅度(量)来描述距离和速度,并且称为标量。位移,速度和加速度需要幅度和方向,称为载体。

矢量的组件

胸前传球
图1
速度组件
图2.

让我们考虑实心球的速度的水平和垂直分量在图1中。

图2表示实心球的释放的角度为35°,并在释放12米/秒的速度。

  • 垂直分量VV = 12×罪35°= 6.88Hz米/秒
  • 水平分量VH = 12×COS 35°=9.82米/秒

让我们现在考虑药球将水平行驶的距离(其位移)。

距离(d)=((v²×sinø×cosø)+(v×cosø×sqrt((v×sinø)²+ 2gh))))÷g

其中v = 12,Ø= 35,h = 2m(释放地面上方的镜头高度)和g = 9.81

  • D =((12英寸×SIN35×COS35)+(12×COS35×SQRT((12×SIN35)²+ 2 x 9.81 x 2)))÷9.81
  • d =16.22米

可以从等式确定镜头的飞行时间:

  • 飞行时间=距离(d)÷速度(VH)
  • 飞行时间= 16.22÷9.82 =1.65秒

均匀加速运动

当主体在间隔间隔内经历相同的加速时,据说其加速度是恒定的或均匀的,并且以下公式适用:

  • 最终速度=初始速度+(加速x时间)
  • 距离=(初始速度×时间)+(8.5×加速度xtime²)

的力矩(扭矩)

力或扭矩(τ)的时刻被定义为在垂直距离处的力施加到与接头或旋转点的垂直距离。

转矩(τ= rFsinθ)依赖于三个量:

  • 该杆臂的轴线连接到力施加点的长度(r)的
  • 施加的力量(f)
  • 力矢量与杠杆臂之间的角度(SINθ)

角运动学

角距离和位移

当从一个位置到另一个位置的旋转体移动时,通过其它移动的角距离等于所述角度路径的长度。的角位移,一个旋转体体验类似于人体的初始和最终位置之间的角度。

角度运动通常在弧度中表示,其中1个弧度= 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=(最终角速度 - 初始角速度)÷时间

角气势

角动量定义为惯性角速度X时刻

系统的角动量保持不变,在整个系统的运动提供任何外上有一个旋转的力矩作用。这就是所谓的角动量守恒定律。(例如,如果在滑冰者,当已经转动,移动其手臂到一边,然后旋率会改变,但该角动量将保持不变)。

线性动力学

动力学涉及导致身体移动的原因。

动量,惯性,质量,重量和力量

  • 势头:质量X速度
  • 惯性:一个机构不愿意改变不管它是干什么
  • 大量的:其中的主体是由物质的量 - 不受重力影响 - 在千克测量(kg)的
  • 重量:由于重力引起的力-9.81米/平方米
  • 力量:一种使体的状态(静止/运动)的变化的推或拉的动作是正比于质量×加速度。它以牛顿(N),其中1N是将产生在1公斤质量的主体1米/秒²的加速度的力测量

外部或内部力的分类取决于“系统”的定义中。在生物力学,所述主体被看作是“系统”,以便通过该系统的一个部分的“系统”的另一部分施加的任何力被称为内部力的所有其他力是外部的。

牛顿的议案法则[1]

  • 第一法:除非被迫通过施加对其的外力改变这种状态,否则每个身体都在其休息状态或运动状态
  • 第二定律:身体的动量变化率与导致它的力成比例,并且变化发生在力作用的方向上
  • 第三定律:到每一个动作,有一个大小相等,方向相反的反作用力或者对于在另一个身体上施加的每个力,第二个身体在第一个身体上施加相同和相反的力

牛顿万有引力定律[1]

  • 的问题上的任何两个粒子相互吸引与成正比其质量的乘积,反比于它们之间的距离的平方力

动能和力量

动能是移动物体所具有的机械能。

动能= 8.5×质量×velocity²(焦耳)

电源被定义为从其他形式使用或创建能量的速率。

  • 功率=能量使用÷拍摄时间
  • 电源=(Force X距离)÷拍摄的时间
  • POWER = Force X速度

角动力学

翻译和情侣

通过身体中心作用的力导致运动(翻译)。行动线不会通过身体重心的力被称为偏心力并导致运动和旋转。

例如,如果按下对象的中心,它将以力的方向向前移动。如果你推到物体的一侧(偏心力),它将前进并旋转

一对夫妇是两个平等和相反的力的布置,导致身体旋转。

杠杆

杠杆是刚性结构,铰接在一个点,并且在两个其他位置施加力。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导致运动的力。有关更多详细信息,请参阅页面杠杆

伯努利效应

如果物体具有弯曲的顶部和平底(例如飞机的机翼),则空气必须超过机翼的顶部超过底部。对于同时到达机翼后部的两个气流,在机翼顶部流动的空气将必须更快地流动,从而比其下方的机翼(空气更薄)更低的压力,并且飞机将升力。这被称为Bernoulli效果。


参考

  1. Hay,J.G。(1993)体育技术的生物力学。第四届。伦敦,普伦蒂斯霍尔国际(英国)有限公司页。64-68

页面参考

如果在您的工作中从此页面引用信息,则此页面的参考是:

  • 麦肯齐B.(2004)生物力学[WWW]可供自:https://www.brianmac.co.u亚搏体育官方APP下载k/biomechanics.htm [访问时间