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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(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

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

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

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

胸部通过
图1
速度组件
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

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

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

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:

  • 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。

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)
  • 施加的力量(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
  • 角加速度=(最终角速度-初始角速度)÷时间

角气势

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:不情愿的身体改变它正在做的事情
  • 大量的: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

动能是移动物体所具有的机械能。

动能=½x质量x速度²(焦耳)

电源被定义为从其他形式使用或创建能量的速率。

  • POWER =能量使用÷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

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。


参考文献

  1. Hay,J.G。(1993)体育技术的生物力学。第四届。伦敦,Prentice-Hall International(英国)有限公司。64-68

页面引用

如果在您的工作中从此页面引用信息,则此页面的参考是:

  • Mackenzie,B。(2004)生物力学[www]可从://www.massivemidi.com亚搏体育官方APP下载/biomechanics.htm [访问