Biomekanik, 5 poäng Moment



Relevanta dokument
Krafter och moment. mm F G (1.1)

mm F G (1.1) F mg (1.2) P (1.3)

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

KOMIHÅG 3: Kraft är en vektor med angreppspunkt och verkningslinje. Kraftmoment: M P. = r PA

Biomekanik Belastningsanalys

Målsättningar Proffesionell kunskap. Kunna hänvisa till lagar och definitioner. Tydlighet och enhetliga beteckningar.

Biomekanik, 5 poäng Jämviktslära

K-uppgifter Strukturmekanik/Materialmekanik

Till Kursen MEKANIK MSGB21

KOMIHÅG 2: Kraft är en vektor med angreppspunkt och verkningslinje. Kraftmoment: M P. = r PA

Lösningar Heureka 2 Kapitel 2 Kraftmoment och jämvikt

Rapport LUTFD2/TFHF-3089/1-16/(2013) Föreläsningsexempel i Teknisk mekanik

Inlämningsuppgift 1. 1/ Figuren visar ett energischema för Ulla som går uppför en trappa. I detta fall sker en omvandling av energi i Ullas muskler.

Biomekanik, 5 poäng Introduktion -Kraftbegreppet. Mekaniken är en grundläggande del av fysiken ingenjörsvetenskapen

Målsättningar Proffesionell kunskap om mekanik. Kunna hänvisa till lagar och definitioner. Tydlighet och enhetliga beteckningar.

Välkommen! Till Kursen MEKANIK MSGB21. Föreläsningar & kursansvar:

M12 Mekanikens grunder Steg 2 Krafter och moment

Grundläggande om krafter och kraftmoment

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014

KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

Uppgifter till KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

SG1108 Tillämpad fysik, mekanik för ME1 (7,5 hp)

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

Härled utgående från hastighetssambandet för en stel kropp, d.v.s. v B = v A + ω AB

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

Belastningsanalys, 5 poäng Balkteori Moment och tvärkrafter. Balkböjning Teknisk balkteori Stresses in Beams

Uppgifter till KRAFTER

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning.

Musklernas uppbyggnad

Sträck ut efter träningen

Problemtentamen. = (3,4,5)P, r 1. = (0,2,1)a F 2. = (0,0,0)a F 3. = (2,"3,4)P, r 2

Övningsbeskrivningar Åtgärdsprogram 1

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1 m fl. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas!

my baby carrier SVENSKA BRUKSANVISNING

Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, Beta, kalkylator i fickformat, samt en egenhändigt skriven A4-sida med valfritt innehåll.

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

varandra. Vi börjar med att behandla en linjes ekvation med hjälp av figur 7 och dess bildtext.

Splitsning av flätade linor gjorda av polyester eller nylon.

= v! p + r! p = r! p, ty v och p är dt parallella. Definiera som en ny storhet: Rörelsemängdsmoment: H O

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

a), c), e) och g) är olikheter. Av dem har c) och g) sanningsvärdet 1.

Instuderingsfrågor Skelettet, med svar

Testa din förmåga att röra en kroppsdel och hålla andra helt stilla. Sätt score för varje del: 0=Klarar; 1=Klarar inte.

Kurvlängd och geometri på en sfärisk yta

TENTAMEN I HÅLLFASTHETSLÄRA FÖR I2 MHA april (5 timmar) Lärare: Anders Ekberg, tel

Välkommen! Mikael Widerdal

Ovningsbankens Handbollspaket Styrketräning

Tentamen i SG1140 Mekanik II. Problemtentamen

TÄBYVAGGAN (4 m. och 3 m.) MONTAGEBESKRIVNING. Bild 1: Vagga 4x2,6 m. OBS! DENNA BESKRIVNING SKALL LÄSAS OCH FÖLJAS VID MONTAGE! Material (Bild 3):

/ ^'u*/ Vridmoment. Extrauppgifter. version 0.11 [131110]

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Högtalare, hatthylla

6.2 Partikelns kinetik - Tillämpningar Ledningar

Linnéuniversitetet. Naturvetenskapligt basår. Laborationsinstruktion 1 Kaströrelse och rörelsemängd

Plannja Lättbalk Teknisk information

ANVÄNDARMANUAL. Tack för att ni köpt Cross Line laser LEO 7 Innan du använder den läs denna användarmanual.

Gäddan i Hammarsjön en inledande fiskeribiologisk undersökning

ATF, kontroll resp. byte ATF-nivå, kontroll

Automatic Systems. Mekanisk enhet vändkors Standardarm TR4XX FÄLTMANUAL. Intergate AB Kilegatan Strömstad Tel: Fax:

FÖRBEREDELSER INFÖR DELTENTAMEN OCH TENTAMEN

2.2 Tvådimensionella jämviktsproblem Ledningar

8-4 Ekvationer. Namn:..

Eurocode Software AB. CAEBBK04 Sprickbredd. Användarmanual

Bruksanvisning - kort version

Föreläsning 7 - Faktormarknader

Manual för Anmälan till Sittgruppen, enligt Värmlandsmodellen

Trycket beror på ytan

Begrepp :: Determinanten

KOMPLETTERINGAR TILL FYSIK A FÖR TEKNIK/NATURVETENSKAPLIGA BASÅRET N 2. Juni 2006 NILS ALMQVIST

Kapitel 10: Sidvärtsrörelser

ELEKTRISKT LÖPBAND PD111 BRUKSANVISNING

Repetitionsuppgifter i Matematik inför Basår. Matematiska institutionen Linköpings universitet 2014

STÄNG AV FÖNSTER. Regler FLAGGSPECTRUM I FLAGGSPECTRUM II FLAGGSPECTRUM III FLAGGSPECTRUM STJÄRNSPEL

Åtkomlighet för Räddningstjänsten

Matematik för sjöingenjörsprogrammet

Vanliga avdrag i rallylydnad


Reglerteknik M3. Inlämningsuppgift 3. Lp II, Namn:... Personnr:... Namn:... Personnr:...

Var ligger tyngdkrafternas enkraftsresultant? Totala tyngdkraftmomentet (mätt i origo) för kropp bestående av partiklar: M O. # m j.

Del 2 Monteringsanvisning motor. Boxline Modern Ribbline Futura (Basic)

Lektionsanteckningar 2: Matematikrepetition, tabeller och diagram

Fk 74.59(8)SE. NAF-Turnex pneumatiska manöverdon

Manual Elstyrning EL130

TRÄNINGSINSTRUKTIONER

Abstrakt algebra för gymnasister

5 genvägar till mer muskler

Välkomna till Högskoleingenjörsprogrammet i byggteknik. Annika Moström Universitetslektor i byggteknik. Ingenjör.

Måttinstruktioner 11/11/2013. AnySuit.se och HappyTie.se. Kroppsmått. Att förstå vid mätning. Exakta plaggmått. Plaggets längd

LABORATIONSHÄFTE NUMERISKA METODER GRUNDKURS 1, 2D1210 LÄSÅRET 03/04. Laboration 3 3. Torsionssvängningar i en drivaxel

Lärarmanual för Simkampen

BERGS BALANSSKALA MANUAL

Hanne Solem Görel Hydén Sätt in stöten! MATEMATIK

TENTAMEN: Design och konstruktion av grafiska gränssnitt DAT215

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

Matematik Åk 9 Provet omfattar stickprov av det centrala innehållet i Lgr b) c) d)

Underhåll av mättavlan

Transkript:

(kraftmoment) En resulterande (obalanserad kraft) strävar efter att ändra en kropps rörelsetillstånd. Den kan också sträva efter att vrida en kropp. Måttet på kraftens förmåga att vrida kroppen runt en axel är dess moment runt den aktuella axeln. Enhet för moment: Nm. = Kraft * hävstångsarm = *d Viktigt: Hävstångsarm är vinkelräta avståndet från kraftens verkningslinje till vridaxeln (rotationspunkten) Om kraftens verkningslinje går igenom vridaxeln blir momentet noll Om flera krafter samtidigt verkar på en kropp bestäms krafternas sammantagna vridningsverkan av det resulterande momentet. Detta bestäms genom addition av samtliga verkande moment, M R = l Ett moment har alltid en viss vridningsriktning. När moment adderas måste man ta hänsyn till vridningsriktningen (med- och moturs etc.). Om M R = 0, dvs. om momenten tar ut varandra har vi momentjämvikt (rotationsjämvikt). P. Carlsson

Varignons teorem En krafts verkan på en kropp förändras inte om kraften ersätts med sina komposanter. Om detta gäller fullt ut måste det även gälla att: En krafts moment med avseende på en viss axel är lika med summan av komposanternas moment Grafisk illustration av Varignons teorem Ur figur b (positiv momentriktning medurs): M O = R d = P p + Q q P. Carlsson 2

Ytterligare illustration av Varignons teorem Ex. Bestäm momentverkan av 600 N- kraften runt punkt O. Svar: M o = 260 Nm P. Carlsson 3

Kraftsumma, momentsumma Vi antar att flera krafter, ett s.k. kraftsystem, verkar på en kropp. Deras gemensamma kraftverkan bestäms av kraftsumman Σ. Def: = n i I figuren har vi tre verkande krafter: 3 = i = + 2 + 3 Summeringen delas lämpligen upp i komposanter: x = n ix, = y n iy, R = ( Σ ) 2 ( ) 2 x + Σy På samma sätt definieras momentsumman med avseende på (den godtyckliga) axeln O. n M O = M Oi Positiv momentriktning måste definieras. I fig. får vi (moturs): M O = d + 2d 2 3d 3 P. Carlsson 4

Ex 2. Bestäm kraftsumma och momentsumma vid balkens infästning A. Svar: x =,65 kn, y =,6 kn, R = 2,0 kn, M A = 2,22 knm (moturs) P. Carlsson 5

Kraftpar, rent moment Ett kraftpar bildas av två lika stora, motriktade krafter. Tecknas kraftparets momentsumma runt en godtycklig axel O får vi (moturs pos.): Σ M O = ( a + d) a = d summan beror endast på krafternas belopp och avståndet mellan deras verkningslinjer! Mer om kraftsumma, momentsumma I det generella fallet finns det både krafter och (rena) moment som verkar på en kropp. ör krafter och system i figuren gäller: = 3 i M O = d + + 2d 2 3d 3 M M 2 (positiv riktning medurs) P. Carlsson 6

Reduktion av kraftsystem Handlar om att omvandla komplicerade kraftsystem till enkla system som är ekvivalenta (dvs. har samma verkan) som de ursprungliga. Steg I Vi behöver veta hur man flyttar angreppspunkten för en kraft. I figuren vill vi flytta kraften :s angreppspunkt från A till B. Lägg två motriktade krafter av :s storlek och riktning i B (ändrar ej kraft- och momentsumma) Ersätt det uppkomna kraftparet med ett rent moment med storleken M = d. Kvar i B finns (den flyttade) kraften samt momentet M = d (som ej är knutet till B). P. Carlsson 7

Steg II Vi ska nu visa att ett godtyckligt kraftsystem kan reduceras till ett kraftsystem som består av högst en kraft och ett rent moment. Vi antar att fig a) innehåller n st krafter och m st rena moment (i figuren är 3 krafter och 2 moment utritade). Enligt steg I kan varje kraft flyttas så att den angriper i en godtycklig punkt O om vi samtidigt adderar ett rent moment för vaje kraft. Mot kraften i svarar alltså momentet i d i osv. Resultatet av operationen visas i fig b) Därefter adderas krafterna till en enda kraft och momenten adderas till ett enda moment enligt (se fig. c): R = M O n = n i d i i + m M i Man kan också räkna fram en angreppspunkt för krafternas resultant (P i figur), där resultanten får ett moment lika med M O runt punkt O. Avståndet d till angreppspunkten fås ur det enkla sambandet M O = Pd, där d är avståndet från resultant till punkt O. Denna enda kraft ersätter då även momentet M O (benämt M i figuren). P. Carlsson 8

Ex. 3 Bestäm kraftsumma och angreppspunkt för krafternas resultant samt momentsumma för balken i figuren. Utgå från infästningspunkten vid momentberäkningen. Svar: y = -3 kn (riktad nedåt), M = 3 knm (medurs) Resultantens angreppspunkt: d = 4,33 m från infästningen. P. Carlsson 9

Sammanfattning Ett godtyckligt, tvådimensionellt kraftsystem kan alltid reduceras till en kraft och ett rent moment. Kraftens angreppspunkt, reduktionspunkten, kan väljas godtyckligt. Observera dock att momentsumman får olika värden beroende på vald reduktionspunkt. Om kraftsumman är skild från noll, kan systemet reduceras till enbart en kraft med given verkningslinje. Om kraftsumman är lika med noll, kan systemet reduceras till ett rent moment. P. Carlsson 0

Studium av krafter moment i armbåge 5g 5g Med hur stor kraft m måste bicepsmuskeln verka för att hålla emot en massa om 5 kg i de båda fallen ovan? Avstånd mellan armbågsled och kraftens angreppspunkt är 40 cm i både A och B. Svar: ma = 50g, mb = 00g Hur skiljer sig personerna A och B sig åt vad gäller styrka och snabbhet? Vi antar att biceps utvecklar samma kraft i båda fallen. P. Carlsson

Ex 4. En tyngd mg hålls uppe med armens muskelkraft. Vilken är tyngdens verkan i leden A resp. B? (Övriga massor försummas.) Ersätt alltså i tur och ordning i dessa punkter kraften mg men en kraft och ett rent moment! Svar: Punkt A vid armbågen: A = mg, M A = mgd Punkt B vid axel: B = mg, M B = mg(c+d) P. Carlsson 2

Ex 5. En man som tränar axelmuskulaturen börjar övningen med armen i vertikalt, avslappnat läge OA enl. figur (gummibandet är då nätt och jämt sträckt). Han lyfter sedan armen till det horisontella läget OB. Gummibandets fjäderkonstant är k = 60 N/m, dvs. det går åt kraften 60 N för att sträcka gummibandet sträckan m. Beräkna momentet runt axeln i punkt O, dvs. M o, med hjälp av den kraft som bandet drar i handen vid B. Svar: M o = 26,8 Nm (moturs) P. Carlsson 3

Inre och yttre krafters moment Rörelse i kroppen uppstår genom att musklerna producerar (inre) moment runt en ledaxel. Hävstångens längd är till stor del avgörande för muskelns förmåga att utveckla ett moment. Armbågsböjare Knäled Yttre moment kan t. ex. produceras av tyngdkrafter, normalkrafter etc. P. Carlsson 4