Maszyny proste
• Dźwignia dwustronna
• Dźwignia jednostronna
• Kołowrót
• Klin (równia)
• DZWIGNIA – maszyna prosta, urządzenie do
przenoszenia energii (siły). Działa na zasadzie
sztywnego drążka, na który oddziałują siły
obracające go wokół jego punktu podparcia.
• W KAŻDEJ DŻWIGNI MOŻEMY WYRÓŻNIĆ NASTĘPUJĄCE
ELEMENTY:
• 1) punkt podparcia (oś obrotu), wokół którego sztywny drążek
obraca się. W ciele ludzkim odpowiednikiem punktu podparcia jest
staw, w którym występuje ruch.
• 2) ramie siły (wysiłku), czyli odległość pomiędzy punktem
podparcia i punktem przyłożenia siły wewnętrznej. Punktem tym
jest przyczep mięśnia.
• 3) ramie oporu ( ciężaru), czyli odległość pomiędzy punktem
podparcia i punktem, w którym działa opór czy ciężar (siła zew ),
jaki ma być przezwyciężony czy podniesiony przezto ramie.
• RODZAJE DŻWIGNI :
Dwustronne - siła wewnętrzna oraz opór- ciężar
znajdują się po przeciwnych stronach osi
obrotu.
Jednostronna –siła wewnętrzna oraz opór
znajdują się po tej samej stronie osi obrotu.
Dźwignia
dwustronna
Dźwignia dwustronna
przykład
Dźwignia
jednostronna
Dźwignia jednostronna
przykład
ZADANIA
• Chłopiec o wadze 16 kg siedzi 1,5 m od punktu
podparcia huśtawki. Jak daleko powinien
siedzieć jego kolega o masie 21 kg by
zrównoważyć jego wagę?
• Dwoje ludzi popycha obrotowe drzwi z dwóch
stron. Mężczyzna pcha siłą 40 N w odległości
20 cm od zawiasu i kobieta która naciska z siłą
20 N w odległości 40 cm od zawiasu. W którą
stronę i z jaką siłą odpychana będzie jedna z
osób?
• Co się zmieni gdy kobieta przybliży się do
zawiasu na 30 cm
• Chłopiec o wadze 16 kg siedzi 1 m od punktu
podparcia huśtawki jego koleżanka siedzi w
odległości 1,3 metra po tej samej stronie
huśtawki. Jak daleko powinien siedzieć jego
ojciec o masie 61 kg by zrównoważyć ich
wagę?
Działanie mięśnia na dzwignię
kostną
• Siła (użyteczna) jaką dźwignia kostna wywiera
na otoczenie zależy:
• Siły mięśnia
• fazy ruchu
• Podczas opisywania mięśni używamy pojęcia
momentu siły
• W wyrażeniu występuje sinus kąta między siła
a dźwignią co oznacza że:
• gdy kąt ma 90 stopni to moment siły jest
maksymalny (sin(90) =1)
• gdy kąt ma 0 lub 180 stopni to moment siły
jest zerowy (sin(0) = sin(180) = 0)
Uwarunkowania geometryczne
zmienności siły użytecznej w
różnych fazach ruchu
Uwarunkowani
a
biochemiczne
• Zgodnie z teorią
ślizgową skurczu
mięśni:
• od stopnia
zachodzenia
filamentów aktynowych
na miozynowe zależy
ilość mostków, główek
miozynowych biorących
udział w skurczu
• Siła będzie rosła w
miarę zachodzenia na
siebie filamentów bo
ilość mostków
aktomiozynowych
rośnie
przedramię
• Jaką siłą musi działać ścięgno na kość
przedramienia jeśli styka się z kością
przedramienia w odległości 3cm pod kątem
prostym by pokonać siłę 80 N przyłożoną
prostopadle do przedramienia w odległości 30
cm od osi obrotu. Masę przedramienia
pominąć
• Co będzie gdy ramię podniesie się o 30 stopni.
•
• Terapeuta naciska z siłą 80 N w odległości 30 cm od osi
obrotu łokcia. Ścięgno bicepsa zaczepione jest pod kątem
90 stopni do kości przedramienia w odległości 2,5 cm od
osi obrotu łokcia. Jaką siłą musi działać biceps pacjenta
by zrównoważyć siłę terapeuty? Jakie siły będą działały
gdy przedramię obróci się o 30 stopni?
• Pacjent w trakcie rehabilitacji podnosi nogę do pozycji poziomej. Na nodze ma but
ważący 1,5 kg znajdujący się w odległości 50 cm od osi obrotu stawu kolanowego.
Policz moment siły działający na względem osi stawu kolanowego pochodzący od
tego buta dla kątów odchylenia od poziomu wynoszących 30 i 60 stopni.
• Pacjent w trakcie rehabilitacji podnosi nogę do pozycji poziomej. Na nodze ma but ważący 1,5
kg znajdujący się w odległości 50 cm od osi obrotu stawu kolanowego..Policz sumaryczny
moment siły działający wokół stawu kolanowego pochodzący od buta i ciężaru podudzia dla 90
srtopni. Masa podudzia 2,9 kg. Środek masy leży w odległości 24 cm od stawu kolanowego.