ĆWICZENIE 16

ELEMENTY BIOMECHANIKI

I. Dźwignie:
Dwustronna:

•

Wybierz 3 ciężarki i wyznacz ich łączny ciężar F

L

za pomocą dynamometru a

następnie zawieś je w jednym miejscu na dźwigni po lewej stronie, w odległości r

L.

•

Korzystając z pozostałych ciężarków sprowadź dźwignię do równowagi

zawieszając je w dwóch różnych miejscach po prawej stronie. W obu przypadkach

zmierz wpisz na kontrolkę odległości od osi obrotu r

p1

i r

p2

oraz ciężary F

P1

i F

P2

.

•

Narysuj wektory działających sił zachowując proporcje długości.

•

Oblicz ich momenty działających sił. Zaznacz na rysunku ich zwroty.

Przyjmij oznaczenia -

za tablicę, - przed tablicę.

Określ warunki równowagi sił.

Jednostronna:

•

Zawieś 6 ciężarków na dynamometrze i zmierz ich ciężar F

C

. Następnie zawieś je

na końcu dźwigni i zmierz ramię siły r

C

. Za pomocą dynamometru sprowadź układ

do równowagi. Zmierz wskazanie dynamometru F

D

i jego odległość od osi obrotu.

•

Narysuj wektory działających sił zachowując proporcje długości.

•

Oblicz ich

momenty działających sił. Zaznacz na rysunku ich zwroty.

Określ warunki równowagi sił.

II. Prawo Archimedesa.

•

Zmierz dynamometrem ciężar dwóch odważników. Zawieś po dwa ciężarki z

każdej strony dźwigni (powinna być w równowadze). Nalej wody do kubka a

następnie podstaw go pod dźwignię tak, aby zanurzyć jeden z obciążników w

wodzie. Następnie dowieszając odpowiednio ciężarek sprowadź układ do

równowagi. Wpisz wartości ciężarów i ich odległości od osi obrotu.

Napisz równanie opisujące układ w równowadze. Wyznacz siłę wyporu W.

III

. Analiza sił utrzymujących przedramię w poziomie.

a)

Zmierz długość przedramienia L (od kości łokciowej do środka dłoni).

Wiedząc, że przedramię stanowi 1,82% ciężaru ciała, a jego środek ciężkości leży

w odległości 0,42 L od osi obrotu, proszę obliczyć ciężar przedramienia F

P

oraz

położenie jego środka ciężkości L

X

.

Napisz układ równań uwzględniający siły i momenty sił utrzymujące przedramię w

pozycji poziomej. Przyjmując, że ramię r

T

działania siły mięśnia T jest w

przyb

liżeniu równe 5cm obliczyć siły: naprężenia mięśnia T

1

oraz reakcji stawu

łokciowego E

1

.

b)

Zegnij przedramię tak aby stanowiło kąt prosty z ramieniem. Na dłoni umieść
przedmiot np. pojemnik z odczynnikiem (jego masa wynosi o masie 1,1kg). Zapisz

jego ciężar F

C.

Ponownie napisz układ równań opisujący działające na przedramię

siły i oblicz T

i E

po dołożeniu obciążenia. Porównaj te siły z obliczonymi

wcześniej.

c) Zapisz jaką rolę pełni temblak, oraz narysuj model przedramienia z zaznaczoną siłą
dzi

ałania temblaka F

T

.