ВНЕШНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО СИСТЕМЫ СИЛЫ
Для того чтобы отнести силы к внешним или внутренним, надо установить прежде всего, относительно какой системы объектов эти силы рассматриваются. В биомеханике такой системой, естественно, считают тело человека. Но иногда бывает целесообразно расширить систему (например, велосипедист — велосипед) или ограничитьее(например, тело прыгуна в воду рассматривают как две связанные системы — верхнюю и нижнюю половины по весу тела. Тяги мышц, соединяющих эти системы, можно рассматривать как внешние дли них силы).
Внешние относительно системы силы — мера воздействия на нее
Объектов окружающей среды.
Внешние силы обладают особенностями, значение которых важно для понимания динамики. Они могут быть мысленно приложены к центру тяжести системы как изменяющие его движение, могут изменять и ее кинетический момент, что невозможно для внутренних сил. В этом главный смысл разделения сил на эти группы (внешние и внутренние силы).
В числе внешних для тела человека сил будут рассмотрены: дистантные силы (тяжести) и контактные (силы веса и инерции внешних тел, сопротивления среды, реакции опоры, трения и упругой деформации).
Сила тяжести и вес
Сила тяжести тела — это мера притяжения тела к Земле с учетом уменьшения силы притяжения вследствие суточного вращения Земли. Сила тяжести тела равна геометрической (векторной) сумме гравитационной и инерционной (центробежной) сил и приложена как равнодействующая всех сил тяжести частиц тела к его центру тяжести.
Все тела на Земле находятся в поле земного тяготения. Тело массы т притягивается Землей массы М с силою F по линии, соединяющей их центры масс.
Сила тяготения зависит только от масс и расстояния
.Для определения величины силы тяжести применяется статическое измерение — по действию тела на площадку пружинных весов. Под действием силы тяжести тело само оказывает давление на опору (нижнюю или верхнюю) — проявляется вес тела.
Вес тела (статический) — это мера его воздействия в покое на покоящуюся же связь (опору, подвес), как на препятствие, мешающее падению.
Рычажные весы с гирями не улавливают различие в весе, связанное с местоположением пункта взвешивания, посколькувес гирь изменяется так же, как вес тела.
Вес тела равен его силе тяжести, но вес сила контактная, приложенная не к телу, а к опоре тела, сила же тяжести—дистантная сила, которая приложена к самому телу.
Для определения величины силы применяется также динамическое измерение — по ускорению свободно падающего тела (для технических расчетов принимают 981 см/сек), В разных пунктах Земли это ускорение различно, но в некоторых практических задачах это различие можно не учитывать. Для приближенных расчетов (в учебных заданиях) его считают равным 9,8 или даже 10,0 м/сек.
Сила тяжести тела человека и вес удерживаемых им тел вызваны земным тяготением и поэтому служат для человека внешними силами.
Поскольку вес (как и сила тяжести) изменяется от ускорения тела, различают статический вес (тело покоится) и динамический вес.Последний есть геометрическая сумма статического веса и силы инерции при ускорении по вертикали. Например, при приседании или отталкивании силы инерции направлены против ускорения. Они или увеличивают или уменьшают динамический вес тела (его общую силу давления на опору).
На горизонтальной плоскости сила тяжести (G) вызывает опорную реакцию (R); обе силы взаимно уравновешены. На наклонной плоскости составляющие силы тяжести соответственно вызывают опорную реакцию RN и силу трения Т. Вне опоры сила тяжести вызывает у всех звеньев свободно падающего тела одинаковое ускорение, поэтому на взаимное расположение и относительное движение частей тела сила тяжести в полете не влияет. Поскольку тело не действует на опору, то нет веса — тело находится в состоянии невесомости.
Итак, сила тяжести тела действует: а) на опору в покое — как статический вес; б) на опору пpи вертикальном ускорении—как динамический вес и в) вне опоры — как причина ускорения свободно падающего тела.
В положении на опоре силы тяжести либо проходят через оси суставов тела и тянут части тела вниз, либо действуют на плече силы тяжести (d) и обладают моментом относительно оси сустава — ai(,(g). Так же действуют на тело человека своим весом и внешние тела, удерживаемые или приводимые в движение человеком. Стало быть, при опоре вес звеньев тела и отягощений всегда влияет на расположение и движение звеньев тела. Изменять статический вес внешних тел и своих частей тела человек не может, но и з м е н я т ь моменты сил тяжести, а также динамический вес можно и иногда нужно — в зависимости от задачи движения и конкретных условий.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 387;