バイオメカニクス さまざまな力
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バイオメカニクスよりさまざまな力についてまとめています💪
ここでは主に力とは、力の単位、重力、張力、圧力、垂直抗力、摩擦力、弾性力についてまとめています🍀*゜
ノートテキスト
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さまざまなか 1、力とは ○力の大きさ、向き、作用点を力の3要素。 。 物体にはたらく力を図に表すときは、力の大きさを 線分の長さ、力の向きを先頭の向きとして、 力がはたらく作用点から矢印を引く。 ○作用点を通り、力の向きと平行な直線を 作用線とい・・・作用線上であれば作用点を 力の作用点 力の向 力の大きさ 自由に動かしても、力が物体に及ぼすはたらきは変わらない。 2. 力の単位 。 力の単位はニュートン[N]。 9 1[N] は質量1 [kg]の物体を][m/s]]で加速する力。 ○1〔N〕の力を物体に与えたときに、〔m/s2]の加速度が生じる物体 の質量は1〔kg]。 一質量と重さの違い 。 。 質量が同じ物体でも、動が地球の約言しかない月で重さを計る と、地球上で計った重さの約舌になる。 質量は地球上でも月面上でも変わらないので、物体そのものの量。 普段用いている重さの単位にも質量と同じグラム(g)やキログラム(kg)を 用いるので、質量の単位と区別するために、重さの単位はキログラム重〔kg] と表す。 重さw 〔kg重〕は、質量m[kg]の物体が重力加速度g[[m/s] で 加速されるときにはたらいてる力で、地上での物体の重さと質量の 関係は・・・ W = mg 重さ〔kg重] 質量[kg]動加速度〔m/s2] 重力加速度 ○地球上の重力加速度gは、9.8〔m/s2] なので、1〔kg重]の重さは 9.8 [N]に等しい。 1〔kg重]=1〔kg〕×9.8 [m/s2]=9.8 [N]
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バイオメカニクス 第3講 三角関数- ○三平方の定理(ピタゴラスの定理) 直角三角形の斜辺の2乗は、他の2辺の2乗の和に 等しい」という関係を示している。 C • 途辺は、直角三角形の直角と向き合う辺で、3辺の中 で最も長い a 斜辺をCとして、直角三角形の3つの辺をa,b,cとすると三平方の定理は 以下 式で示す。 の C2 = Q2 + 62 -三角関数 Sin, Cos, tan- a b sing= 5C b Coso = a · ・sin(サイン、正弦)、COS(コサイン、余弦) tan(タンジェント、正接)などの三角関数は、 物理学で使用される。 直角三角形の斜辺Cと辺aでつくられ る角度を(シータ)とすると、三角関数 Sin, Cos,tanは次のように定義。 Sino b C a a b tan= do tano a C 00 ba
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3.重力 ° 地球上の物体は支えるものがないと、一定の割合で速度を増し ながら等加速度直線運動で鉛直下向きに落下。 →地球の表面には、物体を引きつける力である重力がはたらくため に起こる現象 ・重力は物体の質量と重力加速度の積を大きさとして、鉛直下向き にはたらく。 Fo mg 重力による力[N] =質量[kg]×重力加速度[m/s2] -抗重力筋- 身体には常に重力がはたらいており、重力に対抗して身体を支える 役割をもつ。 ○ 脊柱起立筋、大殿筋、大腿四頭筋、下腿三頭筋などの 抗重力筋とよばれる筋群が常に活動している。 4、張力 。 。 0 物体に糸を取り付けて物体を糸で引くと、物体には糸を介して力が伝わる。 張力 〈張力の描き方> 物体に張力を伝えるもの(糸など)が物体につながっている点を始点 として、力が物体を引っ張る向きにベクトルを描く 糸につるされた物体が静止しているとき、 物体にはたらく重力と同じ大きさで反対向きの力が 糸の張力として物体にはたらいている。 ・張力 動 筋の収縮による力は、 腱を介して骨に伝わり関節運動が起こる。 筋が発生する力は筋張力とよばれ、 大きさや向きは 身体運動を考える ときに重要。 「筋張力 (上腕二頭筋) 回転軸 (肘関節) 剛体の重さ (手と前腕) リンゴの さ
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バイオメカニクス 5. 垂直抗力 垂直抗力 動 斜面に垂直な 第3・第4講 ○テーブルの上にリンゴを置くと、リンゴに動力がはたらきテーブル を押す ○リンゴはテーブルからテーブルの面に垂直な向きに、 重力と同じ大きさの力を受ける。 →物体が置かれた面から、物体に対して垂直方向にはた らくので垂直抗力とよばれる。 向きにはたらく 。 斜面 に 物体が置かれているときも、垂直抗力は重 方向ではなく、斜面に垂直な向きにはたらく。 6.摩擦力 摩擦力 + 物体を引く力 一静止摩擦カー 。 ・床の上で家具を滑らせて移動しようとすると、 大きな力が必要。 →物体を移動しようとする力に対抗して摩擦力 がはたらくため。 ○摩擦力は、物体と物体に接する面との間に、面と 水平方向に、物体を動かそうとする力の向きと反対の 向きにはたらく力である →静止摩擦力と動摩擦力がある。 ・面の上に置かれた物体に力を加えても物体が動かないとき、物体に はたらく摩擦力を静止摩擦力。 F = UN 静止摩擦力[N]静止摩擦係数垂直抗力[N] →無次元量 一動摩擦カー ・物体が動いているときに働く摩擦力を 動摩擦力 動摩擦係数 といい、 摩擦係数を ○動摩擦力F'[N]は、垂直抗力をN[N]、動摩擦係数をとすると… F' = 'N
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7. 弾性力 ○伸張されたり短縮されたりしたときにもとの長さに戻ろうとして現れる力を 一般に弾性力 - フックの法則- ・弾性力は、ばねの伸びと反対向きにはたらき、大きさはばねの伸びに 比例する ○弾性力(ばねの力)をF[N]、ばねの伸びをx[m]、ばねの定数をk[N/m² とすると・・・ F=kx 8. 圧力 ○単位面積あたりにかかる力。 。 面積S[m²]に力F[N]が一様にかかるとき、 P=1 E t] [N] [Pa] = 面積〔m²] 。 圧力の単位: :パスカル〔Pa] 1Pa=1N/m² ・大気圧一 。 地球には大気の層があり地球の表面にはその大気の重さによる圧力が かかっている。 →大気圧 。 地球の表面の標準的な大気圧を聞圧[atm] とよび、latmは 1.013 × 105 Paとなる。
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見てくれてありがとう! バイオメカニクスのノートは まだまだ続きます! ただいま制作中ですので少々 お待ちください 小紅 小紅書號: 4148178038
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