Biomechanica met inbegrip van fysica: Partim fysica
2024-2025 SEM 1
inleiding
Mechanica bestudeert krachten en hun effecten, en biomechanica past dit toe op biologische systemen.
Mechanica heeft twee onderdelen:
1. statica (lichamen in rust of evenwicht)
2. dynamica (bewegende lichamen)
Dynamica omvat:
- Kinematica (bewegingseigenschappen zonder krachten te bestuderen)
- Kinetica (beweging door krachten zoals zwaartekracht en wrijving)
Beweging wordt onderverdeeld in lineaire (translatie), angulaire (rotatie), en algemene beweging.
Mechanische analyses bestaan uit:
- Kinematische analyse: beschrijft beweging zonder krachten,
- Kinetische analyse: onderzoekt krachten die de beweging veroorzaken.
Statica bestudeert systemen die niet bewegen of constant bewegen.
1
,hoofdstuk 1: LINEAIRE KINEMATICA
1.1 Inleiding
Beweging is relatief, wat betekent dat het afhangt van het gekozen referentiestelsel.
Bij het beschrijven van de beweging van een deeltje wordt eerst een referentiestelsel gekozen.
Voorbeeld:
- In referentiestelsel Oxy (gekoppeld aan auto 2):
- Auto 1 beweegt vooruit
- Auto 2 staat stil.
- In referentiestelsel O’x’y’ (gekoppeld aan auto 1):
- Auto 2 beweegt achteruit
- Auto 1 staat stil.
1.2 Plaatsbepaling
Om een punt P te lokaliseren, wordt een oorsprong O en een assenstelsel gekozen (in 1D, 2D, of 3D)
In de driedimensionale ruimte wordt een orthogonaal rechtshandig assenstelsel met x-, y-, en z-assen gebruikt.
De positie van punt P wordt bepaald door de coördinaten (x, y, z), die de loodrechte projecties van het lijnstuk OP op de assen
zijn.
2
,Een plaatsvector r kan ook gebruikt worden om de locatie van P weer te geven als een pijl van O naar P
Een vector heeft een grootte, richting, en zin.
De verplaatsing van punt A naar B wordt weergegeven door een verplaatsingsvector AB (pijl van A naar B).
De baan = verzameling van punten die een lichaam doorloopt tijdens beweging, maar de verplaatsing volgt niet altijd exact deze
baan
3
, 1.3 Vectoren
Fysische grootheden: uitgedrukt in een eenheid.
Scalaire grootheid: grootte (getal + eenheid), positief/negatief/nul, algebraïsche rekenregels
○ Voorbeelden: lengte, massa, temperatuur.
Vectoriële grootheid: grootte, richting, zin → geen gewone rekenregels
○ Grafisch: pijl, lengte van pijl = grootte.
○ Voorbeeld: verplaatsing.
1.3.1 De componenten van een vector
Componenten van een vector= loodrechte projecties van de vector op de assen, scalaire grootheden met teken.
Tweedimensionaal geval:
Driedimensionaal geval:
4
2024-2025 SEM 1
inleiding
Mechanica bestudeert krachten en hun effecten, en biomechanica past dit toe op biologische systemen.
Mechanica heeft twee onderdelen:
1. statica (lichamen in rust of evenwicht)
2. dynamica (bewegende lichamen)
Dynamica omvat:
- Kinematica (bewegingseigenschappen zonder krachten te bestuderen)
- Kinetica (beweging door krachten zoals zwaartekracht en wrijving)
Beweging wordt onderverdeeld in lineaire (translatie), angulaire (rotatie), en algemene beweging.
Mechanische analyses bestaan uit:
- Kinematische analyse: beschrijft beweging zonder krachten,
- Kinetische analyse: onderzoekt krachten die de beweging veroorzaken.
Statica bestudeert systemen die niet bewegen of constant bewegen.
1
,hoofdstuk 1: LINEAIRE KINEMATICA
1.1 Inleiding
Beweging is relatief, wat betekent dat het afhangt van het gekozen referentiestelsel.
Bij het beschrijven van de beweging van een deeltje wordt eerst een referentiestelsel gekozen.
Voorbeeld:
- In referentiestelsel Oxy (gekoppeld aan auto 2):
- Auto 1 beweegt vooruit
- Auto 2 staat stil.
- In referentiestelsel O’x’y’ (gekoppeld aan auto 1):
- Auto 2 beweegt achteruit
- Auto 1 staat stil.
1.2 Plaatsbepaling
Om een punt P te lokaliseren, wordt een oorsprong O en een assenstelsel gekozen (in 1D, 2D, of 3D)
In de driedimensionale ruimte wordt een orthogonaal rechtshandig assenstelsel met x-, y-, en z-assen gebruikt.
De positie van punt P wordt bepaald door de coördinaten (x, y, z), die de loodrechte projecties van het lijnstuk OP op de assen
zijn.
2
,Een plaatsvector r kan ook gebruikt worden om de locatie van P weer te geven als een pijl van O naar P
Een vector heeft een grootte, richting, en zin.
De verplaatsing van punt A naar B wordt weergegeven door een verplaatsingsvector AB (pijl van A naar B).
De baan = verzameling van punten die een lichaam doorloopt tijdens beweging, maar de verplaatsing volgt niet altijd exact deze
baan
3
, 1.3 Vectoren
Fysische grootheden: uitgedrukt in een eenheid.
Scalaire grootheid: grootte (getal + eenheid), positief/negatief/nul, algebraïsche rekenregels
○ Voorbeelden: lengte, massa, temperatuur.
Vectoriële grootheid: grootte, richting, zin → geen gewone rekenregels
○ Grafisch: pijl, lengte van pijl = grootte.
○ Voorbeeld: verplaatsing.
1.3.1 De componenten van een vector
Componenten van een vector= loodrechte projecties van de vector op de assen, scalaire grootheden met teken.
Tweedimensionaal geval:
Driedimensionaal geval:
4
