Literatuur – sportfysiotherapie
Biomechanica 1 – inleiding en statica
1) Eerst de basis van de mechanica met de drie beginselen van de klassieke mechanica (de drie
wetten van Newton)
Eerste wet van Newton traagheidswet = elk lichaam (voorwerp) blijft in zijn rusttoestand of blijft
eenparig rechtlijnig bewegen tenzij er netto kracht op werkt.
Massa = bepaalde hoeveelheid materie.
Traag/inert = de massa verzet zich tegen snelheid- of bewegingsverandering. Traagheid of inertie
neemt toe met de hoeveelheid massa (hoe meer massa hoe trager , dus hoe meer moeite het kost
om het van snelheid te doen veranderen). Een zwaardere persoon moet dus zowel meer kracht
uitoefenen om een bepaalde snelheid te bereiken als ook om van richting te veranderen of weer af
te remmen tot stilstand.
Tweede wet van Newton het kwantitatieve verband tussen een bepaalde hoeveelheid massa (m
in kg) en de netto kracht (f van force) in Newton die erop werkt. Kracht is hierbij een vector (behalve
een grootte heeft het ook een richting).
F= m x a of somF = m x a
Versnelling van een voorwerp is recht evenredig met de netto kracht die erop werkt en omgekeerd
evenredig met zijn massa. De richting van de versnelling (vector) is gelijk aan de richting van de
resultante van de krachten (Som F).
Situaties met de zwaartekracht (Fz). De versnelling hierbij = valversnelling of gravitatie (g). G = Fz = m
x g.
Valversnelling g op het aardoppervlak = 9,78 (10 m/s²).
Derde wet van Newton actie = reactie. De kracht die A op B uitoefent = actiekracht, de reactie
kracht die daardoor in B veroorzaakt wordt , wordt omgekeerd (tegengestelde richting) uitgeoefend
op A.
2) Translatie en rotatie
Translatie: een verplaatsing zonder dat de stand van een lichaam verandert.
Rotatie: een verplaatsing met een standsverandering.
3) Moment en koppel
Het moment van een kracht is altijd de uitwerking van de kracht ten opzichte van een gekozen punt.
Je mag de krachtvector altijd verplaatsen over de werklijn zonder dat de uitwerking ervan verandert.
Een krachtvector mag nooit zomaar evenwijdig aan zichzelf verplaatst worden.
Moment van een kracht = kracht x arm. De arm is de kortste afstand van het gekozen punt tot de
werklijn van de kracht.
M=Fxd
Draaipunt met de klok mee = positief / tegen de klok in = negatief. De eenheid volgt uit invulling van
eenheden van kracht en arm (afstand) en is dus de Newtonmeter (Nm).
,Koppel = voor het in gang zetten van een rotatie / verandering van de hoeksnelheid / versnelling is
altijd een stelsel nodig van twee gelijke maar tegengesteld gerichte/evenwijdig werkende krachten.
Koppel = f x d
4) Positie van het zwaartepunt
De positie van het zwaartepunt van een lichaam is het aangrijpingspunt van de resultante van alle
zwaartekrachten op alle (massa)delen van het lichaam. Wanneer het lichaam homogeen van
samenstelling is dan ligt het zwaartepunt in het midden (bestaat uit 1 stof en heeft een symmetrische
vorm).
Fz tot = Fz1 + Fz2
5) Model-evenwichtssituaties met principes
∑F = 0 en ∑M= 0
De bovenarm oefent net zoveel kracht naar boven op de onderarm als de zwaartekracht van de
onderarm. De som van de momenten moet nul zijn, er treedt namelijk geen rotatie op.
Een vrij lichaamsdiagram = dat er een schematische voorstelling van bijvoorbeeld de onderarm
gemaakt waarin alle krachten die op de onderarm werken op de juiste plaats zijn aangegeven.
Uitwerking van de krachten op de onderarm.
Fz = 30 Newton
Er geldt nu ∑F = 0.
Omdat alle krachten verticaal zijn en Fb omhoog en de andere twee naar beneden zijn krijgen we :
Fb – Fe – Fz = 0
Fb – Fe – 30 = 0
Ook geldt ∑M= 0
We kiezen een geschikt draaipunt in de positie van E.
∑Me = -Fb x 0.04 + Fz x 0.20 = 0
0,04 x Fb = 30 x 0.20 = 6,0
Fb = 6,0 : 0,04 = 150 N
Dit invullen levert : Fe = 150 -30 = 120 N
, Uitwerking krachten op onderarm met een gewicht in de hand
Iemand houdt zijn onderarm horizontaal terwijl hij een kogel (k) met een gewicht van 50N in zijn
hand (H) houdt. Wat zijn nu de krachten die de persoon op zijn onderarm moet uitoefenen?
∑F = 0
Fb – Fe – Fz – Fk = 0
Fb – Fe – 30 – 50 = 0
∑Me = 0
∑Me = -Fb x 0,04 + Fz x 0,20 + Fk x 0,30 = 0
0,04 x Fb = 30 x 0,20 + 50 x 0,30 = 6,0 + 15 = 21
Fb = 21 : 0,04 = 525 N
Fe = 525 – 80 = 445 N
Uitwerking krachten op onderrug
Zwaartekracht = 400 N
∑F = 0
Fd – Fe – Fz = 0
Fd – Fe – 400 = 0
∑Me = 0
∑Me = -Fd x 0,05 + Fz x 0,25 = 0
0,05 x fd = 400 x 0,25 = 100
Fd = 100 : 0,05 = 2000 N
Fe = Fd – 400 = 2000 – 400 = 1600 N
Biomechanica 1 – inleiding en statica
1) Eerst de basis van de mechanica met de drie beginselen van de klassieke mechanica (de drie
wetten van Newton)
Eerste wet van Newton traagheidswet = elk lichaam (voorwerp) blijft in zijn rusttoestand of blijft
eenparig rechtlijnig bewegen tenzij er netto kracht op werkt.
Massa = bepaalde hoeveelheid materie.
Traag/inert = de massa verzet zich tegen snelheid- of bewegingsverandering. Traagheid of inertie
neemt toe met de hoeveelheid massa (hoe meer massa hoe trager , dus hoe meer moeite het kost
om het van snelheid te doen veranderen). Een zwaardere persoon moet dus zowel meer kracht
uitoefenen om een bepaalde snelheid te bereiken als ook om van richting te veranderen of weer af
te remmen tot stilstand.
Tweede wet van Newton het kwantitatieve verband tussen een bepaalde hoeveelheid massa (m
in kg) en de netto kracht (f van force) in Newton die erop werkt. Kracht is hierbij een vector (behalve
een grootte heeft het ook een richting).
F= m x a of somF = m x a
Versnelling van een voorwerp is recht evenredig met de netto kracht die erop werkt en omgekeerd
evenredig met zijn massa. De richting van de versnelling (vector) is gelijk aan de richting van de
resultante van de krachten (Som F).
Situaties met de zwaartekracht (Fz). De versnelling hierbij = valversnelling of gravitatie (g). G = Fz = m
x g.
Valversnelling g op het aardoppervlak = 9,78 (10 m/s²).
Derde wet van Newton actie = reactie. De kracht die A op B uitoefent = actiekracht, de reactie
kracht die daardoor in B veroorzaakt wordt , wordt omgekeerd (tegengestelde richting) uitgeoefend
op A.
2) Translatie en rotatie
Translatie: een verplaatsing zonder dat de stand van een lichaam verandert.
Rotatie: een verplaatsing met een standsverandering.
3) Moment en koppel
Het moment van een kracht is altijd de uitwerking van de kracht ten opzichte van een gekozen punt.
Je mag de krachtvector altijd verplaatsen over de werklijn zonder dat de uitwerking ervan verandert.
Een krachtvector mag nooit zomaar evenwijdig aan zichzelf verplaatst worden.
Moment van een kracht = kracht x arm. De arm is de kortste afstand van het gekozen punt tot de
werklijn van de kracht.
M=Fxd
Draaipunt met de klok mee = positief / tegen de klok in = negatief. De eenheid volgt uit invulling van
eenheden van kracht en arm (afstand) en is dus de Newtonmeter (Nm).
,Koppel = voor het in gang zetten van een rotatie / verandering van de hoeksnelheid / versnelling is
altijd een stelsel nodig van twee gelijke maar tegengesteld gerichte/evenwijdig werkende krachten.
Koppel = f x d
4) Positie van het zwaartepunt
De positie van het zwaartepunt van een lichaam is het aangrijpingspunt van de resultante van alle
zwaartekrachten op alle (massa)delen van het lichaam. Wanneer het lichaam homogeen van
samenstelling is dan ligt het zwaartepunt in het midden (bestaat uit 1 stof en heeft een symmetrische
vorm).
Fz tot = Fz1 + Fz2
5) Model-evenwichtssituaties met principes
∑F = 0 en ∑M= 0
De bovenarm oefent net zoveel kracht naar boven op de onderarm als de zwaartekracht van de
onderarm. De som van de momenten moet nul zijn, er treedt namelijk geen rotatie op.
Een vrij lichaamsdiagram = dat er een schematische voorstelling van bijvoorbeeld de onderarm
gemaakt waarin alle krachten die op de onderarm werken op de juiste plaats zijn aangegeven.
Uitwerking van de krachten op de onderarm.
Fz = 30 Newton
Er geldt nu ∑F = 0.
Omdat alle krachten verticaal zijn en Fb omhoog en de andere twee naar beneden zijn krijgen we :
Fb – Fe – Fz = 0
Fb – Fe – 30 = 0
Ook geldt ∑M= 0
We kiezen een geschikt draaipunt in de positie van E.
∑Me = -Fb x 0.04 + Fz x 0.20 = 0
0,04 x Fb = 30 x 0.20 = 6,0
Fb = 6,0 : 0,04 = 150 N
Dit invullen levert : Fe = 150 -30 = 120 N
, Uitwerking krachten op onderarm met een gewicht in de hand
Iemand houdt zijn onderarm horizontaal terwijl hij een kogel (k) met een gewicht van 50N in zijn
hand (H) houdt. Wat zijn nu de krachten die de persoon op zijn onderarm moet uitoefenen?
∑F = 0
Fb – Fe – Fz – Fk = 0
Fb – Fe – 30 – 50 = 0
∑Me = 0
∑Me = -Fb x 0,04 + Fz x 0,20 + Fk x 0,30 = 0
0,04 x Fb = 30 x 0,20 + 50 x 0,30 = 6,0 + 15 = 21
Fb = 21 : 0,04 = 525 N
Fe = 525 – 80 = 445 N
Uitwerking krachten op onderrug
Zwaartekracht = 400 N
∑F = 0
Fd – Fe – Fz = 0
Fd – Fe – 400 = 0
∑Me = 0
∑Me = -Fd x 0,05 + Fz x 0,25 = 0
0,05 x fd = 400 x 0,25 = 100
Fd = 100 : 0,05 = 2000 N
Fe = Fd – 400 = 2000 – 400 = 1600 N
