Це пояснюється тим, що маса ніг людини становить близько 40% маси тіла і вимагає значних витрат енергії при кожному гальмуванні і розгоні. Найкращі швидкохідні тварини мають худі ноги, а основна маса зосереджена в тілі. Великі м'язи ніг у деяких тварин (лев, тигр, великі кішки) пристосовані для стрибків, а не для швидкого бігу.

Людина обмежений у величиною продукції, що ним роботи не тільки необхідної для цього енергією, але й швидкістю її використання, тобто потужністю. Наприклад, людина має пройти велику відстань по сходах, перш ніж буде змушений зупинитися через те, що витратив занадто багато енергії. Однак, при підйомі у високому темпі, він може впасти в знемозі, подолавши лише невелику частину шляху. У цьому випадку обмеження ставить величина затрачуваної потужності, тобто швидкості, з якою людина за рахунок біохімічних процесів перетворює хімічну енергію їжі в механічну роботу. Та обставина, що активний організм часто функціонує на межі своїх граничних можливостей, ... Читати далі »

Причина втоми (а значить і енерговитрат) при статичних навантаженнях полягає в тому, що спокій у даному випадку є удаваним. Внаслідок біологічної активності м'язів у людини завжди спостерігається фізіологічний тремор (лат. tremor - тремтіння). При цьому відбуваються непомітні оку дуже дрібні і дуже часті скорочення і розслаблення м'язів. Отже, м'язи постійно здійснюють роботу (таку роботу називають статичної) і витрачають запас енергії. Сила м'язів падає і потрібно перерву для її відновлення. Цим і пояснюється те, що стоїть людина час від часу переносить вагу тіла з однієї ноги на іншу.

У спортивній термінології використовуються такі поняття: При цьому потужність часто визначають як темп, в якому виконується робота або витрачається енергія.

Ергометри. Для вимірювання роботи людини застосовують прилади, які називаються ергометра. Наприклад, велоергометр призначений для вимірювання корисної роботи та потужності при їзді на велосипеді. Для цього через обід колеса, я ... Читати далі »

При короткочасних зусиллях людина може розвивати потужність близько кількох кіловат. Наприклад, якщо спортсмен масою 70 кг підстрибує так, що його центр мас піднімається на 1 м (по відношенню до нормального стійці), а фаза відштовхування триває 0,2 с, то він розвиває потужність близько 3,5 кВт.

При ходьбі з постійною швидкістю по рівному місцю людина також здійснює роботу, хоча його кінетична енергія не змінюється. У цьому випадку енергія витрачається головним чином на періодичне підняття центру мас тіла і на прискорення або уповільнення ніг. Частина цієї енергії йде на нагрівання організму за рахунок «опору» його частин і нагрівання навколишнього середовища. Наприклад, людина масою 70 кг при ходьбі зі швидкістю 5 км / год розвиває потужність близько 60 Вт. Із зростанням швидкості ця потужність швидко збільшується, досягаючи 200 Вт при швидкості 7 км / ч. При їзді на велосипеді положення центру мас людини змінюється набагато менше, ніж при ходьбі, і прискорення ніг теж ме ... Читати далі »

У цьому випадку кінетична енергія дорівнює сумі двох доданків: Формула для обчислення кінетичної енергії обертання навколо центру мас буде наведена у підрозділі (7.1).

При поступальному русі тіла швидкості всіх його точок однакові (v), а обертання відсутній (Євр = 0).

Зв'язок між зміною кінетичної енергії та роботою зовнішніх сил для твердого тіла така ж, як для матеріальної точки: Зміна кінетичної енергії твердого тіла дорівнює сумі робіт всіх діючих на нього зовнішніх сил: Навіть дуже маленька сила при великому переміщенні тіла може зробити значну роботу. Правда, для цього буде потрібно чималий проміжок часу. Однак у багатьох випадках величина ділянки траєкторії і час дії сили обмежені. Наприклад, при стрибку сила м'язів діє тільки при розгинанні суглоба досить короткий час. За цей час робота м'язів повинна встигнути повідомити стрибуна необхідну кінетичну енергію. Тому важливою характеристикою «пристроїв», які використовуються для здійснення роботи є швидкість ... Читати далі »

Така система називається інерціальній.

Будь-які взаємодіють тіла діють один на одного з силою, однакової за величиною і протилежною за напрямком: Відзначимо один вид руху тіла, до якого закони руху матеріальної точки застосовні без будь-яких змін.

Нехай тіло рухається так, що будь-який його відрізок залишається паралельним свого початкового стану Такий рух називається поступальним.

При такому русі траєкторії руху усіх точок однакові. Тому однакові і всі характеристики руху (швидкість, прискорення і т. д.).

У підрозділі (4.1) було відзначено, що інерційних систем відліку існує безліч. Виникає питання про рівноправності різних інерційних систем, відповідь на яке дає принцип відносності, сформульований Галілеєм.

Будь-яке механічне явище в усіх інерційних системах протікає однаково і підпорядковується одним і тим же законам.

Це означає, що досвід, поставлений в різних інерційних системах в однакових умовах, дасть один і той же резу ... Читати далі »

Наприклад, центр мас стержня буде знаходитися в його середині.

Застосування формули (5.1) для тіла, що складається з двох точок з масами т і 2т, проілюстровано Можна показати, що швидкість і прискорення центра мас визначаються аналогічними формулами: Сума мас усіх точок, що входить до знаменники формул (5.1-5.3), називається масою тіла .

Масою тіла називається сума мас всіх його точок: У симетричних однорідних тілах ЦМ завжди розташований в центрі симетрії або лежить на осі симетрії, якщо у фігури центру симетрії немає. Центр мас може знаходитися як всередині тіла (диск, трикутник, квадрат), так і поза ним (кільце, кутник, квадрат з вирізом у центрі). Для людини положення ЦМ залежить від прийнятої пози. показано положення ЦМ тіла стрибуна у воду на різних етапах стрибка. У залежності від положення частин тіла відносно один одного його ЦМ знаходиться в різних точках.

Маса тіла і маси його окремих сегментів є дуже важливими для різних аспектів біомеханіки. ... Читати далі »

Її знак визначається величиною кута а. Якщо цей кут гострий (сила направлена в бік руху тіла), то робота позитивна. При тупому куті а робота негативна.

Якщо при русі точки кут &945; = 90 ° (сила спрямована перпендикулярно вектору швидкості), то робота дорівнює нулю.

Нехай тіло масою т, початкова швидкість якого дорівнює нулю, починає рухатися по гладкій горизонтальній площині під дією сили F, спрямованої уздовж неї. Крім сили F, на тіло будуть діяти ще дві сили сила тяжіння (Fпр), спрямована вниз;

Необхідно визначити, яку швидкість придбає тіло, пройшовши шлях s.

Застосуємо до руху тіла рівняння (4.8): Початкова швидкість дорівнює нулю, тому Ек1 = 0. Кінцеву швидкість позначимо v.

Для сили F кут &945; = 0 і cos (&945;) = 1. Тому АF = F &903; s. Для сил Fnp та N кут &945; = 90 ° і соs (&945;) = 0. Тому їх роботи дорівнюють нулю. Підставивши ці значення в (4.10), отримаємо: У цьому випадку матеріальною точкою можна ... Читати далі »

Перша складова створює лінійне прискорення ОЦМ, а друга складова бере участь у створенні доцентровий прискорення (разом з реакцією перекладини, що діє на кисті рук).

З визначення маси тіла як міри його інертності (4.2) випливає, що при взаємодії двох тіл їх прискорення обернено пропорційні масам: Звільнившись від знаменника, отримаємо: m1 &903; а1 = m2 &903; а2.

Згідно з формулою (4.4), добуток маси тіла на його прискорення одно що діє на тіло силі: m &903; а = F. Тому взаємодіючі тіла діють один на одного з силою однаковою за величиною: Fl = F2 (F1 - сила, яка діє на перше тіло з боку другого, F2 - сила, яка діє на друге тіло з боку першого).

Крім того, експериментально встановлено, що прискорення взаємодіючих тіл завжди мають протилежні напрямки. Тому й сили F1, F2 направлені в протилежні сторони. Це визначає зміст Третього закону Ньютона: взаємодіючі тіла діють один на одного з силою, однакової за величиною і протилежною за напрямком: Fl = ... Читати далі »