Übungsbeispiele – UE4 Fw Fg α

Übungsbeispiele – UE4
1) Ein Proband mit einer Masse von 80 kg führt eine langsame Kniebeuge mit einem
Zusatzgewicht von 30 kg auf den Schultern durch.
a. Zeichnen Sie ein Freikörperdiagramm des Systems: Oberkörper
b. Berechnen Sie das resultierende Moment im Hüftgelenk unter der Annahme
das der Oberkörper bezüglich der Vertikalen
i. α = 20° (L: M = 108,7 Nm)
ii. α = 40° (L: M = 204,3 Nm)
nach vorne geneigt ist. Die Masse des Oberkörpers beträgt 60 % der Gesamtmasse.
α
30 cm
Fw
30 cm
Fg
( L: F = 2823 N)
3) Ein Athlet kontrahiert seinen Quadriceps, um ein Gewicht mit einer Masse von 10
kg im Gleichgewicht zu halten. In der Gleichgewichtsposition beträgt der
Kniewinkel 50°.
a. Berechnen Sie das resultierende Moment und die resultierende Kraft im
Kniegelenk. Die Masse des Unterschenkels beträgt 5 kg.
b. Berechnen Sie die Kraft im Quadriceps FM unter der Annahme eines
Hebelarms von r = 4,3m.
F
18 cm
27 cm
FG
F
4) In Abbildung 1 ist eine Übung zur Kräftigung der Schultermuskulatur dargestellt.
a. Zeichnen Sie ein Freikörperdiagramm des Systems: Arm
b. Berechnen Sie das resultierende Moment im Schultergelenk und die Kraft Fd
im m. deltoideus. Der Winkel θ = 40°.
Die Masse des Arms beträgt 6kg, die der Hantel 10.5kg. Die Länge des Armes
beträgt 73cm. Für den Abstand d wird ein Wert von 7.5cm angenommen.
c. Skizzieren Sie eine Position der Arme, in der kein resultierendes Moment im
Schultergelenkt wirkt. Ist in dieser Position auch die resultierende Kraft im
Schultergelenk gleich 0? Begründen Sie ihre Antwort!