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Biomechanik: Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen by Hans Albert Richard, Gunter Kullmer

By Hans Albert Richard, Gunter Kullmer

Dieses Lehrbuch behandelt anschaulich mit aussagekräftigen Abbildungen die Grundlagen der Biomechanik sowie Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat. Schwerpunkte sind die Statik und Festigkeitslehre des Stütz- und Bewegungsapparates sowie die Kinematik und Kinetik der Bewegungen. Zudem werden Aufbau und Funktion des Bewegungsapparates beschrieben sowie Simulationen mittels der Finite-Elemente-Methode vorgestellt. Zahlreiche Anwendungsbeispiele aus den Bereichen activity und Medizin verdeutlichen die vielseitigen Möglichkeiten für einen sinnvollen und erfolgreichen Einsatz der Biomechanik.

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Die Handkraft R = FH, Bild 2-4c, stellt die Reaktionskraft dar. Sie wird erst sichtbar durch das gedankliche Lösen des Schnurgriffs (des Seilgriffs) von der Hand. Dieses Vorgehen nennt man in der Mechanik „Freischneiden“. Dies bedeutet, das Teilsystem „Paket mit Schnur“ wird gedanklich vom Teilsystem „Hand“ gelöst. Die von der Hand auf die Schnur wirkende Kraft wird als Reaktionskraft R = FH eingezeichnet. Mit den Methoden der Statik kann dann die Reaktionskraft ermittelt werden. Sie wirkt der Gewichtskraft entgegen und ist in diesem Fall betragsmäßig genau so groß wie die Gewichtskraft, also R = FH = G.

Eine Einspannung lässt weder eine Verschiebung in x- oder y-Richtung noch eine Verdrehung zu. Sie besitzt somit 3 Auflagerbedingungen und ist damit statisch dreiwertig (a = 3). Als Lagerreaktionen ergeben sich die Kräfte Ax, Ay sowie das Einspannmoment ME. 2 Freiheitsgrade, stabile Lagerung und statische Bestimmtheit von Tragwerken und Körpern Ein nicht gelagerter oder gestützter Körper kann sich frei bewegen. Bei einer ebenen Bewegung hat der Körper drei Freiheitsgrade, nämlich zwei Translationen (z.

Die voraussichtliche Drehachse verläuft durch die Schultergelenke. c) Die Teilgewichte für den Oberkörper, den Kopf und die Beine. 4 Schwerpunkt 43 d) Position des Gesamtschwerpunkts des Körpers (ohne Arme) Gesamtgewicht des Schwerpunkts (ohne Arme): G(oA) = GO, K + G2B = 325 N + 240,5 N = 565,5 N Schwerpunktskoordinate xS xS = ¦ Gi ⋅ xi = ¦ Gi ⋅ xi yS = ¦ Gi ⋅ yi = − GO, K ⋅ a − G2B ⋅ b = − 325 N ⋅ 30 cm − 240,5 N ⋅ 70 cm = −47 ,0 cm Gi G(oA) G(oA) = GO,K ⋅ 0 + G2B ⋅ c G(oA) = 240,5 N ⋅ 45 cm = 19,1 cm 565,5 N G(oA) 565,5 N Reckstange Schultergelenk y x S O,K ij S GO,K SB G 2B e) Winkel zwischen gestreckten Armen und Oberkörper im Gleichgewichtszustand tan ϕ = xS 19,1 cm = = 0,406 yS 47,0 cm ϕ = arctan 0,4 = 22,1° Der Körper (ohne Arme) dreht sich um das Schultergelenk, bis sich der Gesamtschwerpunkt unter dem Schultergelenk befindet.

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