人体转动力学VIP免费

人体转动力学1、转动的力学条件FF’∑M≠0合外力矩不为零2、转动运动学位移s、速度v、加速度a角位移φ、角速度ω、角加速度β投掷铁饼时，运动员持饼旋转，使铁饼获得16m/s的线速度。在最后用力阶段，躯干带动投掷臂继续转动270°，出手时铁饼的线速度增大到22m/s。假定铁饼的重心至转轴的距离为1.1m，求最后用力阶段所需时间和铁饼的平均角加速度。环节角与关节角环节角：描述环节姿位的角度，通常表示为环节长轴与水平或垂直方向的夹角关节角：相邻两环节的夹角躯干大腿足小腿躯干大腿足小腿hkahka3、转动惯量(momentofinertia)4Kg4Kg10Kg1m2m1m转动惯量描述物体转动时保持原来运动状态能力的物理量J＝mr2J＝∑miri2rm转动惯量＝质量×转动半径2（1）质量为m、半径为R的均匀圆环的转动惯量。轴与圆环平面垂直并通过圆心。RO解：222ddmRmRmRJdm几个常用J的计算举例：规则物体的转动惯量Rrdr（2）质量为m、半径为R均匀圆盘的转动惯量。轴与盘平面垂直并通过盘心。解：取半径为r宽为dr的薄圆环rrmdπ2drrmrJdπ2dd32403π21dπ2dRrrJJR2πRm221mRJ规则物体的转动惯量（3）长为l、质量为m的均匀杆：oxdxdm如果将轴移到棒的一端2dJxm222dllmxxl2112ml20dlmJxxl213ml取如图坐标，dm=dx20dLxx规则物体的转动惯量平行轴定理刚体对某轴O的转动惯量等于刚体对通过质心且与O轴平行的C轴的转动惯量加上刚体的质量与两平行轴间的距离平方乘积2COmdJJdJCJOC回转半径物体微分质量假设的集中点到转动轴间的距离假设绕某轴转动的物体的全部质量集中在离轴某一距离的一点上，即用这个点来代表整个物体的质量。这时它的转动惯量如果恰好与原物体相对于此轴的转动惯量相等，则称这个距离为回转半径R=√𝐼𝑚作业体重60kg的运动员，直立姿势时，对身体额状轴的转动惯量为10.1kg·m2，分别求以下两种情况下对转轴的转动惯量和回转半径：单杠腹回环。设人体质心到单杠垂直距离为0.2m单杠大回环。设人体质心至单杠垂直距离为1.1m转动惯量2121ml231ml221mr)34(12122rhm252mr)(12122bam人体转动惯量额状轴矢状轴垂直轴3、转动定律ormFM=JβF＝ma力矩＝转动惯量×角加速度棒球棒上的甜点（sweetspot)hFxFyLPcG应用牛顿第二定律和转动定律可得到以下三式：F·L=J·βF+Fx=maxFy-mg=may在极短时间内球棒的角速度ω极小，向心加速度处理为零。则有：ax=hβay=0mhLJ01JmhLFFx10LLFFx其中令0FLLFF0FLLFF0FLL000＝时，＝当反向与，时，当同向与，时，当xxxxx（1）增加肌肉对骨杠杆的拉力矩（2）减小肢体的转动惯量增加肢体转动效果的方法减少肢体转动惯量4、动量矩定理合外力矩的冲量（冲量矩，角冲量，angularimpulse）等于角动量（动量矩，angularmomentum）的变化𝑀∆𝑡=𝐽𝑡𝜔𝑡−𝐽0𝜔0a=大腿重心到髋关节中心距离=0.25mb=小腿重心到髋关节中心距离=0.60mc=足重心到髋关节中心距离=0.90m髋关节转动角速度=8rad/s计算分析下肢质量、质量分布和大小腿折叠动作对跑步时下肢相对髋关节角动量的影响。相对质心转动惯量JCM环节质量（体重80Kg）质心到转轴距离大腿0.10520.1158×80=9.260.25小腿0.05040.0527×80=4.220.60足0.00380.0179×80=1.430.90下肢环节角动量相对环节质心角动量JCMω（kg•m2/s)环节质心远离转轴所产生的角动量md2ω（kg•m2/s）总角动量（kg•m2/s）大腿0.0152×8=0.849.26×0.252×8=4.635.47小腿0.0504×8=0.404.22×0.62×8=12.1412.54足0.0038×8=0.031.43×0.92×8=9.289.31合计1.2826.0527.32%4.6%95.4%100%环节质量的影响相对环节质心角动量JCMω（kg•m2/s)环节质心远离转轴所产生的角动量md2ω（kg•m2/s）总角动量（kg•m2/s）大腿0.0152×8=0.848.80×0.252×8=4.405.24小腿0.0504×8=0.404.00×0.62×8=11.5311.93足0.0038×8=0.031.36×0.92×8=8.828.85合计1.2824.7526.03%4.9%95.1%100%设体重减少5%，也就是80×95%=76kg，所以下肢三环节重量分别为8.80、4.00、1.36。设相对环节...