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---Frank---
Anmeldungsdatum: 06.09.2010
Beiträge: 3
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 ---Frank--- Verfasst am: 06. Sep 2010 12:52 Titel: Biomechanik Gelenkbelastung vorgegeben. |
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Hallo,
ich habe folgende Aufgabe bekommen:
Vorgaben:
Hebel 3. Ordnung
Lastarm = 0,425m
Kraftarm = 0,08m
erlaubte Gelenkbelastung = 15 kg bzw. 150 N
Teilkörpergewicht = 14,45 kg bzw. 144,5 N
Gesamtkörpergewicht = 72,25 kg bzw. 722,5 N
1. Frage: Wieviel Gelenkbelastung hat Ihr Patient, wenn er das gestreckt
Bein gegen die Schwerkraft anhebt?
Ergebnis: 767,66 N bzw. 76,77 kg Muskelkraft
76,77 - 14,45 = 62,32 kg Gelenkbelastung
Diese Frage war kein Problem!  Aber die 
!!2. Frage: Wie schwer darf das Bein bei einer Gelenkbelastung von 15 kg
bzw. 150 N sein?
Meine beste Lösung war bisher, dass ich das über einen einfachen Dreisatz gerechnet habe.
Bsp.: Muskelkraft ist gesucht, also Last als feste Größe angenommen.
14,45 kg Teilgewicht = 62,32 kg Gelenkbelastung
x Teilgewicht = 15 kg Gelenkbelastung
Also: (14,45 * 15)/62,32 = 3,48 kg Muskelkraft
Mein Problem: 
Die Muskelkraft und die Last stehen ja in einem bestimmten Verhältnis, im richtigen Leben. Und davon ist dann die Gelenkbelastung abhängig.
Bei der Aufgabe sind ja eigentlich nur Kraft-, Lastarm und die Größe der Gelenkbelastung fest.
Wie ist das zu berechnen, wenn es geht? 
Vielen Dank für jeden nützlichen Hinweis.  |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 06. Sep 2010 14:54 Titel: Re: Biomechanik Gelenkbelastung vorgegeben. |
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| ---Frank--- hat Folgendes geschrieben: | [...]
Lastarm = 0,425m
Kraftarm = 0,08m
erlaubte Gelenkbelastung = 15 kg bzw. 150 N
Teilkörpergewicht = 14,45 kg bzw. 144,5 N
Gesamtkörpergewicht = 72,25 kg bzw. 722,5 N
1. Frage: Wieviel Gelenkbelastung hat Ihr Patient, wenn er das gestreckt
Bein gegen die Schwerkraft anhebt?
Ergebnis: 767,66 N bzw. 76,77 kg Muskelkraft
76,77 - 14,45 = 62,32 kg Gelenkbelastung
[...]!!2. Frage: Wie schwer darf das Bein bei einer Gelenkbelastung von 15 kg
bzw. 150 N sein?
[...]
Die Muskelkraft und die Last stehen ja in einem bestimmten Verhältnis, im richtigen Leben. Und davon ist dann die Gelenkbelastung abhängig.
Bei der Aufgabe sind ja eigentlich nur Kraft-, Lastarm und die Größe der Gelenkbelastung fest.[...] |
Interessehalber zu 1.: warum ziehst du das Teilkörpergewicht ab? Was ist das Teilkörpergewicht, was das Gesamtkörpergewicht.
Zu 2.:
Ja habe ich denn mehr Muskeln, wenn ich mehr Last auflade? Praktisch wäre es.
Du meinst hier sicherlich die Kraft, die dein Muskel aufbringen muss. Die hängt über die Last im statischen Fall durch ein Drehmomentengleichgewicht bzw. die Hebelgesetze zusammen.
Die Gelenkbelastung müsste sich dann ergeben, wenn man den Muskelansatz als festen Hebelansatz betrachtet und ein Hebelgesetz auch hier muss wieder die Drehmomentensumme Null ergeben oder anders gesagt: Lastarm*Last =Kraftarm*Gelenkskraft vom Betrage her.
So wie ich das sehe ist nicht nach einem Zusammenhang zwischen Gelenkkraft und Kraft des Muskels gefragt. |
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---Frank---
Anmeldungsdatum: 06.09.2010
Beiträge: 3
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| ---Frank--- Verfasst am: 07. Sep 2010 08:21 Titel: |
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Zu Deiner 1. Frage:
Laut meinem Wissen wird die Gelenkbelastung bei einem Hebel 3. Ordnung/Geschwindigkeitshebel wie folgt berechnet: Kraft - Last = Gelenkbelastung.
Da das Beingewicht(anheben des Beines) = Teilkörpergewicht ist, habe ich es von der Kraft abgezogen.
Zu 2.
Die Aufgabe ist diese: Ich habe einen Patienten nach einer Bsp. Hüftoperation, lt. Arzt darf er das Bein nur mit max. 15 kg Gewicht belasten.
= Gelenkbelastung.
Muskelansatz und "Ansatz" der Last sind ja fix, siehe Lastarm, Kraftarm.
Aber normal wäre ja, wenn weniger Belastung, weil ich zB. Gewicht abnehme, dann setzt der Muskel automatisch weniger Kraft ein.
D.h. für mich, dass ich nicht von dem Kraft bzw. Last aus Aufgabe 1 ausgehen kann.
Beides steht in einem gewissen Verhältnis zueinander, wie kann(wenn es geht) das berechnen? Wie müsste ich vorgehen?
Ich versuche es gerade mit der Berechnung über 2 Unbekannte, mit den Formeln "Gelenkbelastung" und "Drehmoment". |
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---Frank---
Anmeldungsdatum: 06.09.2010
Beiträge: 3
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| ---Frank--- Verfasst am: 07. Sep 2010 08:58 Titel: Meine Lösung |
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Also ich habe jetzt eine für mich ! sinnvolle Lösung gefunden.
Verhältnisse:
Kraftarm = 0,08m
Lastarm = 0,425m
Verhältnis Kraft : Last = 1 : 5,31
D.h. die Muskelkraft muss 5,31 mal so groß wie die Last sein, damit ein Gleichgewicht besteht, richtig?
Gelenkbelastung = Kraft - Last
15 kg = 5,31*Last - Last
15 = 4,31*Last
15 /4,31 = Last
3,48 kg = Last
15 kg = Kraft - 3,48 kg
18,48 kg = Kraft
Was meint Ihr? |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 07. Sep 2010 09:56 Titel: Re: Meine Lösung |
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[quote="---Frank---"][...]
Verhältnis Kraft : Last = 1 : 5,31
D.h. die Muskelkraft muss 5,31 mal so groß wie die Last sein, damit ein Gleichgewicht besteht, richtig?
[...]/quote]
Das Verhältnis ist falschherum, die Schlussfolgerung stimmt aber. Deine Rechnung sieht korrekt aus, ich denke, dass man das so machen kann. |
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