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Körper, Freiheitsgrade - Seite 3
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AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 14. März 2007 19:40    Titel: Antworten mit Zitat

Hab das mal an meinem Springer gemacht...
D.h. durch Rotation ändert sich auch die Flugbahnrichtung



Kräftezerteilung Rotation.JPG
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Kräftezerteilung Rotation.JPG


dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 14. März 2007 19:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube, in deinem linken Bild meinst du das Richtige smile

Sobald du im rechten Bild den Luftwiderstand mit dazunimmst, ändert sich die Flugbahnrichtung natürlich durch alles Mögliche smile Ohne Luftwiderstand wäre die Flugbahn einfach die Bahn des Schwerpunktes, die würde durch Rotation um den Schwerpunkt nicht verändert.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 15. März 2007 15:33    Titel: Antworten mit Zitat

Zu der Flugbahn des Schwerpunkts: Da die Richtung von F_Translation ja auch verändert wird, müsste sich die Flugbahn des Schwerpunkts doch auch verändern oder nicht?
Wird durch die Rotation die Geschwindigkeit des Schwerpunkts auf seiner Flugbahn dann nicht auch verändert?
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. März 2007 19:25    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn die Kraftkomponente F_Translation verändert wird, dann verändert sich natürlich die Flugbahn des Schwerpunktes.

Die Größe der Kraftkomponente senkrecht zu F_Transation ist für die Flugbahn egal, wenn der Luftwiderstand vernachlässigt wird und es deshalb egal ist, wie herum der Körper im Wind steht. Denn dann kann man die Drehbewegung getrennt von der Translationsbewegung berechnen.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 15. März 2007 20:37    Titel: Antworten mit Zitat

Dann bewegt sich der Springer in Richtung F_Translation und wenn diese Richtung durch Luftwiderstand geändert wird, wird auch die Flugbahn und die Geschwindigkeit geändert oder?
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. März 2007 21:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ähm, das habe ich nicht ganz verstanden, was du da meinst.

Die Bewegungsrichtung ist nicht gleich der Richtung der Translationskraft!

Sondern die Translationskraft gibt die Richtung an, in die der Körper beschleunigt wird.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 16. März 2007 10:21    Titel: Antworten mit Zitat

Achja stimmt Hammer

Dann kann man also Behaupten:
Der Flug ist von der Rotation um den Schwerpunkt in seiner Richtung und der Flugbahngeschwindigkeit unbeeinflusst.
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. März 2007 18:25    Titel: Antworten mit Zitat

AJ hat Folgendes geschrieben:

Dann kann man also Behaupten:
Der Flug ist von der Rotation um den Schwerpunkt in seiner Richtung und der Flugbahngeschwindigkeit unbeeinflusst.

Da würde dir aber jeder Skispringer widersprechen und sagen: "Natürlich hängt meine Flugbahn davon ab, wie ich mich drehe, ich will ja schließlich weit fliegen und nicht wie ein Stein runterplumpsen."

Wenn du diese Behauptung aufstellen möchtest, darfst du nicht vergessen, dazuzusagen, auf welches vereinfachte Modell du dich beziehst!
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 16. März 2007 19:22    Titel: Antworten mit Zitat

Auf den starren Körper:
Das meinte ich beim letzen Mal auch, dass durch die Rotation ein TEil der Luftreibungskraft für die Drehung genutzt wird und ein Teil für die Translation. Somit ist die Flugbahn doch von der Rotation beeinflusst.
Also ändert sich auch die Bahngeschwindigkeit durch Rotation.

Wenn man von dem Punktmodell ausgeht, dann kann man die Rotation natürlich nicht berücksichtigen.

----------------------------------------------------------------------------------
Das alles davon abgesehen, dass sich durch die Rotation natürlich auch die Angriffsfläche ändern kann und dadurch der Luftwiderstand stärker oder schwächer ausfällt.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. März 2007 19:44    Titel: Antworten mit Zitat

Da musst du glaube ich vor allem unterscheiden, in welchen Teilen deiner Rechnung und Beschreibung du die Luftreibungskraft vernachlässigst und wo du sie mitbetrachtest.

Ich würde vermuten, die Luftwiderstandskraft brauchst du im Zusammenhang mit der Rotation vor allem dazu, um die Rotation nach dem Absprung abzubremsen, damit der Springer eine stabile Flughaltung einnehmen kann.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 17. März 2007 17:30    Titel: Antworten mit Zitat

Richtig.


Zum Schluss möchte ich anhand der Punktmechanik noch die Flugweite sehr grob mit dem schiefen Wurf berechnen und da ich die Rotation nicht mit einbeziehe, möchte ich grundlegend etwas zur Rotation während der Flugphase zu sagen.
Und da behaupte ich, dass die Rotation (ohne Drehmoment, also nur durch die Drehimpulserhaltung) die Flugbahn und die Geschwindigkeit des Springers Nicht beeinflusst.
Jedoch wenn ein Drehmoment durch die Luftkraft entsteht, wird die Geschwindigkeit geändert und die Flugbahn ändert sich ebenso.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 18. März 2007 01:45    Titel: Antworten mit Zitat

AJ hat Folgendes geschrieben:

Und da behaupte ich, dass die Rotation (ohne Drehmoment, also nur durch die Drehimpulserhaltung) die Flugbahn und die Geschwindigkeit des Springers Nicht beeinflusst.
Jedoch wenn ein Drehmoment durch die Luftkraft entsteht, wird die Geschwindigkeit geändert und die Flugbahn ändert sich ebenso.

Das ist beides sicher so nicht richtig.

Das Drehmoment, das die Luftwiderstandkraft erzeugt, ändert die Winkelgeschwindigkeit des Springers, mit der er um seinen Schwerpunkt rotiert. Es beeinflusst aber nicht auf direkte Weise die Translationsgeschwindigkeit des Springers.

Denn die Translationsgeschwindigkeit des Springers wird natürlich nur durch die Translationskomponente der Luftwiderstandskraft verändert. Die bremst den Springer.

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Diese Translationskomponente der Luftwiderstandskraft, also die Bremskraft durch den Luftwiderstand, hängt natürlich von der Flughaltung des Springers ab. Und die ändert sich, wenn der Springer in der Luft rotiert (man stelle sich nur vor, der Skispringer würde einen Salto machen anstatt sich in die V-Haltung zu begeben Augenzwinkern Oder gar mit den Füßen voraus fliegen, das würde die Luftwiderstandskräfte und damit seine Flugkurve dramatisch verändern.)

Weil eine Rotation des Springers den Luftwiderstand verändert, verändert sich dadurch also die Bremskraft, und damit auf diesem Weg natürlich auch die Geschwindigkeit und die Flugbahn des Springers.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 18. März 2007 11:52    Titel: Antworten mit Zitat

Das habe ich mir auch so überlegt.
Wenn man die Angriffsfläche außen vor lässt, würde der Springer aber durch ein Drehmoment trotzdem gebremst werden, da ein Teil der Luftwiderstandskraft dann die Rotationsänderung bewirkt und nur ein Teil die Translation ändert, sodass die Translationskraft geringer ist, als wenn der Staupunkt der Luft am Schwerpunkt liegt.
Der Absprungwinkel ist ja auch durch die Rotation leicht verändert.
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 18. März 2007 22:25    Titel: Antworten mit Zitat

Da gehst du von einer Annahme aus, mit der ich nicht einverstanden bin. Es handelt sich hier nicht in jedem Fall um eine konstante Kraft, die sich anteilig in "Rotationskomponente" und "Translationskomponente" aufteilt.

Ich vermute, wenn du das, was dir da vorschwebt, korrekt sagen möchtest, dann musst du es deutlich präzisieren und auf den ganz speziellen Fall einschränken, den du da zu meinen scheinst.

-------------------

Denn ich vermute nicht, dass du da gerade davon sprichst, dass ein Springer, der aus seiner stabilen Flughaltung um 90° herausrotiert ist, eine deutlich kleinere Luftwiderstandskraft erfährt und deshalb schneller wird bzw. schneller bleibt.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 19. März 2007 13:23    Titel: Antworten mit Zitat

Absprung: Der Springer hat sein Schwerpunkt nicht über der Kraftlinie, sodass diese nicht 100% zur Translation wirkt. Ein Teil wirkt zur Rotation.
Dadurch ist die Absprunggeschwindigkeit etwas geringer und der Absprungwinkel (am Schwerpunkt gemessen) samt der nachfolgenden Flugkurve etwas flacher.

Flug: Wenn der Staupunkt der Luftwiderstandskraft nicht im Schwerpunkt liegt, wird ein Drehmoment ausgelöst.
Dadurch wird ein Teil der Kraft zur Eigenrotation verwendet. Der andere bestimmt den Verlauf der Translation. Da die Richtung der Translation laut Grafik ja auch verändert wird, wird die momentane Flugbahn auch geändert. Zudem wird der Springer nicht zu 100% gebremst, da nicht die ganze Kraft die Translation ändert. Dadurch hat der Springer eine etwas größere Geschwindigkeit, also ohne ein Drehmoment.
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 19. März 2007 15:55    Titel: Antworten mit Zitat

Du scheinst mir sowohl für den Absprung als auch für die Flugphase Betrachtungen anzustellen, die davon ausgehen, dass die Absprungskraft bzw. die Luftwiderstandskraft einen konstanten Betrag haben, der nicht davon abhängen soll, welche Richtung diese Kraft in Bezug auf den Schwerpunkt hat und wie sich die Wirkung dieser Kraft auf Drehung und Translation aufteilt.

Von dieser Annahme kannst du ausgehen, du solltest das dann aber dazusagen. Ob es sinnvoll oder praktisch für das Verständnis der Beschreibung des Skisprunges ist, solche Annahmen zu treffen, ist sicher zu einem Teil auch Geschmackssache.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 19. März 2007 18:12    Titel: Antworten mit Zitat

Der Staupunkt sagt ja aus, in welche Richtung die Luftwiderstandskraft zeigt, nämlich wenn er im Schwerpunkt liegt genau Richtung Schwerpunkt.
Ansonten zeigt der Pfeil über oder unter dem Schwerpunkt.

Beim Absprung ist ja einfach nur wichtig, dass der Pfeil nicht durch den Schwerpunkt geht, sonst würde der Springer ja kein Drehimpuls erfahren, also spielt die Richtung wenn man nichts berechnen möchte doch keine Rolle.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. März 2007 00:16    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden. Ich denke, du meinst da Richtiges.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 20. März 2007 17:09    Titel: Antworten mit Zitat

Die Normalkraft wird beim Absprung doch auch höher oder, da ja mehr Kraft auf den Boden übertragen wird?
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Könntest du mir noch helfen, das Forschungsergebnis vom IAT(den Link, den ich reingestellt habe) in kleineren Details zu besprechen?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. März 2007 17:49    Titel: Antworten mit Zitat

Höher als was? Und mehr Kraft als in welchem konkreten anderen Fall?

Ich bin mir nicht sicher, ob deine Herangehensweise mit "höher/ mehr/ schneller, ..." die geeignetste ist, um zu verstehen, wie man so etwas beschreiben kann, oder um anderen ein solches Verständnis weiterzugeben.

Denn bevor solche Vergleiche aussagekräftig werden, musst du und derjenige, dem du das erklärst oder für den du das aufschreibst, eine genaue Vorstellung von den zwei Fällen haben, die du da jeweils vergleichen möchtest.

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Die Hauptherausforderung für dich beim Lesen des IAT-Forschungsergebnisses dürfte für dich sein, für dich daraus die Sachen zu entnehmen, die du schon mit dem verstehen kannst, die du bereits gelernt und verstanden hast.

Ich denke, in diesem Link gibt es aber anderererseits auch viele Dinge, die du, auch mit Hilfestellungen, erst später einmal verstehen kannst, wenn du mehr über Mechanik und die wissenschaftliche Vorgehensweise beim Reduzieren von Vorgängen auf berechenbare Modelle gelernt hast.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 20. März 2007 18:48    Titel: Antworten mit Zitat

Zur Normalkraft:

Diese Kraft wirkt ja im rechten Winkel auf die Spur:


Wenn aber der Körper beschleunigt, wird ja eine größere Kraft, als die Gewichtskraft auf den Boden übertragen. Somit müsste ja auch die Normalkraft ansteigen, die dann so hoch ist, wie die vom Springer übertragene Kraft auf die Spur.
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. März 2007 18:53    Titel: Antworten mit Zitat

Ja smile
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 21. März 2007 15:06    Titel: Antworten mit Zitat

Was beschleunigt und bremst eigentlich den Springer (abgesehen von Reibung und Luftwiderstand)...die Kraft durch Impulsänderung oder die Bodenreaktionskraft?
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 21. März 2007 19:37    Titel: Antworten mit Zitat

Die Komponente der Bodenreaktionskraft, die durch seinen Schwerpunkt geht smile

Die Impulsänderung ist die Folge dieser Kraft, nicht die Ursache.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 22. März 2007 15:35    Titel: Antworten mit Zitat

Aber bei der Landung entsteht ja die Bodenreaktionskraft erst durch die Bremskraft, die durch eine Bremsstrecke entsteht, wird dann der Springer trotzdem nur durch die Bodenreaktionskraft gebremst oder nicht doch durch die Kraft, die er beim Bremsen in der Strecke, entsteht?
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 22. März 2007 16:01    Titel: Antworten mit Zitat

AJ hat Folgendes geschrieben:
wird dann der Springer trotzdem nur durch die Bodenreaktionskraft gebremst

Ja smile

Zitat:

oder nicht doch durch die Kraft, die er beim Bremsen in der Strecke, entsteht?

Ich glaube, da sprichst du von der Kraft, mit der der Springer den Boden (und den Planeten Erde darunter) nach unten drückt.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 23. März 2007 19:16    Titel: Antworten mit Zitat

Aso smile
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 25. März 2007 17:15    Titel: Antworten mit Zitat

Haben eigentlich beim Aufrichten (Absprung) die Drehmomente um das Knie und Hüftgelenk direkt was mit dem resultierenden Drehmoment um den Schwerpunkt zu tun oder ist damit einfach nur die Rotation gemeint, die nötig ist, um den Schwerpunkt vor das Fußgelenk zu bringen?
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 28. März 2007 13:42    Titel: Antworten mit Zitat

Tipp: Um das herauszufinden und zu verstehen, brauchst du glaube ich eine sehr saubere Skizze von den ganzen Kräften und Drehmomenten, die an den Gelenken und am Schwerpunkt auftreten.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 28. März 2007 14:50    Titel: Antworten mit Zitat

so?


Absprungdrehmomente.JPG
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Absprungdrehmomente.JPG


dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 28. März 2007 17:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich vermute, die Skizzen, die sich die Leute vorstellen, wenn sie von Drehmomenten und Kräften auf Fußgelenke und Knigelenke sprechen, sind deutlich detaillierter und genauer. Aus deiner Skizze kann ich nicht erkennen, welche Kräfte oder Kraftkomponenten und Drehmomente auf welche Gelenke wirken, und welche Annahmen in diesem Modell getroffen werden.

Ich vermute, bevor du solche Skizzen wirklich selbst erstellen kannst, solltest du erst an Hand von einfacheren Beispielen mit nur einer Drehachse lernen, wie Kräfte in ihre Komponenten zerlegt werden und als Drehmomente wirksam werden.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 30. März 2007 19:08    Titel: Antworten mit Zitat

Hab eine Achse um das Fußgelenk gewählt mit der Bodenreaktionskraft und dem Radius von dieser Kraft und dem Gelenk r:


Drehmoment um Fußgelenk.JPG
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Drehmoment um Fußgelenk.JPG


dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 31. März 2007 00:00    Titel: Antworten mit Zitat

grübelnd Das wundert mich, dass du da das Fußgelenk betrachten willst. Hast du die Seite 121 in deinem Link
http://www.iat.uni-leipzig.de:8080/vimg.FAU/10386.jpg?sid=B8DBCB8A&DM=1&apos=10386&ipos=9&rpos=10386.jpg
ab "Die Mehrgelenkigkeit ..." schon gelesen?

Kann das Fußgelenk also seinen Winkel beim Absprung überhaupt verändern?

-----------------------------------

Was möchtest du denn herausfinden, indem du die Gelenke betrachtest? Welche Gelenke bewegen sich hier, welche Kräfte und Drehmomente wirken auf diese Gelenke, und von welchen Muskeln kommen sie?
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 31. März 2007 17:04    Titel: Antworten mit Zitat

Hab das schon gelesen, aber das Fußgelenk bewegt sich, was folgende Seite belegt http://www2.uni-leipzig.de/~skisport/index.php?id=38,69,0,0,1,0&hashID=ec11a3f767a85a60011507c13dc5449f, er ist nicht ganz fest im Schuh verankert und da der Schuh etwa 20° geneigt ist, muss dies auch so sein, denn in der Anfahrtsposition müssen die Springer, um wenig Angriffsfläche zu bieten, das Gelenk bis zu 60° anwinkeln.


Kannst du mir nicht mal eine Beispielzeichnung geben?
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 31. März 2007 19:34    Titel: Antworten mit Zitat

AJ hat Folgendes geschrieben:

Kannst du mir nicht mal eine Beispielzeichnung geben?


Ehrlich gesagt. tappe ich da im Dunkeln. Ich weiß nicht, was du mit so einer Skizze ausrechnen, beschreiben oder verstehen möchtest, also welche Fragestellung du erhalten oder dir als Ziel gesetzt hast.

Und ich kann gerade ganz schwer einen Weg erraten, den ich dir als Tipp geben könnte, selbst zu gehen. Denn ich kann gerade nicht wirklich die Grundlagen oder das nötige Vorwissen oder den roten Faden sehen oder erahnen, an die ich anknüpfen könnte.

Wenn ich hier einfach mal ins blaue hinein dir anfangen würde, jetzt da irgendwas zu erzählen oder vorzurechnen, oder dir auf Nachfragen einfach nur immer mehr erzähle, wäre das ja sicher nicht im Sinn einer Facharbeit oder ähnlichem, die du ja im Wesentlichen selbst machst.
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 03. Apr 2007 18:56    Titel: Antworten mit Zitat

Hab mal eine Skizze angefertigt und nun die Kraftwirkungslinie für die Rotation des Kniegelenk etwas höher als die Drehachse angesetzt.


Rotation um Kniegelenk und KSP.JPG
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Rotation um Kniegelenk und KSP.JPG


dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Apr 2007 23:46    Titel: Antworten mit Zitat

Tut mir leid, ich habe echt keine Ahnung, was du da machen möchtest.

Ich weiß weder, was du da beschreiben möchtest, noch wozu du das beschreiben möchtest, noch ob du dafür überhaupt die Gelenke betrachten musst.

Für mich fühlt sich das gerade so an, dass du gerade irgendwas probierst, und dann mal siehst, ob ich da irgendeine Absicht hineininterpretieren kann.

Was willst du da gerade machen, was ist dein Ziel?
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
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Beitrag AJ Verfasst am: 06. Apr 2007 15:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte nur wissen, wie die Drehmomente in den Gelenken mit dem Absprung zusammenhängen.
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Apr 2007 16:22    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du dann erstmal in Worten überlegen, wodurch diese Drehmomente in den Gelenken überhaupt verursacht werden?

Woher kommen die Drehmomente, die am Kniegelenk wirken, sagen wir zum Beispiel erst mal, wenn der Skispringer in der Abfahrtshocke auf waagerechter Strecke steht?
AJ



Anmeldungsdatum: 10.10.2006
Beiträge: 178

Beitrag AJ Verfasst am: 07. Apr 2007 19:15    Titel: Antworten mit Zitat

Die Kraft durch die Muskeln am Kniegelenk lösen im Radius von der Kraftspitze zur Gelenkachse ein Drehmoment aus.
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