Биомеханические маятники

7.4. Биомеханические маятники

Маятник – это звено тела, совершающее колебательные движения (например, рука или нога). Маятник имеет точку подвеса (аналог точки опоры или оси рычага) и подвижное звено, колеблющееся относительно оси, проходящей через точку подвеса (рис. 8.6).

Закономерности маятникообразных движений

§ Приложенная сила выводит маятник из равновесия и вызывает движение в одну сторону. Приобретенная во время движения кинетическая энергия затрачивается на качание маятника в противоположную сторону.

§ Период качаний маятника (T) определяется моментом инерции маятника относительно оси, проходящей через точку подвеса (l), его массой (m), ускорением свободного падения (g) и расстоянием между точкой подвеса и ОЦТ (r): T = 2π √ l/mgr.

§ Собственная частота колебаний маятника не зависит от массы качающегося тела, но зависит от его длины (при увеличении длины частота колебаний уменьшается).

§ Наименьшие затраты энергии на перемещение биологического маятника (например, нижней конечности) наблюдаются при приближении частоты колебаний маятника (например, частоты шагов) к резонансной (т. е. близкой к собственной частоте колебаний ноги).

⇐ Предыдущая 12