Basiswetten van klassieke mechanica
Wet van traagheid Een lichaam blijft in zijn staat van uniforme beweging zolang er geen kracht op inwerkt. Voorbeeld: een voertuig staat stil op de weg. Om deze toestand te veranderen, moet een kracht op het voertuig inwerken.
Als het voertuig in beweging is, werken externe actieve krachten erop (windweerstand en wrijving). Krachten die een voertuig kunnen versnellen, zijn de neerwaartse kracht van de motor en de helling. Wet van versnelling De verandering in beweging is evenredig met de kracht die op het voertuig inwerkt en vindt plaats in de richting waarin die kracht inwerkt.
Deze wet stelt dat er een kracht nodig is om een lichaam te versnellen. Wet van tegenwerking Een werkende kracht produceert altijd een tegengestelde kracht van dezelfde grootte. In de literatuur komt men vaak de term actio = reactio tegen. Deze derde wet van de klassieke mechanica houdt in dat de kracht die wordt uitgeoefend rond het eigen lichaam of een bewegend object een tegenkracht produceert.
Biomechanische principes
In het algemeen wordt onder biomechanische principes verstaan de exploitatie van mechanische wetten voor het optimaliseren van sportprestaties. Opgemerkt moet worden dat biomechanische principes niet worden gebruikt om technieken te ontwikkelen, maar alleen om technieken te verbeteren (zie Fosbury Flop in atletiek). De biomechanische principes zijn:
- Principe van maximale initiële kracht
- Principe van het optimale versnellingspad
- Principe van coördinatie van gedeeltelijke impulsen
- Principe van wederkerigheid
- Principe van de roterende terugslag
- Principe van behoud van momentum
Definities
Lichaamszwaartepunt (CSP): Het lichaamszwaartepunt is het fictieve punt dat in, op of buiten het lichaam ligt. Alle krachten die op het lichaam inwerken, hebben hetzelfde effect in CSF. Het is het werkingspunt van de zwaartekracht.
Bij starre carrosserieën bevindt de CPG zich altijd op dezelfde plaats. Dit is echter niet het geval bij menselijke lichamen als gevolg van vervorming. Inertie: is de eigenschap van een lichaam om een aanvallende kracht te weerstaan.
(Een zware auto rolt sneller naar beneden dan een lichte auto voor hetzelfde volume). Kracht F = m * a: Kracht betekent massa x versnelling. Een kracht die op een lichaam inwerkt, veroorzaakt een verandering van locatie.
Daarom hebben zwaardere auto's sterkere motoren nodig om met dezelfde snelheid te accelereren. Impuls p = m * v: De impuls is het resultaat van massa en snelheid. Dit wordt duidelijk bij het serveren tennis.
Als de massa (gewicht van het racket) hoog is, hoeft de impactsnelheid niet zo hoog te zijn als bij een licht racket om hetzelfde effect te bereiken. Koppel M = F * r: Het koppel is het effect op een lichaam dat leidt tot een versnelling van het lichaam rond een rotatieas. Massatraagheidsmoment I = m * r2: beschrijft de traagheid bij het veranderen van rotatiebewegingen.
Rotatie traagheidsmoment L = I * w: Is de rotatie voorwaarde van een lichaam. Het impulsmoment wordt gegenereerd door een excentrisch werkende kracht en is het resultaat van het massatraagheidsmoment en de hoeksnelheid. Werk W = F * s: Om een lichaam te versnellen, is het werk complex.
Gedefinieerd als een kracht die over een bepaalde afstand werkt. Kinetische energie: is de energie die zich in een bewegend lichaam bevindt. Positie-energie: is de energie die zich in een opgetild lichaam bevindt.
