Zadanie Zadanie 4.2.8: Biomechanika i dynamika faz podnoszenia ciężarów w ujęciu zasad dynamiki Newtona
- Punkty
- 3 pkt
- Dział
- Ruch i siły · Zasady dynamiki Newtona
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Podczas treningu olimpijskiego w rwaniu sztangista podnosi sztangę o masie . Ruch sztangi można podzielić na trzy charakterystyczne etapy:
1. Etap I: gwałtowne poderwanie sztangi pionowo w górę z przyspieszeniem .
2. Etap II: zablokowanie rąk i utrzymanie sztangi w spoczynku nad głową przez czas .
3. Etap III: kontrolowane opuszczanie sztangi w dół z przyspieszeniem .
Przyjmij przyspieszenie ziemskie (wykonaj obliczenia także dla ).
Polecenia:
a) Wyprowadź wzory i oblicz wartości siły, jaką dłonie zawodnika działają na gryf sztangi w każdym z trzech etapów.
b) Na podstawie III zasady dynamiki Newtona określ wartość, kierunek i zwrot siły wywieranej przez sztangę na dłonie zawodnika w każdym etapie i porównaj jej wartość z ciężarem statycznym sztangi .
c) Masa ciała zawodnika wynosi . Oblicz całkowitą siłę nacisku stóp zawodnika na pomost ciężarowy w etapie I.
Treść zadania
Podczas treningu olimpijskiego w rwaniu sztangista podnosi sztangę o masie . Ruch sztangi można podzielić na trzy charakterystyczne etapy:
1. Etap I: gwałtowne poderwanie sztangi pionowo w górę z przyspieszeniem .
2. Etap II: zablokowanie rąk i utrzymanie sztangi w spoczynku nad głową przez czas .
3. Etap III: kontrolowane opuszczanie sztangi w dół z przyspieszeniem .
W etapie I przyjmij, że zawodnik pozostaje w kontakcie z pomostem, a jego środek masy nie przyspiesza pionowo. Pomijamy ruch innych części ciała.
Przyjmij przyspieszenie ziemskie (wykonaj obliczenia także dla ).
Polecenia:
a) Wyprowadź wzory i oblicz wartości siły, jaką dłonie zawodnika działają na gryf sztangi w każdym z trzech etapów.
b) Na podstawie III zasady dynamiki Newtona określ wartość, kierunek i zwrot siły wywieranej przez sztangę na dłonie zawodnika w każdym etapie i porównaj jej wartość z ciężarem statycznym sztangi .
c) Masa ciała zawodnika wynosi . Oblicz całkowitą siłę nacisku stóp zawodnika na pomost ciężarowy w etapie I.
Odpowiedź i wynik końcowy
a) Etap I: (dla : ). Etap II: (dla : ). Etap III: (dla : ).
b) Zgodnie z III zasadą dynamiki siła działająca na dłonie ma taką samą wartość jak siła wywierana przez dłonie na gryf, lecz zwrot pionowo w dół. W etapie I siła jest większa od ciężaru (), w etapie II jest równa ciężarowi (), a w etapie III jest mniejsza od ciężaru ().
c) (dla : ).
a: a) Etap I: (dla : ). Etap II: (dla : ). Etap III: (dla : ).
b: b) Zgodnie z III zasadą dynamiki siła działająca na dłonie ma taką samą wartość jak siła wywierana przez dłonie na gryf, lecz zwrot pionowo w dół. W etapie I siła jest większa od ciężaru (), w etapie II jest równa ciężarowi (), a w etapie III jest mniejsza od ciężaru ().
c: c) (dla : ).