Kräftezerlegung und unbekannte Kraft berechnen?
Hallo zusammen,
ich hab da eine Aufgabe bei der ich gerade nicht weiter weiß. Und zwar geht es um zwei Stäbe die über ein Gelenk verbunden sind. Diese Verbindung soll Oberschenkel und Unterschenkel darstellen, die sich gerade in einer 45° Beinpresse (Trainingsgerät) befinden. Das ganze ist jedoch statisch! D.h. es bewegt sich nix, es wird lediglich ein Gleichgewichtszustand aufgebaut.
Nun soll die Kraft eines Pseudomuskel der um das Hüftgelenk angeordnet ist und am Oberschenkelknochen (stab) ansetzt berechnet werden, das heißt gesucht ist die Muskelkraft Fm.
Ich habe ein Bild hochgeladen mit allen Angaben die bekannt sind.
Hat jemand vielleicht eine Idee?
Liebe Grüße ;)
1 Antwort
Du hast ein Drehmoment am Kreis aufzunehmen welches aus der Kraft Fbr und deren rechtw. Abstand zum Drehpunkt des Kreises zu ermitteln ist.
Die Kraft des "Pseudomuskels" mit seinem Abstand von 5cm zu eben diesem Drehpunkt muß diese Aufgabe übernehmen.
Hier wird angenommen, daß die Stäbe biegesteif sind aber der Anschluß des Stabes am "Kreis" (Gelenk) eben nicht, so daß diese Aufgabe dem "roten Stab" (Muskel) zufällt.
Der "Kreis" (starre Scheibe, könnte auch durch ein Dreieck ersetzt werden) selbst ist festgehalten (egal wo und wie), und der Stab am Kreisrand gelenkig angeschlossen, sonst brauchte es ja den Muskel nicht.
Also - die Systemsituation im Bereich des Kreises ist irgendwie irritierend dargestellt. Was ist nun mit dem Stab (45 Grad) welcher an den Kreis anschließt ? Geht er einfach bis zum Mittelpunkt des Kreises durch, berührt ihn aber nicht am Rand - wenn doch, muß er dort gelenkig angeschlossen sein. Der "Muskelstab" schließt tangential an den Kreis an. Die Darstellung dort ist insofern falsch. Der rechte Winkel dieses kleinen Dreieckes (0,431m/0,05m/Muskellänge) liegt am Berührungspunkt mit dem Kreis, nicht in Kreismitte
Am besten ist, man läßt den Kreis einfach weg.
Wir haben dann einfach zwei Abstützungen des "Gebildes" von 5cm Abstand (A und B) deren Distanz man auch als "Balken" betrachten kann.
Diese wirken dem Drehmoment aus Fbr*0,431*cos (45) entgegen wobei B nur die Kraft in Größe und Richtung aus dem "Muskel" erhält, also rechtw. zum "Balken".
Man sollte bei solchen Skizzen immer die Knoten benennen, damit man sich verständigen kann, wie Knoten 1 , Stab 1-2 u.ä.
Vielen Dank für deine Antwort. Ich verstehe nur immer noch nicht wie genau ich auf das Moment kommen soll.
Ich hab das ganze in einer Simulation getestet und die spuckt mir eine Muskelkraft von 2670 N aus. Hört sich realistisch an. Nur mach ich iwas falsch, wenn ich nämlich die Kräfte zerlege werden die bei mir immer kleiner anstatt größer. Über die Berechnung mit den Momenten passiert das gleiche. Irgendwie hab ich nen Hänger bei der Aufgabe