Grundlagen der medizinischen Physik
Grundlagen der medizinischen Physik
Grundlagen der medizinischen Physik
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
WS 2013/14, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Mathias Getzlaff<br />
Vorlesung: <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> med. <strong>Physik</strong>, inoffizielle Mitschrift<br />
by: Christian Krause, Matr. 1956616 2 BIOMECHANIK<br />
Beispiele<br />
• Optimierung einer Tartanbahn<br />
• Evolution<br />
Fisch Landgang<br />
−→<br />
Reptilien Kriechen→Gehen −→<br />
Beispielhaft im Detail: Gehen<br />
Gehen und Laufen/Rennen<br />
Gehen: Mindestens 1 Fuß mit Bodenkontakt<br />
Rennen: phasenweise kein Bodenkontakt<br />
Säugetiere Meeresgang<br />
−→<br />
Meeressäuger<br />
Studium des Gehens: Kraftplatten: Messung aller Kraftkomponenten mittels x(t), y(t), z(t), wobei<br />
<strong>der</strong> Kraftanteil links und rechts zur Laufrichtung wenig interessant<br />
Damit Bestimmung vieler Größen: → zeitaufgelöste kin. Energie<br />
E kin,x = 1 2 mv2 x mit v x = dx(t)<br />
dt<br />
E kin,y = 1 2 mv2 y<br />
Mittels Filmen <strong>der</strong> Gehbewegung → Höhe des Schwerpunkts → E pot,y<br />
Komponenten <strong>der</strong> Gesamtenergie:<br />
E x = E kin,x<br />
E y = E kin,y + E pot<br />
Typische Geschwindigkeit: 4,5 km/h<br />
Nahezu gegenphasig für x und y → nur wenig Än<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Gesamtenergie um max. 40 Joule<br />
Energieän<strong>der</strong>ung pro Zyklus ≡ von Muskeln, extern geleistete Arbeit<br />
W ext = Variation von (E x + Ey)<br />
Zyklus<br />
Effiezienz von Gehen im Vergleich zum Laufen<br />
W x , W y : Energiezunahme pro Zyklus → Rückgewinnung: R = W x + W y − W ext<br />
W x + W y<br />
Maß für Anteil <strong>der</strong> Energie zum Gehen aus Gehbewegung selbst: R = 100%: Kein Energieverlust →<br />
“ballistisch“<br />
R gehen ≈ 65%<br />
R(V ) : Höchste Rückgewinnung bei 5-6 km/h → zügiges Gehen<br />
Seite 12
Change language