۸/۱ - تعریف تورک

تورک، تاثیر چرخشی یه نیرو ه، یا تمایل یه نیرو برای ایجاد چرخش. بازویی که آرنج رو میچرخونه و یا نقطه چرخش یه رقاص باله، هر دو مثال هایی از تورک عمل کننده روی یه بدن هستن. یه نیروی نامتعادل تمایل داره که حرکت خطی یه بدن رو تحت تاثیر قرار بده. یه نیروی نامتعادل بوسیله درنظرگیری مقدار و جهت نیروهای عمل کننده در یه جهت خاص روی یه بدن، مشخص میشه. خط تاثیر یه نیرو، ویژگی مهم در مشخص کردن تاثیر یه نیرو روی یه بدنه. خط تاثیر یه نیرو به صورت خطی منقطع که در امتداد بردار نیرو در هر دو جهته، نشون داده میشه. یه نیروی عمل کننده روی یه بدن به صورت سنتریک یا اسنتریک، بسته به اینکه خط تاثیر نیرو از میان یا کنار یه محور خاص رد میشه یا نه، مشخص میشه. 

۸/۰ - پیچش و چرخش: تورک و تکانه نیرو

در این بخش

• تورک چیست؟
• محاسبه تورک
• درنظرگیری تعادل
• مشخص کردن مرکز تعادل یه بدن

تغییر در حرکت خطی یه بدن، ناشی از نیروهای نامتعادله. تغییر در حرکت زاویه ای یه بدن، ناشی از تورک های نامتعادله. تورک, تاثیر چرخشی یه نیروه که سبب چرخش میشه. چهار ویژگی نیرو عبارت اند از مقدار، جهت، نقطه تاثیر، و خط تاثیر (فصل ۴ رو ببینید). خط تاثیر یه نیرو، ویژگی مهم در توضیح تاثیر چرخشی یه نیروه. خط تاثیر، امتداد بردار نمایانگر نیرو در هر دو جهته. محل خط تاثیر یه نیرو، نسبت به یه محور خاص، مشخص کننده اینه که یه نیرو تمایل داره که یه تغییر رو در چرخش یه بدن ایجاد کنه.

فصل با توضیح مفهوم مکانیکی تورک، تاثیر چرخشی یه نیرو، شروع میشه. نشون میدم که چجوری تاثیر چرخشی یه نیرو در محور خاص، بوسیله خط تاثیر نیرو نسبت به محور خاص، تحت تاثیر قرار میگیره. بعدش توضیح میدم که چجوری یه مدل بخش-رابط بدن انسان، آناتومی پیچیده بدن انسان رو برای توضیح اینکه چجوری یه نیرو سبب چرخش یه بخش میشه، ساده میکنه. با استفاده از مدل بخش-رابط نشون میدم که چجوری ماهیچه به عنوان تولید کننده تورک عمل میکنه و چجوری بقیه نیروهای تولید شده یه تورک بارگیری شده رو درست میکنن. تعادل رو به عنوان یه حالت نبود نیروی نامتعادل یا تورک نامتعادل عمل کننده روی بدن، توضیح میدم. در آخر، از حالت تعادل برای مشخص کردن مرکز تعادل بدن انسان، استفاده میکنم. این فصل یه خلاصه از چگونگی ایجاد تورک در یه محور بوسیله نیروست.

۷/۵ - رابطه کار-انرژی

همونطور که تعریفش میگه، کار و انرژی به هم ربط دارن. کار به صورت Fp (نیرو ضرب در جابجایی) تعریف میشه و انرژی به صورت ظرفیت یه بدن برای انجام کار، تعریف میشه. رابطه کار-انرژی، همونطور که از اسمش پیداست، به مقدار آر انجام شده روی یه بدن بر تغییر انرژی مکانیکی کل، بستگی داره. انرژی مکانیکی، فرمی از انرژی ه و همه سه شکل انرژی مکانیکی در بیومکانیک، مهم هستن: کینتیک (KE)، انرژی پتانسیل جاذبه ای (GPE)، و انرژی کششی (SE). رابطه کار-انرژی تایید میکنه که انرژی مکانیکی در یه بدن زمانی تغییر میکنه که کار اعمال شده بر بدن، توسط نیروی خارجی غیر از جاذبه انجام بشه. 

۷/۴ - توان بخشی به اجرای بهتر

توان مکانیکی به صورت نرخ انجام کار، تعریف میشه. اجرا نه تنها به توان ایجاد کلی کار (Fp) بستگی داره، بلکه همچنین به توانایی سریع کار هم وابسته ست. توان، مقدار مهمی در بایومکانیک و اجراست. ریاضی وار، توان مساوی کار تقسیم بر Δt که توش Δt، بازه زمانیه که توش کار تولید میشه. بازه زمانی Δt به صورت tf-ti حساب میشه (به صورت زمان نهایی منهای زمان شروع، بخونید) که tf زمان انتهایی بازه ست و ti زمان آغاز بازه. تقسیم کار بر بازه زمانی، نرخ انجام کار رو اندازه میگیره که همون تعریف توانه. واحد توان، ژول بر ثانیه (J/s) ست، که بیان گر واحد نیرو، ژول ، تقسیم بر واحد زمان، ثانیه ست. اما چون گفتن ژول بر ثانیه، دهن پر کنه، واحد استفاده شده برای توان، وات ه: وات مساوی ۱ ژول بر ثانیه از توانه. غالبا، بازه زمانی اجرای کار گفته میشه، مثلا، کار در ۰/۲۵ ثانیه انجام شد. در این مثال، بازه زمانی گفته شده، Δt ه و میشه تو فرمول محاسبه توان استفاده بشه. 

۷/۳ - حفظ انرژی مکانیکی

یه اصل برجسته کهکشان، اینه که انرژی جدیدی تولید نمیشه. به عبارت دیگر، انرژی حفظ میشه، و فقط میتونه از ی شکل، به شکل دیگه در بیاد.  انرژی میتونه به انرژی های مکانیکی، شیمیایی، گرمایی، صدا، و پتانسیل تبدیل بشه، اما جمع همه شکل های انرژی، یکی باقی میمونه. در بایومکانیک، حفظ انرژی مکانیکی کل (کل انرژی مکانیکی مساوی TME مساوی KE + GPE) مورد نظره. از مثال ژیمناست ۴۰ کیلوئی که صاف به بالا پرید و صاف میاد پایین، برای توضیح حفظ انرژی مکانیکی استفاده میکنم.