Fundamentals of Force힘의 원리

위덕대학교 박상영

X, Y 축을가지는데카르트좌표오른쪽, 위방향 : ( + )왼쪽, 아래방향: ( - )

화살표머리끝: 힘의방향화살표길이: 스칼라(힘의크기)

10N이 1cm이면33N의힘은몇 cm일까?

시상면

수평면

관상면

Y 축, 수평면의움직임회전(rotation)

X축, 시상면의움직임굽힘(flexion), 폄(extension)

Z 축, 관상면의움직임벌림(abduction), 모음(adduction)

모멘트(moment), 토크(torque)

- 라틴어 torquere(비틀다)에서 유래

- 회전을 일으키는 힘

힘의크기

힘의방향

작용점

Velocity(속도) = 이동의 차이를 시간으로 나눈 것(km/h, m/s)

V = 위치2 – 위치1

시간

0 1 2 3 4 5 6 7 8m

2초

V = ?

가속도 acceleration(m/s/s)

속도의 변화율

속도가 일정 → 가속도는‘0’

속도가 증가 → 가속도는‘+’

속도가 감소 → 가속도는‘-’

가속도 A = 속도2 – 속도1 ⇒ 벡터이다

시간

현재 1.53m/s의 속도로 구르고 있는 공을 밀어 3초 뒤 공의 속도가 2.43m/s가 되었다면 가속도는?

속도2 – 속도1 / 시간

1N = 1kg의 물체를 초당 1m/s로 가속시키는 힘의 총합

힘이란?

- 물체에 가속도를 일으키는 밀거나 혹은 당기는 것

벡터의 특성

• 크기(magnitude): N(newton)으로 측정된다

• 방향(direction): XYZ 표준 좌표를 사용

• 작용점(point of application): 좌표계 사용

• 작용각(angle of application): 각도 혹은 라디안(radian) 사용

구심성 수축(concentric contraction)

→ 근육의 길이가 짧아지면서 힘 발생

원심성 수축(eccentric contraction)

→ 근육의 길이가 길어지면서 힘 발생

등척성 수축(isometric contraction)

→ 근육의 길이 변화없이 힘 발생

• 우리는 밀고 당기는 힘을 줄 수 있다

• 근육은 항상 뼈를 당긴다

• 근육은 한 번에 한 타입의 수축을 한다

근육 당김의 방향, 각도:

- 뼈의 건 접합부 위치(작용점)에 의해 결정

근육 당김의 크기:

- 근육의 크기, 횡단면 크기(두께)에 따라...

근육의 수축 정도: brain에서 결정

동작을 일으키는 근육: mobilizer muscle(가동근)

가동근(mobilizer muscle)은 수축시 모멘트를 가진다

Moment, torque(회전하는 힘)

- 관절(선회축, 경첩)에서 떨어진 부분에 힘이 가해졌을 때 발생

안정근(stabilizer muscle)

- 움직임에 제한적

- 관절 중심 가까이(혹은 관절 중앙)에서 작용

- 뼈의 안정, 신체의 안정화

- ex) seesaw의 중앙, 경첩의 나사

모멘트(토크) = 힘(N) x 축으로부터 수직거리(m)

단위: Nm, ib-ft

힘150N

1cm

2cm

4cm

시계 방향 (+)

반시계 방향 (-)

힘의 방향을 의미하는 것이 아니라

힘의 회전을 의미하는 것임

2in6in

12in

3lb 10lb

(+)

(-)

W=150 lb

1cm2cm