Vl 1 Biomechanik

Question 1

Was ist Kraft?Was ist Schwerkraft?

Answer 1

• F=ma (m= Masse, a=Beschleunigung)
• vektorielle Größe -> Richtung und Betrag
• Gravitationskraft: F=mg

Question 2

Was ist Hubarbeit?parallel und nicht parallel

Answer 2

• W_Hub= F_G • Δh
• W_Hub= F_G • Δh • sinα

Question 4

Was ist der Drehmoment?

Answer 4

Hebelgestz M₁=F₁ • l₁ = F₂ • l₂=M₂

-M=Drehmoment

-

Question 5

Was ist beim einseitigen Hebel zu beachten?

Answer 5

-entgegengesetzt Kraft kann umgedreht werden(so dass man es wie einen zweiseitigen Hebel betrachten kann)

Question 6

Was sind wichtige Materialeigenschaften fester Körper wie z.B. Knochen und Bänder?

Was ist Härte?

Answer 6

• Härte, Festigkeit, Dehnbarkeit, Biegbarkeit, Drehbarkeit
• Härte im Zusammenhang mit Elastizität. Def. Durch Vergleich. Ein Stoff mit dem man andere Stoffe ritzen kann ist härter als dieser, z.B. Diamant ist das härteste Material

Question 7

Was ist das allgemeine Hooksche Gesetz?

Answer 7

• Feder Spezialfall
• allgemeines Hooksches Gesetz:

σ= k• ε

σ= Spannung

ε= relative Verformung z.B. ε=Δl/l (mit Δl= absoluter längenänderung)

außerdem: σ= F/A mit (N/m²)

Question 8

Erklären Sie die Grafik

Answer 8

• erstmal linear elastischer oder Hookescher Bereich-> Zugspannung proportional zu Dehnung(Hookesches Gesetz gilt)
• ab Proportionalitätsgrenze(1): nichtlinear elastischer Bereich-> Verformung reversibel aber nicht proportional zur Spannung
• ab Elastizitätsgrenze(2): Verformung teilweise plastisch(irreversibel)-> Bleibende Verformung
• ab Fließgrenze: keine zusätzliche Zugspannung mehr für weitere Dehnung benötigt-> zwischenmolekulare WW reichen nicht mehr aus um Draht zusammenzuhalten
• Festigkeitsgrenze: Draht reißt

Question 9

Was ist der Elastizitätsmodul?

Answer 9

• bei linear-elastischem Verhalten
• > proportionalen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers beschreibt
• also wv. Dehnung für wieviel Spannung?
• umso kliener E, desto dehnbarer der Körper
• E ist außerdem temperaturabhängig

Question 11

Arten der Deformation? Welches Gestz gilt hier?

Answer 11

• für alle Deformations arten elastischer Bereich -> Hookeschen Gesetz
• k kann hier verschiedene Module abhängig von Art der Deformation sein

k=E -> Elastizitätsmodul(Dehnung und Stauchung)

k=G -> Schermodul(Scherung)

k=T -> Torsionsmodul(Torsion)

etc.

Question 12

Was ist Biegung?

Answer 12

-Stauchung und Dehnung

Question 13

Was ist das Volumenelastizitätsmodul?

Answer 13

• gilt bei dreidimensionaler Betrachtung
• Nimmt das Volumen zu, hat man eine Expansion
• Nimmt das Volumen ab, hat man eine Kompression

Question 14

Was geschieht bei Knochenbrüchen?

Answer 14

• Arten der Deformation treten auf
• Reißgrenze tritt bei unterschiedlichen Verformungen bei unterschiedlic strakren Dehnungen auf

Question 16

Was ist bei der Untersuchung der Elastizität biologischer Materialien zu beachten?

Beispiel Knochen

Answer 16

-Komposite mit Bereichen aus untersch. Materialien

mit untersch. Elastizitätsmodulen

-Knochen: Kalziumhydroxyapatit(fest) und Kollagen(elastisch)

Question 17

Welche Kombinationen von elastischen Elementen gibt es? Beispiel?Wie werden dere Elastizitätsmodule bestimmt?

Answer 17

-Serienschaltung von Elastischen Elementen:

Wirbel-> Knochen in Serie

E_Ges= E_Holz•E_Stahl/E_Holz+E_Stahl

-Parallelschaltung

lange Knochen->Parallelschaltung kompakter AUßenbereich und poröses inneres

E_Ges=E_Holz+E_Stahl

Question 18

Was sind die biomechanischen Eigenschaften von Holz?

Answer 18

-doppelt so Zug wie Druckfest

Question 19

Wie ändern sich biomechanische Eigenschaften des Körpers im Alter?

Answer 19

• Belastbarkeit und Elastizität der Knochen nimmt ab
• aber auch Bänder, Auge und Ohr betroffen