- 물체에 가속도를 일으키는 밀거나 혹은 당기는 것

Fundamentals of Force

힘의 원리

위덕대학교 박상영

X, Y 축을 가지는 데카르트 좌표 오른쪽, 위 방향 : ( + )

왼쪽, 아래방향: ( - )

화살표 머리 끝: 힘의 방향

화살표 길이: 스칼라(힘의 크기) 10N이 1cm이면

33N의 힘은 몇 cm일까?

시상면

수평면

관상면

Y 축, 수평면의 움직임 회전(rotation)

X축, 시상면의 움직임

굽힘(flexion), 폄(extension) Z 축, 관상면의 움직임

벌림(abduction), 모음(adduction)

 모멘트(moment), 토크(torque) - 라틴어 torquere(비틀다)에서 유래 - 회전을 일으키는 힘

힘의 크기

힘의 방향

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 속도 가 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: Nm, ib^-ft

힘 150N

1cm 2cm 4cm

시계 방향 (+) 반시계 방향 (-)

힘의 방향을 의미하는 것이 아니라 힘의 회전을 의미하는 것임

2in 6in

12in

3lb 10lb (+)

(-)

W=150 lb

2cm 1cm