Um wie viel unterscheidet sich die Belastung in der Schulter?
Wenn man 5 Kg seitlich hochhebt, sind die 5 Kg wegen dem Hebel leichter bei 45° und schwerer bei 90°. Wie berechnet man den Unterschied vereinfacht. Bezeichnet man das in Kg? Wirken in beiden Fällen 5 Kg auf die Schulter oder ändert sich das?
3 Antworten
Ich denke der Begriff den du suchst ist "Drehmoment" und wird in Newtonmeter gemessen, bzw. genauer das Drehmoment bei einem einseitigen Hebelarm.
https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen/grundwissen/einseitiger-hebel-und-drehmoment
Es beschreibt die Kraft die du an einem Rotationspunkt (einem Gelenk) aufbringen musst, um etwas anzuheben.
Drehmoment, ist hier aber eine starke Vereinfachung und nur eine wilde Vermutung von mir. Menschen sind ja deutlich komplizierter als ein Gelenk mit einer Stange dran. Die Kraft wirkt nicht wirklich im Gelenk, sondern durch Muskeln, die wo anders liegen und evtl. einen Hebel haben. Außerdem wirken ja unterschiedliche Muskelgruppen etc.
Eine echte Berechnung ist da alles andere als simpel.
Die simple Formel müsste sein:
M = m * g * r * sin(a)
m = Masse außen
g = 9,81m/s^2
r = Länge Arms
a = Winkel des Arms
Am ehesten geeignet um Aussagen zu treffen wie "bei Winkel x wird die doppelte Kraft benötigt von winkel y."
Zur Frage mit der Wirkung des Gewichts auf die Schulter: Angenommen, das Gelenk würde das Gewicht halten (also keine Muskeln, nur ein starres unbewegliches Gelenk), dann ist mit Hebel die Kraft, die auf das Gelenk wirkt, größer, als wenn du die 5kg direkt an das Gelenk hängen würdest. In gewisser Weise wirken also mehr als 5 kg. Die Kraft die allerdings in Richtung Boden wirkt entspricht weiterhin 5 kg Masse. Sonst würdest du ja auf einer Wage auch schwerer werden. In diesem Sinne wirken also nur die 5 kg.
Den Teil der Kraft der nicht nach unten wirkt, müssen die Muskeln aufbringen (wobei ich nicht weiß wie/wo die befestigt sind)
Ich hoffe das beantwortet die Frage.
Das Gewicht der 5kg bleibt immer das selbe. Aber um dieses bei ausgestrecktem Arm (Langer Hebelarm) halten zu können ist natürlich eine wesentlich größere Kraft im Bizeps erforderlich als wenn man den Arm runterhängen lässt (kurzer Hebelarm). Stichworte: Hebelgesetz, Drehmoment
Hier wird das auf Schulniveau recht gut erklärt:
Die Wissenschaft, die sich ganau damit befasst ist die Biomechanik, ein Teilgebiet der Biophysik.
Je weiter oben desto härter wird es, da du auch weniger Kraft hast. Ich weiß nicht ob das so einen riesen Unterschied macht.
In der Praxis merkt man das ja schon selbst, dass es weiter leben schwerer wird