机械能守恒,人从高处落地容易造成骨折,一般成人胫骨的极限抗压力强度约为1.5乘10的8次N/m2,胫骨的最小横截面积一般为3.2厘米平方,假如一质量为50千克的人从某高处双足落地,落地时下蹲,其
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2025/01/11 06:44:41
机械能守恒,人从高处落地容易造成骨折,一般成人胫骨的极限抗压力强度约为1.5乘10的8次N/m2,胫骨的最小横截面积一般为3.2厘米平方,假如一质量为50千克的人从某高处双足落地,落地时下蹲,其
机械能守恒,
人从高处落地容易造成骨折,一般成人胫骨的极限抗压力强度约为1.5乘10的8次N/m2,胫骨的最小横截面积一般为3.2厘米平方,假如一质量为50千克的人从某高处双足落地,落地时下蹲,其重心有下降15厘米,试计算这个高度超过多大时就会造成胫骨骨折?
机械能守恒,人从高处落地容易造成骨折,一般成人胫骨的极限抗压力强度约为1.5乘10的8次N/m2,胫骨的最小横截面积一般为3.2厘米平方,假如一质量为50千克的人从某高处双足落地,落地时下蹲,其
这个问题的确比较难
要想解决本问题,我们必须重新认识,动能定理.
我先举个例子,
有两个物体中间有个弹簧,水平放要地面上,左边靠墙,我们把它们压缩后释放,问右边的物体的动能是如何获得的,我们会根据动能定理说是弹簧的弹力对的右边物体做功而来,那么我们把两个物体看成一个整体,右边的物体的动能从何而来,我们由根据动能定理能不能说是墙面的支持力做功而来呢?不是.因为这时墙面的支持力不做功.那它们的动能从何而来,
是它们的内力弹簧的弹力.
也就说,这时的动能定理,应描述成,动能的变化等于所有力做功之和,
如果这个问题想清楚了.我们不方,把人简化成上面说的模型.
全过程应用动能定理,0-0=mg(H+h)-Fh
其中h=15厘米,F 就是内力,相当于弹簧的弹力,也就是胫骨之间的作用力F=ps=1.5*10^7*3.2*10^(-4)*2=9.6*10^3N
代入可得
设最大高度为h,人落地时重力势能转化为动能为mgh。然后再重心下降15厘米的过程中,该动能转化为0。次过程中骨的缓冲力设为f,则(f-mg)*0.15m=mg(h+0.15m),其中f为1.5*10^8*3.2*10^(-4)*2。
该方程中只有h一个未知数,可以求得该数。谢了,但是我不明白次过程中究竟是什么力在做功,重心下降,重力做功。还有支持力怎么做功?麻烦了地面对于腿部的冲击力在做功...
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设最大高度为h,人落地时重力势能转化为动能为mgh。然后再重心下降15厘米的过程中,该动能转化为0。次过程中骨的缓冲力设为f,则(f-mg)*0.15m=mg(h+0.15m),其中f为1.5*10^8*3.2*10^(-4)*2。
该方程中只有h一个未知数,可以求得该数。
收起
根据题目可知F=1.5乘10*8N *s=1.5乘10*8乘3.2乘1/10000
根据机械守能定理,人的做功必定等于重力的做功,所以可以列出方程:
2*F*S=H*G 既
H=2*F/G
由题意知,双腿胫骨最小处能承受的最大冲击力为 F=ps=1.5*10^7*3.2*10^(-4)*2=9.6*10^3N
设人的质量为m,下落的安全极限为h1,触地后,重心又下降的高度为h2,对全过程用动能定理有
所以极限高度 h1=(F-mg)h2/mg=2.7m