Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens ...

GRUNDLAGEN 14
Im isometrischen Fall verändert sich die Länge des Muskels nicht, während mit dem
Muskel die Zug- oder Druckkraft verändert wird. Beispielsweise das immer stärker
werdende Ziehen an einer unverrückbaren Befestigung ist eine isometrische Aktion.
In der Studienarbeit kommen beide Messverfahren zur Anwendung.
Im ersten Teil werden mit dem am Institut vorhandenen Versuchsstand
isotone/kraftgleiche Messungen durchgeführt, indem eine konstante Kraft – realisiert
mit Gewichten – langsam mit den Muskeln auf und ab bewegt und dabei die
Verkürzung gemessen wird.
Im zweiten Teil wird der Muskel fest eingespannt und somit eine Verkürzung
unmöglich gemacht. Die durch den Muskel unter Druckluftbeaufschlagung erzeugte
Kraft wird sich im Laufe der Druckluftzuführung erhöhen und über einen Kraftsensor
gemessen.
2.4.2 statisch – dynamisch
Prinzipiell kann man Messmethoden und auch Bewegungsabläufe in statisch und
dynamisch unterscheiden. Bei Bewegungsabläufen, bei denen Massen schnell
beschleunigt oder abgebremst werden, spricht man von dynamischen Prozessen.
Bei einer beschleunigten Gewichtsmasse kommt nach dem Newton’schen Axiom,
beschrieben durch die Formel
F = m * a
mit
F : Kraft, m : Masse, a : Beschleunigung
zu der ursprünglichen Gewichtskraft noch eine Massenträgheitskomponente dazu.
Es treten also erheblich höhere Kräfte als im statischen Fall auf, bei dem keine
Massen bewegt werden. Die Untersuchung dynamischer Bewegungsabläufe bedarf
einer guten Kenntnis dieser, einer aufwendigen Messtechnik und Auswertung. Zur
vereinfachten Untersuchung einzelner Faktoren von Bewegungsabläufen kann es
sinnvoll sein, „quasistatische Messungen“ (s.u.) durchzuführen. Um sich dem
statischen Fall möglichst gut annähern zu können, muss man also die
Bewegungsabläufe so langsam gestalten, dass die Massenträgheitskomponente so
gering wird, dass sie rechnerisch vernachlässigt werden kann und nicht mehr
berücksichtigt werden muss, obwohl Bewegung stattfindet [4].
Man spricht dann vom quasistatischen Fall.
STUDIENARBEIT PNEUMATISCHE MUSKELN
MARTIN HILSE & CHRISTOPH GUTBROD