Individuell skriftlig eksamen. IBI 240- Basal biomekanikk. Tirsdag 16. desember 2014 kl

Transkript

1 Bachelor i idrettsvitenskap med spesialisering i idrettsbiologi 2014/2016 Individuell skriftlig eksamen i IBI 240- Basal biomekanikk Tirsdag 16. desember 2014 kl Hjelpemidler: kalkulator formelsamling blir delt ut på eksamen Eksamensoppgaven består av 7 sider inkludert forsiden Sensurfrist: 20. januar 2015

2 Oppgavene skal besvares på egne ark Oppgavesettet har 3 sider kontroller at du har fått alle Del 1, 2 og 3 skal besvares på egne ark slik at besvarelsen kan deles i tre Del 1 Vevsfysiologi og mekanikk 1. Beskriv forskjellen på muskelvev og senevev med tanke på celletyper, antall celler og fordeling i vevet samt cellenes egenskaper/oppgaver. 2. Gi en oversikt over muskelfibertyper og deres egenskaper 3. Nevn faktorer som bestemmer en muskels evne til kraftutvikling. Diskuter dette med tanke på muskeldesign/arkitektur, areal, lengde, kontraktsjonshastighet. 4. Beskriv hvordan det motoriske nervesystem er organisert i motoriske enheter, forklar hvordan nervesystemet regulerer kraft, og forklar hvordan motoriske enheter rekrutteres ved økende kraft 5. Forklar kortfattet begrepet rate of force development (RFD). Hvilke faktorer bidrar til høy RFD? 6. Forklar begrepene stress og strain, bruddstyrke, stivhet og Youngs modulus (elastisk modulus) Del 2 Biomekanikk 1. Fotball, straffespark

3 Avstand fra straffesparkpunkt til mål er 11m. Målet er 7.32m bredt. I det tidspunkt ballen blir sparket står målvakten nøyaktig midt mellom målstolpene og på mållinjen. Ballen har en konstant fart på 110 km/t fra straffesparkpunkt til mål. a) Hva er farten til ballen i m/s? Ballen har en horisontal/flat (parallel med bakken) bane mot mål og krysser mållinjen 1m fra målstolpen. b) Hvor lang tid bruker ballen fra den blir sparket til den krysser mållinjen? Dersom du ikke besvarte deloppgave a, a anta at fart til ballen var 20 m/s. Målvakten har en reaksjonstid (= tid fra ballen blir sparket til målvakten begynner å bevege seg mot ballen) på 0.10s. c) Hvor lang tid har da målvakten igjen for å rekke å ta ballen før den krysser mållinjen? Dersom du ikke besvarte deloppgave b anta at ballen bruker 0.5s. Før målvakten beveger seg mot ballen er målvaktens hender 0,8m fra midten mellom målstolpene, mens tyngdepunktet til målvakten er midt mellom stolpene. d) Hva er distansen fra den nærmeste hånden til målvakten til stedet der ballen krysser mållinjen? e) Med hvilken gjennomsnittsfart måtte målvakten bevege seg mot ballen for å rekke å blokkere den i det ballen krysser mållinjen? Angi svaret i m/s og km/t? 2. Frederik får en handball i hodet som har en fart på 50km/t når den treffer han. Fra hvilken høyde må den samme ballen bli sluppet for at den har samme krasj energi i det den treffer bakken som når den treffer Frederiks hode? Ballen veier 1 kg. 3. Baseball. Før ballen blir kastet, så er den i ro bak kroppen. Deretter blir den akselerert over en strekning på 3.5m og når maksimal fart på 44m/s i det den forlater handen. a) Hva er den gjennomsnittlige akselerasjonen til ballen? b) Massen til ballen er 150g. Hva er den gjennomsnittlige kraften som virker på ballen under aksellerasjonstiden? 4. To gutter, Oskar og Fredrik, trekker hver sin kjelke med en passasjer opp på en haug. Massen til kjelken og passasjeren er den samme for begge. Høydeforskjellen fra bunnen

4 til toppen av haugen er 400m. Oskar trekker kjelken opp på den bratte siden av haugen og tilbakelegger derfor en strekning på 1km. Fredrik tar den flate siden av bakken og tilbakelegger en strekning på 1.8km. Fredrik bruker 20min, mens Oskar bruker 30min på å trekke kjelken opp på haugen. Vi ser bort fra friksjon mellom kjelke og underlag. a) Hvilket arbeid gjør Oskar mot gravitasjonskraften? b) Hvilket arbeid gjør Frederik mot gravitasjonskraften? c) Hvilken effekt har Oskar i denne prosessen? d) Hvilken effekt har Frederik i denne prosessen? 5. Se på denne mannen! Begge husvegger står nøyaktig vertikalt. Vi antar at hendene og føttene er i akkurat samme høyde. Friksjonskoeffisienten mellom sko og veggen er 0.8. Friksjonskoeffisienten mellom hendene og veggen er 0.6. Kroppsvekt er på 75kg. Med hvor mye kraft i N må han trykke mot husveggene med for at han akkurat ikke skal falle ned? November World Cup Super G i Lake Louise, Canada.

5 Frem til 3. mellomtid har Kjetil Jansrud brukt 56.72s og Aleksander Åmodt Kilde har brukt 56.74s. På samme mellomtid ble Kjetil Jansrud målt med en fart på km/t og Aleksander Åmodt Kilde ble målt med en fart på km/t. Hva vil skje med følgende dersom denne fartsforskjellen på 0.5 km/t opprettholdes de neste 10s og begge kjører akkurat samme veilengde / sporvalg. a) Hvem kommer da til å ligge først? b) Hvor stor er tidsforskjellen da? 7. Karusell I skissen til venstre er vinkelen α mellom tau som holder setet og vertikalen tegnet inn. L er lengden mellom tyngdepunktet til personen og sete samlet og punktet der tauet er festet. Vi ser bort fra massen til tauet.

6 a) Tegne samme skisse på besvarelsesark. Nevn og tegn inn alle krefter som virker på personen. b) Kan du skrive en formel (uten tall) som beskriver vinkel α som en funksjon av lengde l og vinkelhastighet ω? Denne oppgaven er vanskelig og gir mange poeng. Del 3 Bevegelse og Funksjon 1. Beskriv de ulike fasene til en gangesyklus 2. Beskriv kortfattet hvordan gange og løp er fundamentalt forskjellig 3. Basert på svarene i oppgave 1 og 2 hvilke betraktninger gjør du deg rundt muskelaktivering (størrelse og virkemåte) til ulike muskler i underekstremiteten 4. Figuren under viser et baseball pitch (kast), billedserien Hvilke bevegelser finner sted i hofteleddene, virvelsøylen, skulderbuene og skulderleddene fra figur 1 til 2 og deretter 2 til 4? 5. En kettlebell sving kan utføres slik som den er vist på billedserien nedenfor.

7 Analyser denne øvelsen basert på følgende punkter i en mekanisk organisk analyse 1. Hvilke(t) ledd er det bevegelse i og hvilke(n) bevegelse(r) finner sted i øvelsen. 2. Hvilke nærliggende ledd må fikseres? 3. Hvilke muskler er aktive i de ulike fasene av øvelsen? 4. Hvilken virkemåte har musklene i de ulike fasene av øvelsen? 5. Gi en vurdering av belastningen på de aktuelle deler av skjelettet under gjennomføring av øvingen. Begrunn svaret