Trekkracht meten
Maurice stelde deze vraag op 23 oktober 2015 om 12:56.Goedemiddag
Ik moet op een werkplek de uitgeoefende trekracht meten wanneer een medewerker een last (gewicht tussen 8 en 25 kg) met linker hand/arm naar een positie voor zich moet trekken. Welke parameter/formule kan in hier toepassen. De afstand die de last aflegt is gemiddeld 70 cm. Het geheel vindt in een staande positie op borsthoogte plaats.
Is hier natuurkundig iets over te zeggen?
Reacties
Dat er 70 cm wordt afgelegd is voor krachten irrelevant. Ditto voor linker- of rechterhand. Zolang een kracht werkt, wie of wat die ook produceert, zal de last worden verplaatst. Ook de hoogte is op zich niet belangrijk.
Wel belangrijk is hoe die last van A naar B geduwd of getrokken wordt. Is dat over iets wrijvingsloos of is er een wrijving tussen last (soort materiaal?) en de vloer/plank etc waarover wordt verplaatst (materiaal?)
De nodige kracht moet dan in elk geval de wrijvingskracht overtreffen want anders komt er niks in beweging.
Als de last met constante snelheid verplaatst dan is de kracht uiteindelijk gelijk aan de wrijvingskracht (maar tegengesteld): F = m.g.μ waarbij m de massa is (in kg), g de zwaartekrachtversnelling op aarde (9,81 m/s2) en μ een getal dat de wrijvingscoefficient wordt genoemd. Die is sterk afhankelijk van wat over wat glijdt (last over rubber, over hout, over ijs etc). Meestal moet die waarde in een tabellenboek worden opgezocht want deze wordt experimenteel bepaald. De kracht F die je dan vindt is in newton. Terug naar de foutieve "kilo's kracht" moet je dit door 9,81 delen.
Gaat de last door de kracht steeds harder bewegen, dan is de uitgeoefende kracht groter dan de wrijvingskracht die het opheft en overtreft. Hoeveel groter hangt weer af van hoeveel sneller de last steeds beweegt.
dag Maurice,
daar is van alles over te zeggen. Maar dan moet je wel een en ander weten: namelijk de normaalkracht die de ondergrond uitoefent op het voorwerp, en de zg wrijvingscoëfficiënt die geldt voor de twee materialen (die van ondergrond en voorwerp) die contact met elkaar maken.
Voor combinaties van een aantal standaardmaterialen kun je ordes van grootte voor die wrijvingscoëfficiënten in tabellenboeken vinden. Die zijn allemaal proefondervindelijk bepaald.
In jouw praktische geval (als ik dat goed begrijp) zou het slimmer kunnen zijn om voor alle voorkomende combinaties ondergrond/soort voorwerp die trekkracht eenvoudigweg te meten. Kwestie van het voorwerp met een unster naar je toetrekken of zelfs m.b.v. een weegschaal(tje) tussen je hand en het voorwerp dat voorwerp van je afduwen (dat mag geen verschil maken).
De meeste unsters en weegschalen hebben weliswaar een schaalverdeling in kg (voor massa) in plaats van in newton (voor kracht) , maar dat is maar net omdat ze, alléén voor gebruik aan het aardoppervlak, de zwaartekracht meten en die alvast "omrekenen" naar massa. (Fz=m·9,8 of andersom m=Fz/9,8)
Wil ik nog wel even opmerken dat die benodigde trekkracht als puur natuurkundige schuifkracht gemeten ergonomisch zeker niet de belangrijkste factor zal zijn. Iemand die op borsthoogte een zwaar gewicht over een ruwe ondergrond naar zich toe moet trekken zal zijn rug denk ik zwaarder belasten dan zijn armen. En ook de mate waarin de armen meer of minder gestrekt of gebogen zijn tijdens die beweging hebben grote invloed op de werkelijke kracht die de spieren in schouder of ellebogen werkelijk moeten uitoefenen, bij overigens gelijkblijvende schuifkracht.
Zet bijvoorbeeld maar eens een tafel tegen een deur en trek, je armen over de tafel strekkend, aan de deurklink, langzaam harder en harder trekkend. Ruim voordat je armen beginnen te klagen begint je rug vlak boven je heupbeenderen protesterende seintjes te geven. Er moet méér in actie dan alleen die bicepsen bij dit soort werk.
groet, Jan.
Wat betreft die herhalingsintensiteit: die term ken ik niet, en dat zal dus waarschijnlijk een biologisch gerelateerde grootheid zijn; daarvan heb ik totaal geen verstand.
