[Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Moderator: physicalattraction

Berichten: 10

[Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Elk paard is links of rechtshandig. Een paard weegt van nature zeg 500 kilo. 300 kilo draagt hij van nature op zijn voorbenen. Een rechtshandig paard draagt zeg maar 200 kilo rechtsvoor en 100 kilo linksvoor. Dat betekent dat zijn zwaartepunt meer richting zijn rechter- dan zijn linker voorbeen ligt.

Casus 1: een rechtshandig paard rechtsom: uit de bocht

Afbeelding

Als dit paard nu in een circel gaat lopen, rechtsom, dan vliegt hij de bocht uit, naarmate de snelheid toeneemt.

Hoe is dit natuurkundig te verklaren? Welke natuurkundige krachten (centrifugale kracht, zwaartekracht, zwaartepunt van het paard enz.) spelen allemaal een rol en in welke verhouding?

Casus 2: een rechtshandig paard linksom: naar binnen vallen

Afbeelding

Als dit paard in een circel linksom gaat lopen, dan valt hij juist naar binnen en wordt de circel steeds kleiner.

Hoe is dat natuurkundig te verklaren?

Casus 3: : een paard kogelrond op een circel

Stel: het paard is gelijkhandig, dus draagt evenveel gewicht op alle 4 de benen, dus bij 500 kg draagt hij 125 per been.

Daarnaast: buigt hij gelijkmatig aan de circel, als een soort banaan.

Wat moet er verder gebeuren dat het paard kogelrond de circel kan lopen? m.a.w. welke krachten moeten er in evenwicht zijn?

Alvast bedankt voor de moeite. Ik ben helaas niet natuurkundig aangelegd, weet een klein beetje van de wetten van Newton (dat een voorwerp met snelheid rechtuit wil enzo) en ben heel benieuwd naar de antwoorden!!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Elk paard is links of rechtshandig. Een paard weegt van nature zeg 500 kilo. 300 kilo draagt hij van nature op zijn voorbenen. Een rechtshandig paard draagt zeg maar 200 kilo rechtsvoor en 100 kilo linksvoor. Dat betekent dat zijn zwaartepunt meer richting zijn rechter- dan zijn linker voorbeen ligt.


Ik had nog nooit van rechts-of linkshandige paarden gehoord. Als wat hierboven staat juist is, loopt elk paard scheef, toch?

Afbeelding

Hierboven een schematische weergave van een paard in vooraanzicht. Om 200 kg op één been te krijgen en 100 kg op het andere moet zijn 300 kg zware voorlijf dus ook voor 2/3 rusten op dat ene been , en voor 1/3 op dat andere.

Als ik een paard van voren zie, is me nooit enige serieuze asymmetrie opgevallen. :)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Bedankt voor je reactie!

Inderdaad loopt elke paard van nature scheef. En inderdaad rust er meer gewicht op het ene voorbeen dan op het andere, maar de verhouding 2/3 - 1/3 geldt niet voor elk paard. Voor het voorbeeld heb ik deze verhouding gebruikt. Meestal is het in wat mindere mate. Hoe schever hoe extremer de gewichtsverschillen per been.

De scheefheid is aan een paard in stilstand niet zo 1-2-3 te zien. Maar als hij gaat bewegen, is het dus wel duidelijk te zien als hij op een circel loopt. Dan valt hij naar binnen of naar buiten.

De ongelijke gewichtsverdeling over de voorbenen heeft ook te maken met dat het ene achterbeen van een paard meer stuwend werkt en het andere achterbeen meer dragend. Het stuwende been, duwt tegen zijn lichaam en stuwt het gewicht naar het voorbeen dat er verticaal tegenover ligt. Het stuwende been loopt naast de massa en het dragende been onder de massa. Als je achter een hond loopt zie je die vaak ook scheef lopen, met een pootje naast zijn lijf en het andere eronder. Bij een rechtsgebogen paard is het rechterachterbeen het meest stuwend, waardoor hij het meeste gewicht linksvoor draagt.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Afbeelding

meer zoiets dus?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Gebruikersavatar
Berichten: 1.447

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Even los van het lopen van rondjes. Ik begrijp het volgende:

Van bovenaf gezien zet een rechtshandig paard dat gewoon rechtuit loopt zich krachtiger af met zijn rechter achterbeen dan met zijn linker. Dat zou betekenen dat het paard continu linksaf wil slaan, immers de kracht rechts van het zwaartepunt is groter dan links. Klopt dit in de praktijk?

Jouw plaatje 1 doet mij denken aan een auto met onderstuur (auto wil rechtdoor de bocht uit in plaats van rectsaf de bocht in). Heb je wel eens gehoord van ESP (electronic stability program)? En auto met ESP zou in dit geval zijn binnenste achterwiel afremmen om de auto in de bocht te houden. Jouw paard zet juist het krachtigste af met dat been en vliegt uit de bocht.

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

V.w.b. het 2e plaatje: het paard komt meer verticaal scheef te hangen bij meer snelheid inderdaad, zoals een motorfiets plat door de bocht kan gaan, dat is ook verticaal scheef t.o.v. de grond. En daarom zit er meer gewicht boven dat ene voorbeen.

V.w.b. de opmerking: dat dat zou betekenen dat het paard continu linksaf wil slaan, immers de kracht rechts van het zwaartepunt is groter dan links. klopt dat in de praktijk --> op een rechte lijn gaat hij toch rechtuit, hij compenseert het scheefzijn met zijn hals om in evenwicht te blijven, hij heeft een lichte kromming naar rechts

V.w.b. de opmerking over ESP: daar zou het goed mee te maken kunnen hebben. Een goed gespierd paard blijft in de bocht, zijn spieren zorgen dan voor stabiliteit. Hoe meer de spieren van zijn binnenachterbeen kunnen buigen en veren, hoe meer hij aan natuurkundige krachten kan opvangen waarschijnlijk. Een scheef en onbespierd paard, vliegt uit de bocht. Dat is wel gaaf dit inzicht!!!!!!! We komen er wel!

Berichten: 3

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

misschien zet het paard meer kracht op het rechterbeen, omdat er meer gewicht op komt? en misschien probeert het paard gewicht te compenseren door met zijn hals ofzo naar links te buigen, waardoor hij -door de kracht en de buiging- naar binnen valt?

ik weet absoluut niet of het klopt hoor, maar dit is wel een interessante vraag!!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Heeft het verhaal niet meer te maken met het feit dat paarden niet sporen? Ik bedoel niet dat ze gek zijn, maar dat de bewegingsrichting niet dezelfde is als de richting van de lengte-as van het lichaam. De voetafdrukken van rechterachter en -voorbeen staan niet op één lijn met de bewegingsrichting. Een hond loopt zo ook meestal met één flank lichtjes naar de bewegingsrichting gekeerd. Anders zitten voor-en achterpoten elkaar in de weg, schopt'ie tegen zijn eigen hielen zogezegd.

Afbeelding

met andere woorden, als je de voetafdrukken van elke afzonderlijke voet met elkaar verbindt, zie je vier afzonderlijke lijnen, ipv dat de rechtse voeten op één lijn staan en de linkse voeten op een andere. Want zo is het toch meen ik.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Inderdaad, paarden sporen niet van nature. De voorbenen lopen niet recht voor de achterbenen, net als bij een hond.

VAN NATURE SCHEEF PAARD:

Afbeelding

RECHT GERICHT PAARD:

Afbeelding

(N.B. De rijkunstige opleiding van het paard heeft tot doel dat het paard WEL gaat sporen en dus recht komt te lopen en zo ook meer in evenwicht komt en zijn gewicht gelijkmatig over de 4 benen gaat verdelen. Het daaropvolgende doel is om zijn gewicht en zwaartepunt meer naar achteren te verleggen, zodat hij van de 500 kilo die hij bv. weegt, 300 op de achterbenen gaat dragen, waardoor het paard opgericht gaat lopen:

Afbeelding)

Dus een scheef paard, zal niet sporen en de bewegingsrichting is dan niet hetzelfde als de richting van de lengteas van het lichaam. De voetafdrukken van rechterachter en -voorbeen staan niet op één lijn met de bewegingsrichting en idem dito de linkerbenen. Soms zie je vier sporen en soms loopt het buitenachterbeen in het spoor van het binnenvoorbeen, zie je 3 sporen.

Eigenlijk is het dus ook de vraag: waarom vliegt een scheef paard dat niet spoort de bocht uit (welke natuurkundige wetten komen dan om de hoek) en een ''uitgelijnd'' paard dat correct spoort en in de lengte buigt als een banaan dus niet (omdat bepaalde getrainde spieren de centriguale krachten compenseren(?) enz. enz.). En waarom valt op de circel de andere kant op een scheef paard naar binnen en de getrainde variant niet.

UITGELIJNDE GOED GETRAINDE VARIANT OP DE CIRCEL:

Afbeelding

Berichten: 9

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Volgens mij vliegt het paard alleen de bocht uit omdat jij hem 'hindert'(stuurt) met je longeerlijn of teugels.

Daarnaast heb ik sterk mijn twijfels over je gewichtverdeling links en recht. Als ik de hoefafdrukken van mijn paard in het zand zie kan ik met een aan zekerheid grenzende waarschijnlijk zeggen dat de gewichtsverdeling geen 1/3-2/3 is. En dat geldt voor alle paarden die ik gezien heb.

Het scheef zijn heeft volgens mij alleen met de bouw van het paard te maken en daardoor de spierontwikkeling en zeker niet door het scheef dragen van het gewicht.

Omdat ik rechtshandig ben draag ik ook niet 2/3 van mijn gewicht op mijn rechterbeen.

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Dat de verdeling niet precies 1/3-2/3 is, dat klopt, maar er is wel een ongelijke gewichtsverdeling in meer of mindere mate.

Een viervoeter heeft in tegenstelling tot een mens op 2 benen een geringer bewustzijn van zijn zwaartepunt, omdat hij zich met 4 benen draagt.

Bij een rechtgericht paard ligt het zwaartepunt in het midden, precies in het midden van de voorhand. In het geval van natuurlijke scheefheid vind er een diagonale verschuiving plaats van het gewicht en het zwaartepunt, van linksachter naar rechtsvoor: Het meest stuwende achterbeen duwt nl. het meeste gewicht naar het voorbeen er schuin tegenover. (Daarom hebben veel paarden die de diagnose ''hoefkatrol'' (kreupelheid) hebben, slechts hoefkatrolontsteking aan 1 voorbeen, vanwege de overbelasting van dat been.)

Maar een goed punt is het dat een paard uit de bocht vliegt door de invloed van de longeerlijn. Ik heb zelf wat rondgestruind op natuurkundige sites en kwam alvast tot het volgende:

Newton

Volgens de natuurkundige Newton is het zo dat een voorwerp dat op snelheid is rechtdoor zal bewegen. Om het voorwerp van die rechte lijn te laten afwijken zijn er natuurkundige krachten nodig.

Voorbeeld: balletje aan touwtje

Stelt dat we een balletje aan een touwtje boven ons hoofd ronddraaien: Het draait om het punt waar we het vasthouden, het draaipunt cq middelpunt. Als we het ronddraaien zijn er twee krachten: de middelpuntvliedende en de middelpuntzoekende kracht.

De middelpuntvliedende kracht (centrifugale kracht) wil dat het balletje in een rechte lijn blijft bewegen en trekt hem van het middelpunt af.

De middelpuntzoekende kracht (centrumgerichte of centripedale kracht) zorgt ervoor dat het balletje op de circel blijft bewegen en dat het balletje naar het middelpunt toe wil.

Het touwtje zit vast aan de mens die in het centrum staat, zodat deze voor spankracht kan zorgen. De spankracht van het touwtje is de overbrenger van centrumgerichte kracht. Het balletje kan sich kan geen weerstand bieden, omdat het nergens aan vastzit. Door de centrifugale kracht trekt het balletje echter een het touwtje. De richting van het balletje wordt afgebogen door de centrumgerichte kracht en zo ontstaat een circel.

Omdat de krachten in evenwicht zijn draait het balletje in nette rondjes. Als we het touwtje loslaten en dus te weinig kracht laten inwerken op het balletje, vliegt het balletje uit de bocht en gaat het rechtdoor.

De feitelijke kracht die er speelt is dat degene die het touwtje vasthoudt, aan het trekken is.

En dan nu weer terug naar het paard

Trekken we e.e.a. door naar het fenomeen paard dat op een circel loopt, waarbij de mens op het midden staan en het paard aan de longe (lang touw van paar meter) om de mens heen circelt:

Bij paarden die uit balans zijn en veel snelheid ontwikkelen aan de longe ontstaan er centrifugale krachten. De longeur moet dan centripedale krachten inzetten om het paard op de volte houden en met rijden wordt de binnenteugel als krachtmeting ingezet.

We willen echter helemaal niet dat een paard als een balletje aan een touw rondslingert aan de longe en dat de longeur aan het trekken is. We willen geen spanning op de longe (of bij het rijden de binnenteugel), we willen geen tegenkracht tegen het paard hoeven te ontwikkelen. We willen het paard niet de bocht om trekken. De schedel wordt naar binnen getrokken terwijl de centrifugale krachten op de rest van wervelkolom inwerken wat niet gezond is.

Dus het paard moet zichzelf gelijkmatig in zijn lijf buigen en zichzelf in balans houden op de circel.

Het balansverlies komt door de ongelijke gewichtsverdeling en het verschoven zwaartepunt. Bij een linksgebogen paard op de linkerhand, ligt het zwaartepunt op de rechterschouder. Dit gewicht wil op een rechte lijn bewegen en trekt hem van het middelpunt af. Dus het is bijna onmogelijk om een niet recht gericht paard aan de longe te laten galopperen. Dit paard rukt zich los omdat de mens als het ware de bal van 500 kilo die aan het touwtje slingert niet kan houden.

Het paard moet leren in balans te lopen, soepel in te buigen en moet spierkracht ontwikkelen in de achterhand om zo de circel rond te kunnen maken.

Dus al met al m.b.t. casus 1 en 3:

1. Bij een paard in balans zijn de natuurkundige krachten in evenwicht, binnen in het lijf van het paard (dus de mens hoeft geen spankracht te ontwikkelen om hem op de circel te houden, dat moet het paard zelf doen).

2. Bij een paard dat scheef is zijn de krachten niet in evenwicht en moet de mens tegendruk geven om het paard niet de bocht uit te laten vliegen.

Tot slot

Zou dit zo volledig mogelijk weergegeven zijn? Zo niet, dan hoor ik graag de ontbrekende aspecten. Alvast bedankt weer voor ieders tijd en aandacht!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.259

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Ik ben nog bijlange niet voldoende thuis in paarden-biomechanica om te beoordelen of je verhaal biomechanisch klopt. Maar natuurkundig zitten er in elk geval een paar minstens kromme zaken in:
In het geval van natuurlijke scheefheid vind er een diagonale verschuiving plaats van het gewicht en het zwaartepunt, van linksachter naar rechtsvoor:
Hiermee kan je niet het natuurkundig zwaartepunt bedoelen. Dat is simpelweg het punt waar we de totale massa van het paard in geconcentreerd zouden kunnen denken. Zou je het paard met een haakje aan dat punt (ergens midden in zijn borstkas vermoed ik) kunnen ophangen, dan kantelt het niet voorover of opzij, maar hangt het netjes in evenwicht. Een beetje meer spiermassa links of rechts gaat dat zwaartepunt niet noemenswaard verschuiven.
We willen geen spanning op de longe (of bij het rijden de binnenteugel), we willen geen tegenkracht tegen het paard hoeven te ontwikkelen.
Dit gewicht wil op een rechte lijn bewegen en trekt hem van het middelpunt af. Dus het is bijna onmogelijk om een niet recht gericht paard aan de longe te laten galopperen. Dit paard rukt zich los omdat de mens als het ware de bal van 500 kilo die aan het touwtje slingert niet kan houden.
Dat is niet bijna onmogelijk, dat is volslagen onmogelijk. Geef het paard eens een snelheid van 10 m/s, aan een longe van 10 m. Indien het paard van 500 kg als een balletje de bocht uit zou vliegen en je wilt dat tegenhouden heb je al 5000 N nodig. Dat betekent een longe als een sleepkabel.
De schedel wordt naar binnen getrokken terwijl de centrifugale krachten op de rest van wervelkolom inwerken wat niet gezond is.
Of ik begrijp je verhaal niet, of dit lijkt me biomechanische onzin. Die centrifugale kracht werkt op elke afzonderlijke lichaamscel van dat paard in gelijke mate. Dat paard houdt hoe dan ook grotendeels zichzelf in de baan, oefent met zijn hoeven een centripetale kracht uit op de ondergrond. Het is niet onmogelijk dat hij deze kracht ongezond ongelijkmatig probeert uit te oefenen via bepaalde spiergroepen, die hij daarmee dan overbelast.
Het paard moet leren in balans te lopen, soepel in te buigen en moet spierkracht ontwikkelen in de achterhand om zo de circel rond te kunnen maken.
dat is leuk en aardig, maar daarmee vertel je nog niet hoe. Dat zwaartepunt ligt ergens voor in dat paard. Dát moet de bocht om. En dat zal dus hoofdzakelijk door de voorbenen moeten worden opgelost, lijkt me.
2. Bij een paard dat scheef is zijn de krachten niet in evenwicht en moet de mens tegendruk geven om het paard niet de bocht uit te laten vliegen.
lukt dus niet. Ik denk eerder dat je met die longe het paard bestuurt, dwingt om tegen zijn wil in een kortere bocht te pakken dan het paard prettig vindt.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Hallo Jan,

Allereerst hartelijk dank voor je reactie! Dat er kromme zaken inzitten had ik wel verwacht! Ik zal een voor een op je items reageren:
Jan van de Velde schreef:Ik ben nog bijlange niet voldoende thuis in paarden-biomechanica om te beoordelen of je verhaal biomechanisch klopt. Maar natuurkundig zitten er in elk geval een paar minstens kromme zaken in:
In het geval van natuurlijke scheefheid vind er een diagonale verschuiving plaats van het gewicht en het zwaartepunt, van linksachter naar rechtsvoor:
Hiermee kan je niet het natuurkundig zwaartepunt bedoelen. Dat is simpelweg het punt waar we de totale massa van het paard in geconcentreerd zouden kunnen denken. Zou je het paard met een haakje aan dat punt (ergens midden in zijn borstkas vermoed ik) kunnen ophangen, dan kantelt het niet voorover of opzij, maar hangt het netjes in evenwicht. Een beetje meer spiermassa links of rechts gaat dat zwaartepunt niet noemenswaard verschuiven.:
Maar toch vindt er iets plaats bij het paard, dat als hij snelheid maakt en beweegt, hij met zijn meest stuwende achterbeen tegen zijn gewicht duwt, zodat het voorbeen wat daar schuin tegenover ligt alles aan gewicht op lijkt te vangen. Zeker als er een ruiter op zijn rug gaat zitten, komt deze belasting ook nog eens erbij lijkt het. Vergelijk het met hordelopen: Als een mens met 1 been afzet voor bv. een sprong, vangt hij al zijn gewicht op met zijn andere been.

Wellicht is het bijna niet uit te pluizen omdat het paard in stap alle vier de benen achter elkaar optilt (4 takt), maar in draf ( 2 takt) heeft hij een diagonale beenzetting (dus linksvoor met rechtsachter tegelijk op de grond of in de lucht en het andere paar idem dito) en in galop is het weer anders (3 takt).

Bij jarenlange overbelasting kan een paard aan dit overbelaste voorbeen kreupel gaan lopen. (Heel veel van deze kreupele paarden gaan door dit fenomeen nog voordat ze volwassen zijn naar de slacht. Daarom wil ik het graag uitpluizen om de mensen duidelijk te kunnen maken wat er gebeurt. Rij/trainingstechnisch kan ik het namelijk goed oplossen, maar ik wil het dus ook graag wetenschappelijk verklaren, zodat de kromme redeneringen eruit gaan).

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

De schedel wordt naar binnen getrokken terwijl de centrifugale krachten op de rest van wervelkolom inwerken wat niet gezond is.
Of ik begrijp je verhaal niet, of dit lijkt me biomechanische onzin.
Dat laatste zal wel het geval zijn.
Dat paard houdt hoe dan ook grotendeels zichzelf in de baan, oefent met zijn hoeven een centripetale kracht uit op de ondergrond. Het is niet onmogelijk dat hij deze kracht ongezond ongelijkmatig probeert uit te oefenen via bepaalde spiergroepen, die hij daarmee dan overbelast.
A ha, Ja dat is een heel goed punt. Niet de longe maar zijn eigen hoeven en spiergroepen houden hem op de been en als hij niet sterk genoeg bespierd is, houdt hij zichzelf niet op de circel.

Berichten: 10

Re: [Mechanica] Het paard, z'n zwaartepunt+centrifugale krachten

Het paard moet leren in balans te lopen, soepel in te buigen en moet spierkracht ontwikkelen in de achterhand om zo de circel rond te kunnen maken.
dat is leuk en aardig, maar daarmee vertel je nog niet hoe. Dat zwaartepunt ligt ergens voor in dat paard. Dát moet de bocht om. En dat zal dus hoofdzakelijk door de voorbenen moeten worden opgelost, lijkt me.
Door bepaalde oefeningen te rijden kunnen we het paard zijn achterbenen laten buigen als een harmonica, zodat hij meer gaat ''zitten'' als het ware en daardoor verschuift het zwaartepunt (?) naar achteren. Als hij heel hoog opgeleid is, kan het paard al zijn gewicht op de achterhand dragen in de zg. levade:

Afbeelding

Als hij sterk is in zijn achterbenen kan hij de circel ook heel klein maken en pirouetjes rijden:

Afbeelding

Alleen rijden veel mensen die oefeningen niet, waardoor het paard op de voorbenen zijn gewicht blijft dragen en daardoor ontstaan de problemen.

Afbeelding
2. Bij een paard dat scheef is zijn de krachten niet in evenwicht en moet de mens tegendruk geven om het paard niet de bocht uit te laten vliegen.
lukt dus niet. Ik denk eerder dat je met die longe het paard bestuurt, dwingt om tegen zijn wil in een kortere bocht te pakken dan het paard prettig vindt.
Ja dat klopt.

Reageer