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Arbeitswissenschaften/Ergonomie (Fach) / Altklausuren (Lektion)

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• Definition Ergonomie und Ziele Ergonomie „ergon“ = Arbeit, Tätigkeit„nomos“ = Regel, Ordnung, Gesetz Wissenschaft der Gesetzmäßigkeit menschlicher bzw. automatisierter Arbeit. Ziele Humanität Einsatz nach körperlicher und geistiger EignungGestaltung der Arbeitsplätze nach den Anforderungen des MenschenSchulung und Ausbildung Wirtschaftlichkeit Optimale Anpassung der Mittel an die AufgabenArbeitsablaufoptimierungErhöhung der Arbeitsproduktivität Sicherheit Ergonomische Gestaltungslösungen sollten einen Beitrag zur verbesserten Arbeitssicherheit leisten
• EMG erklären + Signale deuten EMG Elektromyografie erfasst die Summe der elektrischen Spannungsänderung der Muskulatur bei Kontraktion! Überlagerungssignal der einzelnen Aktionspotenziale Höhe und Dichte des EMG-Signals werden durch Frequenzierung und Rekrutierung bestimmt es werden die Beträge als Amplituden abgetragen Signale EMG bei Ermüdung wird Amplitude und Frequenz höher (↑) Je höher das Gewicht, desto höher die Amplitude Bei Ermüdung: Muskelzittern Impulse alle gleichzeitig (alle Fasern des Muskels werden gleich beansprucht) Ziel: möglichst geringe Aktivität des Muskels Statische Arbeit ist ungünstig! Blutbedarf > Durchblutung; Sauerstoffschuld
• Partialmethode erklären (+zeichnen!) Warum ist Integralmethode schwieriger? Arbeitsenergieumsatz berechnen Partialmethode bei leichter & mittelschwerer Arbeit es stellt sich nach einer etwa drei- bis fünfminütigen Anfangsphase ein Gleichgewicht (steady-state) zwischen Sauerstoffbedarf und -aufnahme ein. Die Messungen erfolgen im Bereich des steady state In der Zeitspanne zwischen Arbeitsende & Erreichen des Ruheniveaus wird jene O2-Menge aufgenommen, die in der Anfangsphase als Defizit angesammelt wurde O2-Defizit = O2-Bilanzausgleich Integralmethode bei schwerer & schwerster Arbeit ein steady state kann nicht erreicht werden, da der O2-Bedarf über dem maximalen O2-Aufnahmevermögen liegt Unter diesen Bedingungen kann die Arbeit nicht sehr lange aufrecht erhalten werden (30-60s), die Pulsfrequenz steigt permanent an, es besteht die Gefahr der Erschöpfung Beginn der Messungen = Arbeitsbeginn Ende der Messungen bei Erreichen des Ruheumsatzes Arbeitsenergieumsatz Ruheumsatz: 20% Gesamtenergie Arbeitsumsatz: 80% Gesamtenergie O2-Aufnahme (l) * energetisches Äquivalent (kJ/l)
• Muskelkontraktionsarten statische Arbeit isometrisch (Muskellänge konstant) - Kraft veränderlich: Kontraktionsarbeit (Andrücken einer Bohrmaschine) - Kraft konstant: Haltearbeit (Halten eines Auspuffs); Haltungsarbeit (gebeugte Körperhaltung bei OP) dynamische Arbeit isotonisch (Kraft konstant, Muskellänge veränderlich) (Verschieben eines Gegenstandes) auxotonisch (Kraft & Muskellänge veränderlich) (Betätigen einer Presse)
• Was ist Feuchttemperatur Gleichgewichtstemperatur, die sich infolge der Verdunstung an einer feuchten Oberfläche einstellt. Größe zur Bestimmung der relativen Luftfeuchte Ist die Luft über der Oberfläche mit Wasserdampf gesättigt, so findet keine Verdunstung statt und die Feuchttemperatur entspricht der Lufttemperatur. Bei Untersättigung führt die Verdunstung zur Abkühlung (Verbrauch von Verdunstungswärme) und die Feuchttemperatur liegt unter der Lufttemperatur. Feuchttemperatur ist ein Maß für Schwüle ist und wird bestimmt durch ein künstlich feuchtgehaltenes Thermometer, dem Assmannschen Aspirationspsychrometer. Mit Hilfe der Trockentemperatur kann dann auf die Luftfeuchtgkeit geschlossen werden.
• Def. von Lichtstrom, Lichtstärke, Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte und Einheiten zuordnen Lichtstrom (Lumen, lm) θ die gesamte, von einer Lichtquelle abgegebene sichtbare Strahlung Lichtstärke (Candela, cd) I = θ / Ω die von einer Lichtquelle in einem bestimmten Raumwinkel abgegebene sichtbare Strahlung Beleuchtungsstärke (Lux, lx) E = θ / m2 ist der auf eine Fläche treffende Lichtstrom Leuchtdichte (Candela / m2) ist die Energie, die als sichtbares Licht ins Auge dringt resultiert aus der Reflexion einer beleuchteten Fläche oder aus der Lichtstärke eines selbst beleuchteten Körpers Leuchtdichte ist eine gerichtete Größe, für einen Flächenpunkt abhängig vom Betrachtungswinkel
• LPI Definition experimentelle Ermittlung mathematische Größe Definition Durchschnittliche Zunahme der Herzfrequenz bei kontinuierlicher Steigerung der Belastung um 9,81 Watt/min ⇒ Maß für die individuelle Höhe der muskulären Dauerleistungsfähigkeit experimentelle Ermittlung ermittelt durch Testarbeit ohne Belastung durch Mitbewegung des Körpers optimale Durchblutungsbedingungen bei etwas 60 Muskelkontraktionen/min Vermeiden eines Wärmestaus Einbeziehen genügender Zahl großer Muskelgruppen, um die Leistungsfähigkeit des Herz-Kreislaufsystems auszuschöpfen Vermeiden individueller Wirkungsgradunterschiede bei der Testarbeit (z.B. falsche Sitzposition) ⇒ Fahrradergometer ausgehend vom Ruhepuls wird die Belastung stufenweise erhöht und für eine Minute konstant gehalten nach jeder weiteren Minute Belastung erhöhen Pulsablesung am Ende jeder Minute Endbelastung ca. 120W mathematische Größe Regressionskoeffizient für den Zusammenhang zwischen Pulsfrequenz und einder definierten, schrittweisen Belastungszunahme
• Effektivtemperatur aus Yaglou-Diagramm ablesen Trocken- und Feuchttemperaturen verbinden Effektivtemperatur: Die Normaleffektivtemperatur gilt für normal bekleidete Menschen, die Basiseffektiv-temperatur gilt für unbekleidete Menschen Entwicklung einer Maßzahl, die der thermischen Wahrnehmung des Menschen entspricht
• Wie wirkt sich die Luftgeschwindigkeit auf Wärmeregulation aus Je größer die Windgeschwindigkeit (α-Wert), desto höher die Wärmeabgabe
• MTM-Verfahren erklären und zwei Beispiele angeben MTM = Methods time measurement MTM ist ein System vorbestimmter Zeiten Verfahren zur Analyse von Arbeitsabläufen und Ermittlung von Plan- und Vorgabezeiten in der MTM-Analyse werden Bewegungselemente mit dafür festgelegten Zeitwerten verknüpft --> Vorgabezeit für Bewegungsablauf Vorgehensweisen Bewegungsanalyse (Zerlegung des Bewegungsablaufes in Bewegungselemente) Zeitanalyse (Bestimmung der Zeiteinflussgrößen für jedes einzelne Bewegungselement) Kodierung (des Bewegungselementes und der Einflussgrößen) Entnehmen (der Elemtarbewegungszeit aus Tabellen) Addition (der Elementarzeiten zu der gesuchten Grundbewegungszeit) Beispiele Bewegungsstudium mit MTM-Verfahren (Vermeiden des Greifens aus einem Haufen) Betätigung elektrischer Schalter Ausrichten einer Bohrvorrichtung
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• Def. Schalldruckpegel/Schalldruck Erklärung der Einheit Erhöhung um 3 dB bei zwei Quellen (Formel herleiten) Bewertungskurve A zeichnen Schalldruck: Maß der Belastungshöhe durch Schall, durch die Schallwelle verursachte periodische Veränderung des Drucks (Pa = N/m2) Lautstärke; Wechseldruck, der durch die Schallschwingungen hervorgerufen wird Schalldruckpegel L = logarithmisches Verhältnis des Quadrates des Schalldrucks zum Quadrat des Bezugschalldruckes p0=2*10-5 Pa Lp = 10 lg p2/p02 = 20 lg p/p0 Erklärung: Erhöhung bei 2 Quellen 2 Quellen = Verdopplung des Schalldrucks Erhöhung um 3 dB
• Aus Körpermaßtabelle Tischhöhe bestimmen Wie muss der Verstellbereichder Tischhöhe eines Sitzarbeitsplatzes gewählt werden, damit alle Beschäftigten (vom 5. Perzentil (weiblich) bis zum 95. Perzentil (männlich)) arbeiten können? Addition der Körpermaße 13 und 14 ergibt die Tischhöhe,5. Perzentil Frauen ≙19,1 cm + 35,1 cm = 54,2 cm95. Perzentil Männer ≙28 cm + 48 cm = 76,0 cm⇒ Verstellbereichca. 54 –76 cm.
• Ganzkörperschwingungen mathematische Größe Frequenzbewertung mathematische Größe Beurteilungsbeschleunigung in m/s2 Frequenzbewertung Nicht auf alle Frequenzen des Schwingungsgemisches reagiert der Organismus gleichermaßen. Bei Ganzkörperschwingungen liegt der für den Menschen wichtige Bereich zwischen 0,1 und 80 Hz. Gefährdung ab 0,8 m/s2 0,45 - 0,8 m/s2 --> auf Gefährdung verweisen
• Geschichte der Ergonomie Antike Arbeit als Zeichen von Unfreiheit Arbeitspersonen: Sklaven körperliche Arbeit verpönt Mittelalter neue Sicht der Arbeit als sittlicher Wert Arbeit als göttlicher Auftrag "ora et labora" ab 15. Jhd erste gewerbehygienische Schrift Industrialisierung Zunahme der Mechanisierung ungelernte Arbeitskräfte (Frauen, Kinder) "unmenschliche" Arbeitbedingungen Rückgang der Produktivität, Frühinvalidität, Zunahme der arbeitsbedingten Erkrankungen Arbeitsschutz gesetzliche Sozialversicherungen ab 1883 Veränderung der Arbeitszeiten
• Beurteilungspegel Lr = 10 * log [1/T * ∑ 100,1*Li * Ti] dB bis 85 dB(A): höchster Richtwert!
• Hand-Arm-Schwingungen schädliche Frequenz: 8-1000 Hz Gefährdung: ab 3 m/s2
• Definieren Sie PAL physical activity level: durchschnittlicher täglicher Energiebedarf für körperliche Aktivität als Vielfaches des Grundumsatzes
• Definieren Sie Belastung/Beanspruchung Arten + Beispiele Konzept Belastung: Alle Auswirkungen von Anforderungen und Arbeitsbedingungen, die vom Menschen bestimmte Verhaltensweisen verlangen. Beanspruchung: Folge der Belastung, deren Stärke auch noch von den Eigenschaften des Menschen abhängt Arbeitsbelastung (z.B. Klima) psychische Belastung (z.B. Erfolgsdruck) physische Belastung (z.B. Tragen von Lasten) Belastung: Einflüsse, die im Arbeitssystem auf den Menschen einwirken ⇓ Mensch: mit individuellen Eigenschaften, Fähigkeiten, Fertigkeiten, Bedürfnissen ⇓ Beanspruchung: individuelle Auswirkung der Belastung im Menschen
• Definieren Sie SVZ Wann werden sie eingesetzt? Beispiel? Systeme vorbestimmter Zeiten Verfahren, um manuelle, vom Arbeitenden beeinflussbare Arbeitsabläufe in Bewegungselemente aufzugliedern und diesen Normalzeitwerte zuzuordnen können zur Ermittlung von Planzeiten und Arbeitsgestaltung verwendet werden Bsp: MTM
• Was ist das Klimasummenmaß und welche Faktoren werden einberechnet? Maßzahl, die der thermischen Wahrnehmung des Menschen entspricht nach YAGLOU: Trockentemp., Feuchttemp, Luftströmungsgeschw. Normaleffektivtemp: mit Kleidung Basiseffektivtemp: ohne Kleidung
• Definieren Sie das Karpaltunnelsyndrom. Nennen Sie 3 Risikofaktoren Ursache: Einengung/Schädigung des Nervus Medianus Symptome: Missempfindungen in einzelnen Fingern (Daumen, Zeige- & Mittelfinger) Risikofaktoren: repetitive manuelle Tätigkeiten mit Bewegung & Streckung der Handgelenke erhöhter Kraftaufwand der Hände (Kraftvolles Greifen) Hand-Arm-Schwingungen, z.B. durch handgehaltene vibrierende Maschinen
• Einflussfaktoren auf den Zusammenhang zwischen Energieumsatz und Herzfrequenz Alter Geschlecht Trainingszustand Gesundheitszustand O2-Aufnahme psychische Belastungen Form der muskulären Arbeit Arbeitsgeschwindigkeit eingesetzte Muskelmasse Einflüsse Arbeitsumgebung
• 6 Risikofaktoren für Gonarthrose Alter Geschlecht Übergewicht genetische Veranlagung bestimmte Sportarten berufliche Tätigkeiten
• endomorpher, mesomorpher, ectomorpher Typ endomorph = pummeliger Typ Merkmale: starke Umfangsneigung, Neigung zum Fettansatz am Körperstamm mesomorph = muskulärer Typ Merkmale: starke Entwicklung von Skelett und Muskulatur ectomorph = schlanker Typ Merkmale: hagerer, dünner Typ, geringes Breitenwachstum mit einhergehendem Höhenwachstum
• Ordnen Sie die Strahlungsarten aufsteigend nach ihrer Wellenlänge UV (10-350 nm) sichtbares Licht (380-750 nm) Infrarot (780-1000 nm) Funk (10 cm - 100 km)
• EMG Überlagerungssignal der einzelnen Aktionspotentiale Höhe und Dichte des Signals werden durch Rekrutierung und Frequenzierung bestimmt erfasst Summe der elektrischen Spannungsänderung der Muskulatur bei Kontraktion
• Einflussgrößen der thermischen Belastung Lufttemperatur Luftfeuchtigkeit Luftgeschwindigkeit Wärmestrahlung energetische Arbeitsbelastung Wärmeisolation der Bekleidung Expositionszeit

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