Biomehanska načela
uvod
Pojem "biomehanski principi" na splošno pomeni uporabo mehanskih načel za optimizacijo atletskih zmogljivosti.
Treba je opozoriti, da se biomehanska načela ne uporabljajo za razvoj tehnologije, ampak samo za izboljšanje tehnologije.
HOCHMUTH je razvil šest biomehanskih načel za uporabo mehanskih zakonov za športne obremenitve.
Biomehanska načela po Hochmuthu
Hochmuth je razvil pet biomehanskih načel:
- Načelo začetne sile določa, da se mora gibanje telesa, ki naj se izvaja z največjo hitrostjo, začeti s premikom, ki poteka točno v nasprotni smeri. Pravilno razmerje med uvodnim gibanjem in gibanjem tarče mora biti za posameznika optimalno zasnovano.
- Načelo optimalne poti pospeška temelji na predpostavki, da mora biti pot pospeševanja optimalno dolga, če je cilj visoka končna hitrost. Pri ravnih gibih govorimo o prevodu in pri enakomerno ukrivljenih gibih vrtenja.
- Da bi sledili načelu časovne koordinacije posameznih impulzov, se morajo posamezni gibi optimalno povezati med seboj in biti popolnoma časovno usklajeni. Glede na cilj gibanja je lahko časovna optimizacija posameznih gibov pomembnejša od faznega začetka posameznih gibov.
- To je lahko ravno obratno. Načelo nasprotja se nanaša na Newtonov tretji aksiom (Actio je enak reakciji) in navaja, da za vsako gibanje obstaja protiutež. Človeško ravnovesje je na primer preplet gibanj in protitok.
- Načelo prenosa impulza temelji na dejstvu, da je mogoče s pomočjo zakona ohranitve kotnega momenta premakniti težišče telesa v drugo gibanje.
Načelo začetne sile
opredelitev
Biomehansko načelo začetne sile ima pomembno vlogo, zlasti pri metanju in skokih, pri katerih je treba doseči največjo končno hitrost telesa ali kosa športne opreme.
To načelo navaja, da uvodno gibanje, nasprotno od glavne smeri gibanja, prinaša uspešnost. Izraz, ki se v stari literaturi uporablja kot načelo največje začetne sile, se v novejši športni znanosti ne uporablja več, saj ta začetna sila ni največji, ampak optimalen impulz moči.
Morda vas bo zanimala tudi ta tema: Teorija gibanja
Kako nastane ta začetna sila?
Če pred glavnim premikom sledi gibanje, nasprotno od dejanske smeri, ga je treba upočasniti. To zaviranje povzroči prenašanje sile (povečanje zavorne sile). To lahko nato uporabite za pospešitev telesa ali športne opreme, če glavno gibanje takoj sledi temu "gibanju nazaj".
Pojasnilo načela začetne sile
Slika ponazarja načelo največje začetne sile z uporabo primera na ploščici s silo.
Športnik vrže žogo z zdravili z naravnimi rokami. Sprva je športnik v mirni drži na merilni ploščadi. Tehtnica kaže telesno težo [G] pri (Teža mediballa je zanemarjena. Takrat [A] predmet prehaja v koleno. Merilna plošča kaže nižjo vrednost. Območje [X] prikazuje negativni impulz, ki ustreza zavornemu impulzu [y] ustreza. Povečanje sile pospeševanja se pojavi takoj po tem povečanju zavorne sile. Moč [F] deluje na medibal. Večja izmerjena vrednost je vidna na merilni ploščadi. Za optimalno dovajanje moči mora biti razmerje med zavorno silo in pospeševalno silo približno ena do tri.
Načelo optimalne poti pospeška
pospešek
Pospešek je opredeljen kot sprememba hitrosti na enoto časa. Pojavi se lahko tako v pozitivni kot negativni obliki.
V športu pa je pomemben le pozitiven pospešek. Pospešek je odvisen od razmerja sile [F] do mase [m]. posledično: Če višja sila deluje na manjšo maso, se pospešek poveča.
Več o tem: Biomehanika
Pojasnilo
Načelo optimalne poti pospeševanja, kot eno od biomehanskih načel, je namenjeno telesu, delnemu telesu ali športni opremi, da doseže največjo končno hitrost. Ker pa je biomehanika fizikalni zakon glede človeškega organizma, pot pospeška zaradi mišično-fizioloških pogojev in razmerij vzvodov ni največja, ampak optimalna.
Primer: Pot pospeševanja pri metanju kladiva bi se lahko z dodatnimi rotacijskimi gibi večkrat podaljšala, vendar je to neekonomično. Spuščanje pregloboko med ravnim skokom vodi do pospeševanja poti, vendar povzroča neugoden vzvod in zato ni praktično.
V sodobni športni znanosti ta zakon imenujemo načelo nagnjenosti k optimalni poti pospeševanja (HOCHMUTH). Poudarek ni na doseganju največje končne hitrosti, temveč na optimizaciji krivulje pospeška in časa. Pri strelu je trajanje pospeška nepomembno, gre le za doseganje najvišje hitrosti, pri boksu pa je bolj pomembno, da roko pospešite čim hitreje, da nasprotnik prepreči izmikajoča dejanja. Na ta način je mogoče začetek pospeška zadržati nizek med strelom, visok pospešek pa se pojavi šele proti koncu gibanja.
Načelo koordinacije delnih impulzov
Opredelitev impulza
Impuls je stanje gibanja v smeri in hitrosti [p = m * v].
Pojasnilo
Pri tem načelu je pomembno razlikovati med koordinacijo celotne telesne mase (skok v višino) ali koordinacijo delnih teles (metanje čeljusti).
V tesni povezavi s koordinacijskimi veščinami (zlasti spretnostmi spajanja) morajo biti vsi delni gibi telesa / delni impulzi usklajeni glede na čas, prostor in dinamiko. To se lepo vidi na primeru serviranja v tenisu. Teniška žoga lahko doseže visoko največjo hitrost (230 km / h) le, če vsi delni impulzi sledijo drug drugemu takoj. Rezultat velikega premika udarca se začne z raztezanjem nog, ki mu sledi vrtenje zgornjega dela telesa in dejansko gibanje roke. Posamezni delni impulzi se seštevajo v ekonomski različici.
Upoštevati je treba tudi, da so smeri posameznih delnih impulzov v isti smeri. Tudi tu je treba med anatomskimi in mehanskimi načeli najti kompromis.
Preberite tudi našo temo: Usposabljanje za koordinacijo
Načelo nasprotja
Pojasnilo
Načelo nasprotja kot eno od biomehanskih načel temelji na Newtonovem tretjem zakonu protiuporabe.
Pravi, da sila, ki je nastala, vedno ustvari nasprotno silo enake velikosti v nasprotni smeri. Sile, ki se prenašajo na zemljo, je mogoče zanemariti zaradi mase zemlje.
Desna noga in leva roka sta med hojo istočasno speljani naprej, saj ljudje ne morejo prenašati sil na zemljo v vodoravnem položaju. Nekaj podobnega lahko opazimo pri skoku v daljino. Z dvigom zgornjega dela telesa športnik hkrati dvigne spodnje okončine in s tem pridobi prednosti pri skoku v daljavo. Drugi primeri so udarec v rokometu ali forhand v tenisu. Na tem načelu temelji načelo vrtenja. Kot primer si predstavljajte, da stojite pred pobočjem. Če je zgornji del telesa podprt, roke začnejo krožiti naprej, da bi ustvarile impulz na zgornjem delu telesa. Ker je masa ročk manjša od mase zgornjega dela telesa, jih je treba narediti v obliki hitrih krogov.
Načelo ohranjanja zagona
Da bi razložili to načelo, analiziramo nekonstrukcijo z ravno in zgrnjeno držo. Os, okoli katere telovadka skače v nekem plesu, se imenuje os širine telesa. Ko se telo iztegne, je od te osi vrtenja veliko telesne mase. S tem upočasnite gibanje obračanja (kotna hitrost), ponikanje pa je težko izvedljivo. Če se deli telesa karoserijsko pripeljejo na os vrtenja, se kotna hitrost poveča in izvedba vrtljajev je poenostavljena. Enako načelo velja za pirotete v figurnem drsanju. V tem primeru je os vrtenja vzdolžna os telesa. Ko se roke in noge približajo tej osi vrtenja, se hitrost vrtenja povečuje.
Morda vas bo zanimala tudi ta tema: Motorno učenje
Biomehanska načela v posameznih disciplinah
Biomehanski principi v skoku v višino
Med skokom v višino lahko posamezne gibalne sekvence uskladimo z biomehanskimi načeli.
Načelo optimalne poti pospeška je mogoče najti znova v pristopu, ki mora zaviti naprej, da doseže optimalno točko skoka. Pomembno vlogo ima tudi načelo časovne koordinacije posameznih impulzov. Korak zapiranja je izjemno pomemben in določa smer po skoku. Pri tem igrajo pomembno vlogo načela prenosa impulza in začetna sila. Zagotavljajo, da športnik prinaša optimalno moč pri skoku na tla in vzame zagon iz teka.
Pri prečkanju prečke pride do vrtenja, ki je posledica načela protiture in vrtenja. Pri skoku se telo obrne bočno čez prečko in nato ujame na hrbet.
Podobne teme:
- Hitrost moči
- Največja moč
Biomehanski principi v gimnastiki
V gimnastiki in gimnastičnih vajah pride v poštev tudi več biomehanskih načel. Obračanja gibanja in zamahi so še posebej pomembni. Ti sledijo načelom optimalne poti pospeška.Tudi različni skoki so pogosto izvajani gibi v gimnastiki. Tu najdemo načelo največje začetne sile in optimalno pot pospeška. Končno je treba posamezne premike združiti v fluidno zaporedje, ki ustreza načelu koordinacije pod impulzov.
Biomehanska načela v badmintonu
Načela se lahko uporabijo tudi pri postrežbi badmintona. Gibanje nazaj sledi načelu optimalne poti pospeška in načelu začetne sile. Načelo ohranitve zagona je pomembno, da se lahko zagon prenese tudi na žogo. Pri tem pomaga tudi načelo časovne koordinacije posameznih impulzov. Ko je udarec končan, se gib prestreže po načelu protiuteža in vrtenja.
Biomehanska načela v tenisu
Postrežba za tenis je zelo podobna kot pri badmintonu. Številni biomehanski principi se medsebojno blokirajo in tako zagotavljajo optimalno izvedbo gibanja. V tenisu je še posebej pomembno biti pozoren na optimalne gibalne sekvence, saj napake zaradi hitrosti igre lahko stanejo veliko energije. Zato so ta načela zelo pomembna pri treningu in lahko razlikujejo med zmago in izgubo v konkurenci.
Preberite več o temi: tenis
Biomehanski principi v šprintu
Sprint gre predvsem za principe začetne sile, optimalno pot pospeška, časovno koordinacijo posameznih impulzov in načelo ohranitve impulzov. Tu se komajda uporablja načelo zatiranja in vrtenja.
Začetek mora biti močan in osredotočen. Upoštevati je treba zaporedje gibov nog z optimalno frekvenco in dolžino koraka do cilja.
Ta primer lepo prikazuje, kako pomembni so biomehanski principi za gibanje.
Biomehanski principi v plavanju
Pri plavanju lahko biomehanska načela pri različnih plavalnih slogih uporabimo nekoliko drugače.
Primer prsi je predstavljen tukaj, ker je najbolj priljubljena vrsta plavanja. Načelo časovne koordinacije posameznih impulzov ustreza cikličnemu gibanju rok in nog s hkratnim dihanjem (Glava nad in pod vodo).
Načelo prenosa impulza se kaže v dejstvu, da se dobri plavalci lahko naučijo gugalnice iz posameznih udarcev (Samostrelski udarec in udarec v noge) in uporabi pogon za naslednji vlak.
Lahko preberete tudi našo temo: Plavalna fizika
Biomehanski principi v skoku v daljino
Skok v daljino je podoben skoku v višino. Vrsta pristopa je drugačna. Ni razporejen v ovinku kot v skoku v višino, ampak linearno na skakalni jami. Tu igra pomembno vlogo načelo optimalne poti pospeška. Poleg tega se uporablja načelo prenosa impulza, pa tudi načelo začetne sile, brez katere zagon sploh ne bi bil mogoč.
Na koncu tekača skakalec začne z zaskočnim korakom in uporabi načelo protiuteža in prenosa impulza ter se potisne na pot proti skakalni jami. V letu skakalec vrže noge in roke naprej, pri čemer uporablja princip prenosa impulzov, da leti še dlje.
Biomehanska načela v posnetku
Pri posnetku imajo vlogo različna biomehanska načela. Da bi dosegli veliko razdaljo med potiskanjem, je ključno, da čim več sile prenesete na žogo, da bi dosegli visoko hitrost metanja. Temu pravimo načelo največje začetne sile. Večjo potisno hitrost dosežemo tudi s tem, da odmaknemo in s tem podaljšamo pot pospeška. To je načelo optimalne poti pospeška. Končno je pomembna optimalna koordinacija delnih faz gibanja v posnetku, nečisti prehod na primer negativno vpliva na razdaljo udarca. To poznamo kot načelo koordinacije delnih impulzov.
Biomehanska načela v odbojki
Odbojka je dinamičen šport z najrazličnejšimi elementi, vključno z elementi udaranja, skakanja in teka. V odbojki je načeloma mogoče najti vsa biomehanska načela. Načelo začetne sile in optimalna pot pospeška je mogoče najti na primer pri serviranju. Načelo koordinacije delnih impulzov določa na primer čisti skok in čist udarec s smrknjeno žogo. Udarec žoge povzroči odboj od rok z načelom protiuteža. Načelo prenosa impulza prihaja v poštev pri tekmi, ki poteka.
Biomehanska načela v ovirah
Biomehanska načela so prav tako zelo pomembna pri ovirah. Načelo največje začetne sile opisuje na primer potisk pred oviro, ki maksimira višino skoka. Za optimizacijo zagona ovire igra glavno vlogo optimalna pot pospeševanja, pri čemer premik teže in sile, ki se uporabljata pri pritisku na blok, igrata glavno vlogo. Delni premiki v ovirah morajo biti optimalno usklajeni, da se zagotovi uspeh. To sledi načelu optimalne koordinacije delnih impulzov. Načelo nasprotja začne igrati takoj, ko tekač po skoku znova pristane na nogi, ravnotežje pa se vzdržuje z raztezanjem zgornjega dela telesa.
