Biomehaanilised põhimõtted

sissejuhatus

Üldiselt mõistetakse biomehaaniliste põhimõtete all mehaaniliste põhimõtete kasutamist sportliku jõudluse optimeerimiseks.

Tuleb märkida, et biomehaanilisi põhimõtteid ei kasutata tehnoloogia arendamiseks, vaid ainult tehnoloogia täiustamiseks.

HOCHMUTH töötas välja kuus biomehaanilist põhimõtet mehaaniliste seaduste kasutamiseks sportlikel koormustel.

Biomehaanilised põhimõtted vastavalt Hochmuthile

Hochmuth töötas välja viis biomehaanilist põhimõtet:

1. Algjõu põhimõttes öeldakse, et maksimaalsel kiirusel teostatav kehaliikumine peab olema algatatud täpselt vastassuunas liikuva liikumisega. Sissejuhatava liikumise ja sihtliikumise õige suhe peab olema inimese jaoks optimaalselt kujundatud.
2. Optimaalse kiirendustee põhimõte põhineb eeldusel, et kui eesmärk on suur lõppkiirus, peab kiirendustee olema optimaalselt pikk. Sirgete liikumiste puhul räägitakse tõlkest ja pöörde ühtlaselt kõverate liikumiste korral.
3. Individuaalsete impulsside ajalise kooskõlastamise põhimõtte järgimiseks peavad üksikud liikumised olema optimaalselt üksteisega ühendatud ja ideaalselt ajastatud. Sõltuvalt liikumise eesmärgist võib olla olulisem üksikute liigutuste optimeerimine aja jooksul kui üksikute liikumiste käivitamine etappide kaupa.
4. Sama hästi võib olla ka vastupidi. Vastutegevuse põhimõte on seotud Newtoni kolmanda aksioomiga (Actio võrdub reaktsiooniga) ja nendib, et iga liikumise jaoks on olemas vastupidine liikumine. Inimese tasakaal on näiteks liikumiste ja vastupidiste liikumiste koosmõju.
5. Hüppe ülekandmise põhimõte põhineb asjaolul, et nurkkiiruse säilitamise seaduse abil on võimalik keha raskuskese teisaldada teise liikumisse.

Algjõu põhimõte

määratlus

Algjõu biomehaanilisel põhimõttel on oluline roll, eriti viskamis- ja hüppeliigutustes, mille puhul tuleb saavutada keha või spordivarustuse maksimaalne lõppkiirus.
Selle põhimõtte kohaselt on peamisele liikumissuunale vastupidine sissejuhatav liikumine tulemuseelise. Vanemas kirjanduses maksimaalse algjõu põhimõttena kasutatud terminit ei kasutata uuemates sporditeadustes enam, kuna see tekkiv algjõud pole mitte maksimaalne, vaid optimaalne impulss.

Samuti võib see teema teid huvitada: Liikumisteooria

Kuidas see algjõud tekib?

Kui põhiliikumisele eelneb tegelikule suunale vastupidine liikumine, tuleb seda liikumist aeglustada. See pidurdamine tekitab jõu suurenemise (pidurdusjõu tõus). Seda saab siis kasutada keha või spordivarustuse kiirendamiseks, kui põhiliigutus järgib kohe seda "tagumist liikumist".

Algjõu põhimõtte selgitus

Joonis illustreerib maksimaalse algjõu põhimõtet, kasutades jõuplaadil olevat näidet.

Sportlane viskab ravimipalli sirgete kätega üles. Esialgu on sportlane mõõteplatvormil rahulikus seisus. Kaalud näitavad kehakaalu [G] kell (Keskballi kaal on tähelepanuta jäetud. Sel ajal [A] subjekt läheb sisse põlve. Mõõteplaat näitab madalamat väärtust. Piirkond [X] näitab pidurdusimpulsile vastavat negatiivset impulssi [y] vastab. Kiirendusjõu tõus toimub kohe pärast seda pidurdusjõu tõusu. Võimsus [F] toimib keskballile. Suuremat mõõdetud väärtust saab näha mõõteplatvormil. Jõu optimaalseks tarnimiseks peaks pidurdusjõu ja kiirendusjõu suhe olema umbes üks kuni kolm.

Optimaalse kiirendustee põhimõte

kiirendus

Kiirendust defineeritakse kui kiiruse muutust ajaühikus. See võib esineda nii positiivsel kui ka negatiivsel kujul.
Spordis on aga oluline ainult positiivne kiirendus. Kiirendus sõltub jõu [F] ja massi [m] suhtest. järelikult: kui suurem jõud mõjub väiksemale massile, suureneb kiirendus.

Sellest lähemalt: Biomehaanika

Seletus

Optimaalse kiirendustee põhimõtte kui ühe biomehaanilise põhimõtte eesmärk on anda kehale, osalisele kehale või spordivahenditele maksimaalne lõppkiirus. Kuna biomehaanika on inimorganismi suhtes füüsikalised seadused, pole lihaste füsioloogilistest tingimustest ja kangisuhetest tulenev kiirendustee maksimaalne, vaid optimaalne.
Näide: Kiirendusteed haamri viskamisel võib täiendavate pöördliigutuste abil mitu korda pikendada, kuid see on ebaökonoomne. Liiga sügavale sirge hüppe ajal roomamine viib kiirendustee suurenemiseni, kuid põhjustab ebasoodsat võimendust ega ole seetõttu praktiline.

Kaasaegses sporditeaduses nimetatakse seda seadust optimaalse kiirendustee poole kalduvuse põhimõtteks (HOCHMUTH). Keskendutakse mitte maksimaalse lõppkiiruse saavutamisele, vaid kiirendus-aja kõvera optimeerimisele. Lastud laskmisega pole kiirenduse kestusel tähtsust, see seisneb ainult tippkiiruse saavutamises, samas kui poksimisel on olulisem kiirendada kätt nii kiiresti kui võimalik, et takistada vastase vältimist. Sel moel saab kiirenduse alguse hoida lastud laskmise ajal madalal ja suur kiirendus toimub ainult liikumise lõpupoole.

Osaliste impulsside koordineerimise põhimõte

Impulsi määratlus

Impulss on liikumise olek suunas ja kiiruses [p = m * v].

Seletus

Selle põhimõtte järgi on oluline eristada kogu keha massi koordineerimist (kõrgushüpe) või osakehade koordineerimist (jamarahe).
Tihedas seoses koordinatsioonioskustega (eriti sidumisoskustega) peavad kõik keha osalised liikumised / osalised impulsid olema ajas, ruumis ja dünaamikas kooskõlastatud. Seda saab selgelt näha tennise serveerimisel. Tennisepall pääseb suurele kiirusele (230 km / h) ainult siis, kui kõik osalised impulsid järgnevad kohe üksteisele. Suure löögiliigutuse tagajärg löökidele algab jalgade venitamisest, millele järgneb ülakeha pöörlemine ja käe tegelik löögiliikumine. Üksikud osalised impulsid liidetakse majandusversioonis.
Samuti tuleb märkida, et üksikute osaliste impulsside suund on samas suunas. Siinkohal tuleb jällegi leida kompromiss anatoomiliste ja mehaaniliste põhimõtete vahel.

Lugege ka meie teemat: Koordinatsioonikoolitus

Vastutegevuse põhimõte

Seletus

Vastutegevuse põhimõte kui üks biomehaanilisi põhimõtteid põhineb Newtoni kolmandal vastutegevuse seadusel.
Selles öeldakse, et tekkinud jõud loob alati vastassuunas sama suurusega vastasjõu. Maale edastatavad jõud võivad maa massi tõttu tähelepanuta jääda.
Kõndides tuuakse parem jalg ja vasak käsi korraga ette, kuna inimesed ei saa horisontaalasendis maa peale jõudusid üle kanda. Midagi sarnast võib täheldada kaugushüppes. Ülakeha ette viimisega tõstab sportlane samaaegselt alajäsemeid ja saavutab sellega hüppekauguse eelised. Muud näited on löök käsipallis või käsikäes tennises. Sellel põhimõttel põhineb pöörleva tagasipööramise põhimõte. Näitena kujutage ette, et seisate nõlva ees. Kui ülakeha on toestatud, hakkavad käed ülakehale impulsi tekitamiseks ringlema edasi. Kuna relvade mass on väiksem kui ülakeha mass, tuleb need teha kiirete ringide kujul.

Hoo säilitamise põhimõte

Selle põhimõtte selgitamiseks analüüsime sirge ja kõverdatud poosiga võsast. Telge, mille ümber võimleja hüppab võsast, nimetatakse keha laiuse teljeks. Kui keha on välja sirutatud, on sellest pöörlemisteljest palju kehamassi. See aeglustab pöörde liikumist (nurkkiirust) ja võlli on raske teostada. Kui kehaosad tuuakse pöörlemisteljele küürutades, suureneb nurkkiirus ja võlli teostamine on lihtsustatud. Sama põhimõte kehtib iluuisutamise piruettide puhul. Pöörlemistelg on sel juhul kere pikitelg. Kui käed ja jalad lähenevad sellele pöörlemisteljele, suureneb pöörlemiskiirus.

Samuti võiks see teema teid huvitada: Motoorika õppimine

Biomehaanilised põhimõtted individuaalsetel erialadel

Biomehaanilised põhimõtted kõrgushüppes

Kõrgushüppe ajal saab individuaalsed liikumisjärjestused viia kooskõlla biomehaaniliste põhimõtetega.
Optimaalse kiirendustee põhimõtet võib taas leida lähenemises, mis peab optimaalse hüppepunkti saavutamiseks lööma ettepoole. Olulist rolli mängib ka üksikute impulsside ajalise kooskõlastamise põhimõte. Tihendusaste on äärmiselt oluline ja määrab trajektoori pärast hüpet. Siin mängib olulist rolli impulsi edastamise ja algjõu põhimõtted. Need tagavad, et sportlane toob maapinnal hüpates optimaalse jõu ja võtab eeljooksult hoogu juurde.

Risttala ületamisel toimub pöörlemine, mis on tingitud vastutegevuse ja pöörleva tagasipöördumise põhimõttest. Hüppamisel pööratakse keha üle kangi küljele ja püütakse seejärel selga.

Sarnased teemad:

• Kiiruse võimsus
• Maksimaalne tugevus

Biomehaanilised põhimõtted võimlemisel

Võimlemises ja võimlemisharjutustes tulevad mängu ka mitmed biomehaanilised põhimõtted. Pööramisliigutused ja kiiged on eriti olulised. Need järgivad optimaalse kiirendustee põhimõtteid.Võimlemisel tehakse sageli ka erinevaid hüppeid. Siit leiame nii maksimaalse algjõu kui ka optimaalse kiirendustee põhimõtte. Lõpuks tuleb üksikud alamliikumised ühendada vedelaks järjestuseks, mis vastab alaimpulsside koordineerimise põhimõttele.

Biomehaanilised põhimõtted sulgpallis

Põhimõtteid saab rakendada ka sulgpalli serveerimisel. Tagasiliikumine järgib optimaalse kiirendustee ja algjõu põhimõtet. Hoo säilitamise põhimõte on oluline, et hoogu saaks ka pallile üle kanda. Siin aitab ka üksikute impulsside ajalise kooskõlastamise põhimõte. Kui löök on lõpule viidud, peatatakse liikumine vastutegevuse ja pöörleva tagasipööramise põhimõttel.

Biomehaanilised põhimõtted tennises

Tennise serveerimine on väga sarnane sulgpalli omaga. Paljud biomehaanilised põhimõtted lukustuvad ja tagavad seega liikumise optimaalse teostamise. Tennises on eriti oluline pöörata tähelepanu optimaalsetele liikumisjärjestustele, kuna vead võivad mängu kiiruse tõttu maksta palju energiat. Seetõttu on need põhimõtted treenimisel väga olulised ja võivad võistlusel võidu ja kaotuse vahel vahet teha.

Loe teema kohta lähemalt: tennist

Biomehaanilised põhimõtted sprindis

Sprint hõlmab peamiselt algjõu, optimaalse kiirendustee, üksikute impulsside ajalise kooskõlastamise ja impulsside säilitamise põhimõtteid. Vastupanu ja pöörleva tagasipööramise põhimõtet ei kasutata siin peaaegu üldse.
Algus peab olema võimas ja keskendunud. Jalade liikumiste järjestusest tuleb kinni pidada optimaalse sageduse ja sammu pikkusega nii kaugele kui võimalik eesmärgini.
See näide illustreerib kenasti, kui olulised võivad biomehaanilised põhimõtted olla liikumisel.

Biomehaanilised põhimõtted ujumises

Ujumises saab biomehaanilisi põhimõtteid erinevatele ujumisstiilidele pisut erinevalt rakendada.
Siin on toodud rinnatüki näide, kuna see on kõige populaarsem ujumisviis. Üksikute impulsside ajalise kooskõlastamise põhimõte vastab käte ja jalgade tsüklilisele liikumisele samaaegse hingamisega (Pea vee kohal ja all).
Impulsside ülekande põhimõte kajastub selles, et head ujujad saavad kiiku õppida individuaalsetest löökidest (Ristlöögi ja jala löök) ja kasutage tõukejõudu järgmise rongi jaoks.

Võite lugeda ka meie teemat: Ujumisfüüsika

Biomehaanilised põhimõtted kaugushüppes

Kaugushüpe sarnaneb kõrgushüppega. Lähenemisviisi tüüp on erinev. See ei ole paigutatud kurvis nagu kõrgushüppes, vaid sirgjooneliselt hüppeauku. Siin mängib suurt rolli optimaalse kiirendustee põhimõte. Lisaks kasutatakse nii impulsi ülekande põhimõtet kui ka algjõu põhimõtet, ilma milleta poleks start isegi võimalik.

Eeljooksu lõpus võtab hüppaja tihendusastme ning kasutab vastutegevuse ja impulsi ülekande põhimõtet ning surub end trajektoorile hüppekaevu poole. Lennu ajal viskab hüppaja jalad ja käed ettepoole, kasutades impulsi edastamise põhimõtet, et veelgi kaugemale lennata.

Biomehaanilised põhimõtted löögis

Paigutuses mängivad rolli erinevad biomehaanilised põhimõtted. Suure vahemaa saavutamisel surumisel on ülioluline kanda võimalikult palju jõudu pallile, et saavutada kõrge viskekiirus. Me nimetame seda maksimaalse algjõu põhimõtteks. Suurem tõukekiirus saavutatakse ka tagurdamise kaudu ja sellega pikenedes kiirendusteed. See on optimaalse kiirendustee põhimõte. Lõpuks on oluline lastud liikumise osaliste faaside optimaalne koordineerimine; näiteks roojane üleminek avaldab löögikaugusele negatiivset mõju. Me teame seda kui osaliste impulsside koordineerimise põhimõtet.

Biomehaanilised põhimõtted võrkpallis

Võrkpall on dünaamiline spordiala, kus pakutakse väga erinevaid elemente, sealhulgas löömise, hüppamise ja jooksmise elemente. Võrkpallis võib põhimõtteliselt leida kõiki biomehaanilisi põhimõtteid. Algjõu põhimõtte ja optimaalse kiirendustee võib leida näiteks teenimisel. Osaimpulsside koordineerimise põhimõte määratleb näiteks puhta hüppe ja puhta löögi haisupalliga. Palli löögi tulemuseks on tagasilöök kätest vastutegevuse põhimõttel. Mööduvas mängus tuleb mängu impulsi edastamise põhimõte.

Takistuste biomehaanilised põhimõtted

Biomehaanilistel põhimõtetel on takistuste juures samuti suur tähtsus. Maksimaalse algjõu põhimõte kirjeldab näiteks tõkkejooksu ette tõukamist, mis maksimeerib hüppekõrgust. Tõkkejooksu alguse optimeerimiseks tuleb mängu optimaalse kiirendustee printsiip, olulist rolli mängivad raskuse nihutamine ja jõu mõju blokeeringu tõmbamisel. Takistuste osalised liikumised peavad õnnestumise tagamiseks olema optimaalselt koordineeritud. See järgib osaliste impulsside optimaalse koordineerimise põhimõtet. Vastupinge põhimõte tuleb mängu kohe, kui jooksja maandub pärast hüppamist uuesti jalale ja ülakeha venitades säilib tasakaal.