Biomechanické principy
úvod
Obecně se pod pojmem biomechanické principy rozumí použití mechanických principů pro optimalizaci atletického výkonu.
Je třeba poznamenat, že biomechanické principy se nepoužívají k vývoji technologie, ale pouze ke zlepšení technologie.
Společnost HOCHMUTH vyvinula šest biomechanických principů pro využití mechanických zákonů pro sportovní zatížení.
Biomechanické principy podle Hochmutha
Hochmuth vyvinul pět biomechanických principů:
- Princip počáteční síly uvádí, že pohyb těla, který má být prováděn maximální rychlostí, musí být iniciován pohybem, který běží přesně opačným směrem. Správný vztah mezi úvodním a cílovým pohybem musí být optimálně navržen pro jednotlivce.
- Princip optimální cesty zrychlení je založen na předpokladu, že cesta zrychlení musí být optimálně dlouhá, pokud je cílem vysoká konečná rychlost. V případě přímých pohybů se jedná o překlad a v případě rovnoměrně zakřivených pohybů rotace.
- Aby bylo možné dodržet princip časové koordinace jednotlivých impulsů, musí se jednotlivé pohyby optimálně vzájemně propojit a musí být dokonale načasovány. V závislosti na cíli pohybu může být časová optimalizace jednotlivých pohybů důležitější než fázový začátek jednotlivých pohybů.
- To může být také naopak. Princip protiopatření se týká Newtonova třetího axiomu (Actio se rovná reakci) a uvádí, že pro každý pohyb existuje protipovodeň. Lidská rovnováha je například souhra pohybů a protiútoků.
- Princip přenosu hybnosti je založen na skutečnosti, že pomocí zákona zachování momentu hybnosti je možné s vámi vzít impulsy přesunutím těžiště těla do jiného pohybu.
Princip počáteční síly
definice
Biomechanický princip počáteční síly hraje důležitou roli, zejména při házení a skákání, při kterém má být dosaženo maximální konečné rychlosti těla nebo sportovního vybavení.
Tento princip uvádí, že úvodní pohyb opačný k hlavnímu směru pohybu má za následek výkonnostní výhodu. Termín používaný ve starší literatuře jako princip maximální počáteční síly se již nepoužívá v novější sportovní vědě, protože výsledná počáteční síla není maximální, ale optimální impuls.
Také by vás mohlo zajímat toto téma: Teorie pohybu
Jak tato počáteční síla vzniká?
Pokud hlavnímu pohybu předchází pohyb opačný ke skutečnému směru, musí být tento pohyb zpomalen. Toto brzdění vytváří nárůst síly (nárůst brzdné síly). To pak může být použito k urychlení těla nebo sportovního vybavení, pokud hlavní pohyb okamžitě následuje tento „zpětný pohyb“.
Vysvětlení principu počáteční síly
Obrázek ilustruje princip maximální počáteční síly pomocí příkladu na silové desce.
Sportovec hodí lék míč s rukama rovně. Zpočátku je sportovec v klidu na měřicí plošině. Měřítka ukazují tělesnou hmotnost [G] at (Váha mediball je zanedbaná. V té době [A] předmět jde do koleno. Měřicí deska ukazuje nižší hodnotu. Oblast [X] zobrazuje negativní impuls, který odpovídá brzdícímu impulzu [y] odpovídá. K prudkému nárůstu brzdné síly dochází okamžitě po tomto nárazu brzdné síly. Energie [F] působí na mediball. Na měřicí plošině je vidět větší měřená hodnota. Pro optimální dodávku energie by poměr brzdné síly k zrychlovací síle měl být asi jedna až tři.
Princip optimální cesty zrychlení
akcelerace
Zrychlení je definováno jako změna rychlosti za jednotku času. Může se vyskytovat v pozitivní i negativní podobě.
Ve sportu je však důležité pouze pozitivní zrychlení. Zrychlení závisí na poměru síly [F] k hmotnosti [m]. v důsledku toho: Pokud vyšší síla působí na nižší hmotnost, zrychlení se zvyšuje.
Více k tomu: Biomechanika
Vysvětlení
Účelem optimální cesty zrychlení, jako jednoho z biomechanických principů, je poskytnout tělu, částečnému tělu nebo sportovnímu vybavení maximální konečnou rychlost. Avšak vzhledem k tomu, že biomechanika je ve vztahu k lidskému organismu fyzikálními zákony, cesta zrychlení v důsledku fyziologických podmínek svalů a poměrů páky není maximální, ale optimální.
Příklad: Zrychlovací dráha při házení kladiva může být mnohokrát prodloužena dalšími rotačními pohyby, ale to je nehospodárné. Přikrčení příliš hluboko během přímého skoku vede ke zvýšení dráhy zrychlení, ale způsobuje nepříznivý vliv na páku, a proto není praktické.
V moderní sportovní vědě se tento zákon nazývá principem tendence k optimální cestě zrychlení (HOCHMUTH). Důraz není kladen na dosažení maximální konečné rychlosti, ale na optimalizaci křivky zrychlení v čase. Při výstřelu je doba zrychlení irelevantní, jde pouze o dosažení maximální rychlosti, zatímco v boxu je důležitější zrychlit ruku co nejrychleji, aby se předešlo únikovým akcím soupeře. Tímto způsobem může být začátek zrychlení udržen nízký během střelby a vysoké zrychlení nastává pouze ke konci pohybu.
Princip koordinace dílčích impulsů
Definice impulsu
Impuls je stav pohybu ve směru a rychlosti [p = m * v].
Vysvětlení
S tímto principem je důležité rozlišovat mezi koordinací celé hmoty těla (vysoký skok) nebo koordinací dílčích těl (hod oštěpem).
V úzké souvislosti s koordinačními schopnostmi (zejména spojovacími dovednostmi) musí být všechny dílčí pohyby těla / dílčí impulsy koordinovány z hlediska času, prostoru a dynamiky. To lze jasně vidět na příkladu sloužící v tenise. Tenisový míček může dosáhnout vysoké nejvyšší rychlosti (230 km / h), pokud všechny dílčí impulsy okamžitě následují jeden po druhém. Výsledek vysokého nárazového pohybu při nárazu začíná natahováním nohou, následuje rotace horní části těla a skutečný nárazový pohyb ramene. Jednotlivé dílčí impulsy se sčítají v ekonomické verzi.
Je třeba také poznamenat, že směry jednotlivých dílčích impulzů jsou ve stejném směru. I zde musí být nalezen kompromis mezi anatomickými a mechanickými principy.
Přečtěte si také naše téma: Koordinační výcvik
Princip protiopatření
Vysvětlení
Princip protiopatření jako jeden z biomechanických principů je založen na Newtonově třetím zákonu o protiopatření.
Říká, že vzniklá síla vždy vytváří opačnou sílu stejné velikosti v opačném směru. Síly přenášené na Zemi mohou být zanedbávány kvůli hmotnosti Země.
Při chůzi jsou pravá noha a levá paže vyvedeny současně, protože lidé nemohou přenášet síly na Zemi ve vodorovné poloze. Něco podobného lze pozorovat při dlouhém skoku. Tím, že horní část těla dopředu, sportovec současně zvedne spodní končetiny a získá tak výhody ve skokové vzdálenosti. Dalšími příklady jsou punč v házené nebo forehand v tenise. Princip rotačního zpětného rázu je založen na tomto principu. Například si představte, že stojí před svahem. Je-li horní část těla podepřena, začnou se ramena kroužit dopředu, aby na horní část těla vytvořil impuls. Protože hmotnost paže je menší než hmotnost horní části těla, musí být provedeny ve formě rychlých kruhů.
Zásada zachování hybnosti
Abychom vysvětlili tento princip, analyzujeme salto s přímým a krčeným postojem. Osa, kolem které gymnastka skočí, je nazývána osa šířky těla. Když je tělo natažené, je od této osy otáčení hodně hmoty těla. To zpomaluje otáčecí pohyb (úhlová rychlost) a je obtížné provést salto. Pokud jsou části těla přisunuty k ose rotace krčením, zvyšuje se úhlová rychlost a zjednodušuje se provádění kotrmelce. Stejný princip platí pro piruety v krasobruslení. V tomto případě je osa otáčení podélnou osou těla. Jak se paže a nohy přibližují k této ose otáčení, zvyšuje se rychlost otáčení.
Mohlo by vás také zajímat toto téma: Motorické učení
Biomechanické principy v jednotlivých oborech
Biomechanické principy ve vysokém skoku
Během vysokého skoku mohou být jednotlivé pohybové sekvence uvedeny do souladu s biomechanickými principy.
Princip optimální cesty zrychlení lze nalézt znovu v přiblížení, které se musí zakřivit dopředu, aby dosáhlo optimálního bodu skoku. Důležitou roli hraje také princip časové koordinace jednotlivých pulzů. Krok těsnění je nesmírně důležitý a určuje trajektorii po skoku. Důležitou roli zde hrají principy impulsního přenosu a počáteční síly. Zajišťují, že sportovec přináší optimální sílu při skákání na zemi a zrychluje náběh.
Při křížení příčníku dochází k rotaci, která je způsobena principem protiopatření a rotačního zpětného rázu. Při skákání se tělo otočí do strany přes tyč a poté se zachytí na zádech.
Podobná témata:
- Rychlost výkonu
- Maximální síla
Biomechanické principy v gymnastice
V gymnastických a gymnastických cvičeních přichází také do úvahy několik biomechanických principů. Obzvláště důležité jsou otáčecí pohyby a houpačky. Tyto zásady dodržují zásady optimální cesty zrychlení.Různé skoky jsou také často prováděny pohyby v gymnastice. Zde najdeme princip maximální počáteční síly, jakož i princip optimální cesty zrychlení. Nakonec musí být jednotlivé dílčí pohyby spojeny do tekutinové sekvence, která odpovídá principu koordinace dílčích impulzů.
Biomechanické principy v badmintonu
Zásady mohou být použity také při podávání badmintonu. Zpětný pohyb sleduje princip optimální dráhy zrychlení a princip počáteční síly. Princip zachování hybnosti je důležitý, aby hybnost mohla být také přenesena na míč. Pomáhá zde také princip časové koordinace jednotlivých pulzů. Po ukončení úderu je pohyb zastaven pomocí principu protiopatření a rotačního zpětného rázu.
Biomechanické principy v tenise
Tenisový kurt je velmi podobný tenisovému badmintonu. Mnoho biomechanických principů se vzájemně blokuje a zajišťuje tak optimální provedení pohybu. V tenisu je obzvláště důležité věnovat pozornost optimálním pohybovým sekvencím, protože chyby mohou kvůli rychlosti hry stát hodně energie. Proto jsou tyto zásady při tréninku velmi důležité a mohou znamenat rozdíl mezi vítězstvím a prohráním v soutěži.
Přečtěte si více k tématu: tenis
Biomechanické principy sprintingu
Sprin je především o principech počáteční síly, optimální cestě zrychlení, časové koordinaci jednotlivých impulsů a principu zachování impulsů. Princip protiopatření a rotačního zpětného rázu se zde sotva používá.
Start musí být silný a soustředěný. Pořadí pohybů nohou musí být dodrženo v optimální frekvenci a délce kroku co nejdále až do cíle.
Tento příklad pěkně ilustruje, jak důležité biomechanické principy mohou být pro pohyb.
Biomechanické principy v plavání
Při plavání lze biomechanické principy aplikovat mírně odlišně na různé styly plavání.
Zde je uveden příklad prsu, protože se jedná o nejoblíbenější typ plavání. Princip časové koordinace jednotlivých impulsů odpovídá cyklickému pohybu paží a nohou při současném dýchání (Hlava nad a pod vodou).
Princip přenosu impulsů se odráží ve skutečnosti, že dobří plavci se mohou naučit houpání z jednotlivých úderů (Úder kuše a stehna) a použít pohon pro další vlak.
Můžete si také přečíst naše téma: Fyzika plavání
Biomechanické principy při dlouhém skoku
Dlouhý skok je podobný vysokému skoku. Typ přístupu je jiný. Není uspořádán v křivce jako ve vysokém skoku, ale lineárně ve skoku. Zásadní roli zde hraje princip optimální cesty zrychlení. Kromě toho se používá princip impulsního přenosu i princip počáteční síly, bez které by start ani nebyl možný.
Na konci rozběhu provede skokan utěsňovací krok a používá princip protiopatření a přenosu impulsů a tlačí se do trajektorie směrem k jámě. Během letu skáču házení nohou a pažemi dopředu, s využitím principu impulsního přenosu létat ještě dále.
Biomechanické principy ve výstřelu
Při výstřelu hrají roli různé biomechanické principy. Aby se dosáhlo velké vzdálenosti při tlačení, je nezbytné převést na míč co největší sílu, aby se dosáhlo vysoké rychlosti házení. Tomu říkáme princip maximální počáteční síly. Vyšší tlačná rychlost je také dosažena couváním a tím prodloužením dráhy zrychlení. Toto je princip optimální cesty zrychlení. Nakonec je důležitá optimální koordinace dílčích fází pohybu při výstřelu, například nečistý přechod má negativní vliv na vzdálenost zdvihu. Známe to jako princip koordinace dílčích impulsů.
Biomechanické principy volejbalu
Volejbal je dynamický sport s celou řadou prvků, včetně zásahů, skákání a běhu. V zásadě lze všechny biomechanické principy nalézt ve volejbalu. Princip počáteční síly a optimální cesta zrychlení lze nalézt například při podávání. Princip koordinace dílčích impulsů definuje například čistý skok a čistý zásah kouřovou koulí. Dopad míče má za následek odraz od rukou s principem protiopatření. Princip impulsního přenosu přichází do hry v předcházející hře.
Biomechanické principy v překážkách
Biomechanické principy mají také velký význam v překážkách. Princip maximální počáteční síly popisuje například vytlačení před překážkou, které maximalizuje výšku skoku. Za účelem optimalizace začátku překážky přichází do hry princip optimální cesty zrychlení, přičemž hlavní roli hraje posun hmotnosti a síla působící při tlačení z bloku. Dílčí pohyby v překážkách musí být optimálně koordinovány, aby byl zaručen úspěch. To se řídí principem optimální koordinace parciálních impulzů. Princip protiopatření vstoupí do hry, jakmile běžec po skoku přistane znovu na noze a rovnováha se udržuje natažením horní části těla.
