Biomekaaniset periaatteet

esittely

Yleisesti termillä biomekaaniset periaatteet tarkoitetaan mekaanisten periaatteiden käyttöä urheilullisen suorituskyvyn optimoinnissa.

On huomattava, että biomekaanisia periaatteita ei käytetä tekniikan kehittämiseen, vaan vain tekniikan parantamiseen.

HOCHMUTH kehitti kuusi biomekaanista periaatetta mekaanisten lakien hyödyntämiseksi urheilukuormituksissa.

Biomekaaniset periaatteet Hochmuthin mukaan

Hochmuth kehitti viisi biomekaanista periaatetta:

1. Alkuvoiman periaate toteaa, että maksiminopeudella suoritettavan ruumiin liikkeen on aloitettava liikkeellä, joka kulkee tarkalleen vastakkaiseen suuntaan. Johdanto- ja kohdeliikkeen oikea suhde on suunniteltava yksilölle optimaalisesti.
2. Optimaalisen kiihtyvyyspolun periaate perustuu oletukseen, että kiihtyvyyspolun on oltava optimaalisesti pitkä, jos tavoitteena on suuri lopullinen nopeus. Suorien liikkeiden tapauksessa puhutaan käännöstä ja tasaisesti kaarevien liikkeiden tapauksessa kierto.
3. Yksittäisten impulssien ajallisen koordinaation periaatteen noudattamiseksi henkilökohtaisten liikkeiden on optimaalisesti sidottu toisiinsa ja ajoitettava täydellisesti. Liikkeen tavoitteesta riippuen, yksittäisten liikkeiden ajallinen optimointi voi olla tärkeämpää kuin yksittäisten liikkeiden vaiheittainen aloittaminen.
4. Tämä voi yhtä hyvin olla päinvastoin. Vastustamisen periaate liittyy Newtonin kolmanteen aksioomiin (Actio on sama kuin reaktio) ja toteaa, että jokaisella liikkeellä on vastavirta. Esimerkiksi ihmisen tasapaino on liikkeiden ja vastaliikkeiden vuorovaikutus.
5. Vauhdinsiirron periaate perustuu siihen, että kulmaisen vauhdin säilyttämislain avulla on mahdollista siirtää kehon painopiste toiseen liikkeeseen.

Alkuvoiman periaate

määritelmä

Alkuvoiman biomekaanisella periaatteella on tärkeä rooli etenkin heittämis- ja hyppyliikkeissä, joissa kehon tai urheiluvälineen maksimaalinen lopullinen nopeus on saavutettava.
Tämän periaatteen mukaan pääliikkeen suuntaa vastapäätä oleva johtava liike johtaa suorituskykyetuun. Vanhemmassa kirjallisuudessa maksimaalisen lähtövoiman periaatteena käytettyä termiä ei enää käytetä uudemmassa urheilutieteessä, koska tämä tuloksena oleva alkuvoima ei ole maksimi, vaan optimaalinen impulssi.

Saatat olla kiinnostunut myös tästä aiheesta: Liiketeoria

Kuinka tämä alkuvoima syntyy?

Jos pääliikettä edeltää todellista suuntaa vastakkainen liike, tätä liikettä on hidastaa. Tämä jarrutus aiheuttaa voiman nousun (jarrutusvoiman nousu). Tätä voidaan sitten käyttää vartalon tai urheiluvälineiden kiihdyttämiseen, jos pääliike seuraa välittömästi tätä "taaksepäin tapahtuvaa liikettä".

Alkuvoiman periaatteen selitys

Kuvio havainnollistaa suurimman lähtövoiman periaatetta voimalevyllä olevan esimerkin avulla.

Urheilija heittää lääkepallon kädet suoraan. Aluksi urheilija on rauhallisessa asennossa mittausalustalla. Asteikot osoittavat kehon painon [G] at (Keskipallon paino laiminlyödään. Tuolloin [A] aihe menee polvi. Mittauslevy näyttää alhaisemman arvon. Alue [X] näyttää negatiivisen impulssin, joka vastaa jarrutusimpulssia [Y] vastaa. Kiihtyvyysvoiman nousu tapahtuu heti tämän jarrutusvoiman nousun jälkeen. Teho [F] vaikuttaa keskipallolle. Suurempi mitattu arvo näkyy mittausalustalla. Jotta voimansiirto olisi optimaalista, jarrutusvoiman ja kiihtyvyysvoiman suhteen tulisi olla noin yhdestä kolmeen.

Optimaalisen kiihtyvyyspolun periaate

kiihtyvyys

Kiihtyvyys määritellään nopeuden muutoksena aikayksikköä kohti. Se voi esiintyä sekä positiivisessa että negatiivisessa muodossa.
Urheilussa on kuitenkin tärkeätä vain positiivinen kiihtyvyys. Kiihtyvyys riippuu voiman [F] ja massan [m] suhteesta. tästä seuraa: Jos suurempi voima vaikuttaa alempaan massaan, kiihtyvyys kasvaa.

Lisää tästä: Biomekaniikka

Selitys

Optimaalisen kiihtyvyyspolun periaatteen, yhtenä biomekaanisista periaatteista, pyritään antamaan vartalolle, vartalo- tai liikuntavälineille suurin lopullinen nopeus. Koska biomekaaninen tekniikka on fysikaalisia lakeja suhteessa ihmisen organismiin, lihasfysiologisista olosuhteista ja vipuosuuksista johtuva kiihtyvyysreitti ei ole suurin, mutta optimaalinen.
Esimerkki: Vasaraa heitettäessä kiihtyvyyspolkua voidaan pidentää monta kertaa ylimääräisillä pyörivillä liikkeillä, mutta tämä ei ole taloudellista. Liian syvä kuristuminen suoran hyppyn aikana johtaa kiihtyvyyden lisääntymiseen, mutta aiheuttaa epäsuotuisaa vipuvahinkoa, joten se ei ole käytännöllinen.

Nykyajan urheilutieteessä tätä lakia kutsutaan pyrkimykseksi optimaaliseen kiihtyvyyspolkuun (HOCHMUTH). Painopiste ei ole maksimaalisen lopullisen nopeuden saavuttamisessa, vaan kiihtyvyys-aikakäyrän optimointiin. Laukauksen yhteydessä kiihtyvyyden kestolla ei ole merkitystä, kyse on vain huippunopeuden saavuttamisesta, kun taas nyrkkeilyssä on tärkeämpää kiihdyttää käsivarret mahdollisimman nopeasti estääkseen vastustajan kiertävän toiminnan. Tällä tavoin kiihdytyksen alkaminen voidaan pitää alhaisena laukauksen aikana ja suuri kiihtyvyys tapahtuu vasta liikkeen loppua kohti.

Osapulssien koordinaation periaate

Määritelmä impulssi

Impulssi on liikkeen tila suunnassa ja nopeudessa [p = m * v].

Selitys

Tällä periaatteella on tärkeää erottaa koko kehon massan koordinaatio (korkea hyppy) tai osakappaleiden koordinaatio (ruuvin heitto).
Tiiviissä yhteydessä koordinaatiotaidoihin (etenkin kytkentätaitoihin) kaikki kehon osittaiset liikkeet / osittaiset impulssit on koordinoitava ajan, tilan ja dynamiikan suhteen. Tämä näkyy selvästi esimerkissä tennistä. Tennispallo voi saavuttaa suuren huippunopeuden (230 km / h) vain, jos kaikki osittaiset impulssit seuraavat välittömästi toisiaan. Suoritetun iskun voimakkaan liikkeen tulos alkaa jalkojen venyttämisellä, jota seuraa ylävartalon kierto ja varsivarren todellinen iskuliike. Yksittäiset osittaiset impulssit lasketaan yhteen taloudellisessa versiossa.
On myös huomattava, että yksittäisten osittaispulssien suunnat ovat samaan suuntaan. Tässäkin on löydettävä kompromissi anatomisten ja mekaanisten periaatteiden välillä.

Lue myös aiheemme: Koordinointikoulutus

Vastatoiminnan periaate

Selitys

Vastustekijän periaate yhtenä biomekaanisista periaatteista perustuu Newtonin kolmanteen vastustuslakiin.
Sanotaan, että syntynyt voima luo aina samansuuruisen vastakkaisen voiman vastakkaiseen suuntaan. Maahan siirtyvät voimat voidaan jättää huomiotta maan massan vuoksi.
Kävellessä oikea jalka ja vasen käsi tuodaan eteenpäin samanaikaisesti, koska ihmiset eivät voi siirtää voimia maahan vaaka-asennossa. Jotain vastaavaa voidaan havaita kaukoputkessa. Tuomalla ylävartalon eteenpäin, urheilija nostaa samanaikaisesti alaraajoja ja saa siten etuja hyppymatkalla. Muita esimerkkejä ovat lyönti käsipalloissa tai etusija tennissä. Tähän periaatteeseen perustuu pyörivän palautumisen periaate. Kuvittele esimerkiksi seisovan rinteen edessä. Jos ylävartalo on tuettu, aseet alkavat kiertää eteenpäin impulssin tuottamiseksi ylävartaloon. Koska käsivarsien massa on pienempi kuin ylävartalon, ne on tehtävä nopeiden ympyröiden muodossa.

Vauhdin säilyttämisen periaate

Tätä periaatetta selitetään analysoimalla sirku suorassa ja vinoisessa asennossa. Akselia, jonka ympäri voimistelija hyppää kierteen, kutsutaan kehon leveysakseliksi. Kun vartalo on ojennettu, siellä on paljon kehon massaa poispäin tästä pyörimisakselista. Tämä hidastaa kääntymisliikettä (kulmanopeutta) ja sika on vaikea suorittaa. Jos ruumiinosat tuodaan pyörimisakselille rypistämällä, kulmanopeus kasvaa ja kuparin suorittaminen yksinkertaistuu. Sama periaate koskee taitoluistelun pirouetteja. Tässä tapauksessa pyörimisakseli on rungon pituusakseli. Kun kädet ja jalat lähestyvät tätä pyörimisakselia, pyörimisnopeus kasvaa.

Saatat olla kiinnostunut myös tästä aiheesta: Motorinen oppiminen

Biomekaaniset periaatteet yksittäisillä aloilla

Biomekaaniset periaatteet hyppyssä

Korkean hyppyn aikana yksittäiset liikejaksot voidaan saattaa harmoniaan biomekaanisten periaatteiden kanssa.
Optimaalisen kiihtyvyyden periaate löytyy jälleen lähestymistavasta, jonka on kaareva eteenpäin optimaalisen hyppypisteen saavuttamiseksi. Myös yksittäisten pulssien ajallisen koordinaation periaatteella on tärkeä rooli. Tiivistysvaihe on erittäin tärkeä ja se määrää etenemisvaiheen hypyn jälkeen. Impulssinsiirron ja lähtövoiman periaatteilla on tässä tärkeä rooli. Ne varmistavat, että urheilija tuo optimaalisen voiman maata hyppiessään ja ottaa vauhtia valmistelusta.

Poikkipalkin ylittäessä tapahtuu pyöriminen, joka johtuu vastatoimen ja pyörivän kierron periaatteesta. Hyppääessä vartalo käännetään sivuttain tankin yli ja kiinnitetään sitten selälle.

Samanlaisia ​​aiheita:

• Nopeuden teho
• Maksimaalinen vahvuus

Biomekaaniset periaatteet voimisteluun

Voimisteluissa ja voimisteluharjoituksissa otetaan huomioon myös useita biomekaanisia periaatteita. Kääntymisliikkeet ja keinut ovat erityisen tärkeitä. Nämä seuraavat optimaalisen kiihtyvyyspolun periaatteita.Erilaisia ​​hyppyjä tehdään myös voimisteluissa usein. Täältä löydät maksimaalisen alkuvoiman periaatteen sekä optimaalisen kiihtyvyyspolun. Lopuksi, yksittäiset alaliikkeet on yhdistettävä juoksevaksi sekvenssiksi, joka vastaa alaimpulssien koordinaation periaatetta.

Biomekaaniset periaatteet sulkapallo

Periaatteita voidaan soveltaa myös sulkapalloa tarjoillaan. Taaksepäin tapahtuva liike noudattaa optimaalisen kiihtyvyyspolun periaatetta ja lähtövoiman periaatetta. Vauhdin säilyttämisen periaate on tärkeä, jotta vauhti voidaan siirtää myös palloon. Tässä auttaa myös yksittäisten pulssien ajallisen koordinaation periaate. Kun isku on valmis, liike pysäytetään vastatoiminnon ja pyörivän kierron periaatteella.

Biomekaaniset periaatteet tennissä

Tennispallo on hyvin samanlainen kuin sulkapallo. Monet biomekaanisista periaatteista lukkiutuvat ja varmistavat siten liikkeen optimaalisen toteutuksen. Tennisessä on erityisen tärkeää kiinnittää huomiota optimaalisiin liikkeisiin, koska virheet voivat maksaa paljon energiaa pelin nopeuden takia. Siksi nämä periaatteet ovat erittäin tärkeitä koulutuksessa ja ne voivat tehdä eron kilpailun voittamisen ja häviämisen välillä.

Lue lisää aiheesta: tennis

Biomekaaniset periaatteet sprintissä

Sprintti koskee ensisijaisesti lähtövoiman periaatteita, optimaalista kiihtyvyyttä, yksittäisten impulssien ajallista koordinaatiota ja impulssien säilyttämisperiaatetta. Vastustekijän periaatetta ja pyörivää rekoolia ei tuskin käytetä tässä.
Lähtö on oltava voimakas ja keskittynyt. Jalkojen liikettä on noudatettava optimaalisella taajuudella ja askelpituudella niin pitkälle kuin mahdollista tavoitteeseen saakka.
Tämä esimerkki kuvaa hienosti kuinka tärkeitä biomekaaniset periaatteet voivat olla liikkeelle.

Biomekaaniset periaatteet uinnissa

Uinnissa biomekaanisia periaatteita voidaan soveltaa hieman eri tavoin erilaisiin uimatyyliin.
Rintaesimerkki esitetään tässä, koska se on suosituin uimatyyppi. Yksittäisten impulssien ajallisen koordinaation periaate vastaa käsien ja jalkojen syklisiä liikkeitä samanaikaisella hengityksellä (Pään veden ylä- ja alapuolella).
Impulssisiirron periaate heijastuu siihen, että hyvät uimareita voivat oppia keinua yksittäisistä iskuista (Kaari- ja jalkalakko) ja käytä työntövoimaa seuraavaan junaan.

Voit myös lukea aiheemme: Uimafysiikka

Biomekaaniset periaatteet kaukoputkessa

Kaukohyppy on samanlainen kuin korkeahyppy. Lähestymistapa on erilainen. Se ei ole järjestetty käyrään, kuten korkeushyppyssä, vaan lineaarisesti hyppykuoppaan. Optimaalisen kiihtyvyyspolun periaatteella on tässä suuri merkitys. Lisäksi käytetään impulssinsiirron periaatetta sekä lähtövoiman periaatetta, jota ilman käynnistys ei olisi edes mahdollista.

Valmistelun lopussa hyppääjä ottaa tiivistysvaiheen ja käyttää vastatoiminnan ja impulssin siirron periaatetta ja työntää itsensä etenemissuunnalle kohti hyppykuoppaa. Lennon aikana hyppääjä heittää jalat ja käsivarrensa eteenpäin käyttämällä impulssinsiirron periaatetta lentääkseen vielä pidemmälle.

Biomekaaniset periaatteet laukauksessa

Erilaisilla biomekaanisilla periaatteilla on rooli laukauksessa. Suuren etäisyyden saavuttamiseksi työnnettäessä on ratkaisevan tärkeää siirtää mahdollisimman paljon voimaa palloon suuren heitonopeuden saavuttamiseksi. Kutsumme tätä maksimaalisen alkuperäisen voiman periaatteeksi. Suurempi työntönopeus saavutetaan myös tukemalla pois ja pidentämällä siten kiihtyvyyttä. Tämä on optimaalisen kiihtyvyyspolun periaate. Lopuksi, laukauksen liikkeen osavaiheiden optimaalinen koordinointi on tärkeätä; esimerkiksi epäpuhtaalla siirtymisellä on negatiivinen vaikutus iskumahdollisuuteen. Tunnemme tämän osittaisten impulssien koordinaation periaatteena.

Biomekaaniset periaatteet lentopalloissa

Lentopallo on dynaaminen urheilu, joka sisältää monenlaisia ​​elementtejä, mukaan lukien lyömis-, hyppy- ja juoksuelementit. Periaatteessa kaikki biomekaaniset periaatteet löytyvät lentopalloista. Alkuvoiman periaate ja optimaalinen kiihtyvyyspolku löytyvät esimerkiksi palvellessa. Osaimpulssien koordinoinnin periaate määrittelee esimerkiksi puhtaan hypyn ja puhtaan osuman iskukuulalla. Pallo osuu palloihin käsistä vastatoiminnon periaatteella. Impulssisiirron periaate tulee peliin ohimennen pelin yhteydessä.

Biomekaaniset periaatteet esteissä

Biomekaanisilla periaatteilla on myös suuri merkitys esteissä. Suurimman lähtövoiman periaate kuvaa esimerkiksi työntymistä esteen edessä, mikä maksimoi hyppykorkeuden. Ajurin alkamisen optimoimiseksi on otettu käyttöön optimaalisen kiihtyvyyspolun periaate, jossa painonmuutos ja voima, joka kohdistuu lohkoa työntäessä, ovat tärkeässä roolissa. Esteiden osittaiset liikkeet on koordinoitava optimaalisesti menestyksen takaamiseksi. Tämä noudattaa osittaispulssien optimaalisen koordinaation periaatetta. Vastustamisen periaate tulee voimaan heti, kun juoksija laskeutuu jälleen jalkaan hyppäämisen jälkeen ja tasapaino ylläpidetään venyttämällä ylävartaloa.