Wstęp

Ważna jest umiejętność określenia zależności pomiędzy prędkością a siłą rozwijaną przez zawodników podczas wykonywania dowolnych ruchów. Ważne jest to w praktyce sportowej, a także w biomechanice. Najczęściej mierzona jest prędkość ruchu w jednym stawie. Kończyna przemieszcza się dzięki zmiennemu naprężeniu współpracujących ze sobą mięsni np. zginaczy i prostowników, których współpracę koordynuje układ nerwowy.

Wyróżniamy prace mięśni: koncentryczną (mięsień skraca się), ekscentryczna (mięsień ulega rozciąganiu) , i izometryczną (mięsień nie zmienia swojej długości).

Siła rozwijana w warunkach statycznych ma zawsze większą wartość od siły rozwijanej w czasie pracy o charakterze koncentrycznym.

Podczas badania ruchów w stawie należy rozpatrywać wpływ momentu obciążającego na kąt obrotu i prędkość kątową ω w stawie. Czynniki te decydują o technice i mocy ćwiczenia :

P(t) = M (t) * ω (t)

gdzie : P (t) - zmiana mocy w czasie

M (t) - zmiana momentu obciążającego w czasie

• (t) - zmiana prędkości kątowej w czasie

Po raz pierwszy badanie nad zależności v = f (F) przeprowadził A.V. Hill w 1938 roku, podał on równanie w postaci

(F + a) * v = b * (F_max - F)

gdzie F, F_max - odpowiednio bieżąca i maksymalna wartość siły

v - prędkość skracania się mięśnia

a, b - stałe współczynniki

Z równania wynika, że przy skurczu izotonicznym ( o stałym napięciu) prędkość skracania się mięśnia zmniejsza się hiperbolicznie wraz ze wzrostem obciążenia. Uzyskuje się hiperbole o asymptotach równych stałym a i b.

Zależność ta v = f (F) została potwierdzona przez wielu autorów ale jednocześnie zmodyfikowana ω = f (M) dla zespołów mięśni prostowników stawu kolanowego.

Możliwości prędkościowe mięśni są związane z ich długością bezwzględną , czyli osobnicy o dłuższych brzuścach mięśniowych mają większe możliwości szybkiego skracania się mięśni niż osobnicy o krótkich i grubych włóknach mięśniowych. Wynika to z faktu że długość i prędkość skracania się sarkomerów mięśniowych jest w przybliżeniu stała . Im większa liczba sarkomerów w danym włóknie tym dłuższe włókno i cały brzusiec.

Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z metodą pomiarową pozwalającą na zmierzenie zależności ω = f(M) na stanowisku do pomiaru prędkości pros. w stawie kolanowym, przeprowadzenie pomiarów , znalezienie obciążenia przy którym badany rozwija największą moc.

Wyznaczenie charakterystyk biomechanicznych pojedynczych zespołów mięśniowych

( prostowników stawu kolanowego) w warunkach dynamicznych polegających na

- pomiarze prędkości kątowej w funkcji zewnętrznego obciążenia

-- pomiarze mocy rozwijanej przez grupę mięśni

Ponadto w pracy zostaną porównane siła i prędkość jako wartości bezwzględne i względne oraz będzie przeanalizowana prędkość liniowa kostki bocznej podudzia

Metoda

Pomiary odbywały się w warunkach max. pobudzenia . Odpowiadało to sytuacji w której badany ma za zadanie rozwinąć maź możliwy w danych warunkach moment M. Pomiędzy pomiarami stosuje się przerwy.

Ćwiczenie zostało przeprowadzone na stanowisku w Zakładzie Biomechaniki AWF w Warszawie. Badaniu zostały poddane wszystkie osoby będące na zajęciach - w sprawozdaniu porównanie zostanie dokonane tylko dla pięciu osób tj.

1. Pędzich Wioletta 21 lat

2. Nowak Dorota 22 lata

3. Cywińska Katarzyna 21 lat

4. Łączna Sylwia 21 lat

5. Makowiecka Sylwia 21 lat

Stanowisko pomiarowe

Składa się z : ramy mocującej, bloku obrotowego, siedziska, dzwigni, ekspandory-gumy, fotodiody, przetwornika fotoelektrycznego i miernika czasu.

Wykonanie pomiaru

• Przed przystąpieniem do badań należy ustabilizować badanego na siedzisku w taki sposób, aby oś obrotu stawu kolanowego pokrywała się z osią bloku obrotowego

• Elementy stanowiska nie mogą powodować bolesnych ucisków i ograniczeń krążenia krwi

• Do bloku obrotowego zakładamy odpowiednia liczbę gum o znanej i wywzorcowanej sile naciągu

Liczba gum	2	4	6	8	10	12	14
Nm	27	37,6	57,9	75,28	92,17	107,39	126,55

• Badany napędza dzwignie podudziem , prostując je w stawie kolanowym z maksymalna prędkością dla każdego obciążenia wykonuje się trzy próby. Do sprawozdania zostały wykorzystane najlepsze wyniki.

• Rejestrujemy czas pokonania ustalonego odcinka drogi kątowej α =26^o i dane pomiarowe wpisujemy do karty

• Wykonujemy obliczenia prędkości kątowej omega i mocy chwilowej P

• Sporządzamy wykresy ω =f (M) i P = f (M)

---