WF II ° I ROK, AWF WARSZAWA 2012
SPRAWOZDANIE
BADANIE CHARAKTERYSTYKI SZYBKOŚCIOWO – SIŁOWEJ CZŁOWIEKA
WSTĘP
Zarówno w biomechanice jak i w treningu sportowym bardzo ważnym zadaniem jest określenie zależności pomiędzy prędkością a siłą rozwijaną przez zawodnika podczas wykonywania dowolnych ruchów. Najczęściej mierzona jest prędkość ruchu w jednym stawie, który porusza się dzięki zmiennemu naprężeniu współpracujących ze sobą mięśni, np. zginaczy i prostowników.
PRACA MIĘŚNI
Mięśnie mogą wykonywać różne rodzaje pracy. Wyróżniamy:
-pracę izometryczną- podczas takiej pracy długość mięśnia oraz kąt w stawach nie zmienia się, zmienia się natomiast napięcie mięśniowe. Nie występuje ruch. Mm = Mz
-pracę koncentryczną- podczas tej pracy długość mięśnia skraca, kąt w stawach zmniejsza się, zmienia się napięcie mięśniowe. Mm › Mz
-pracę ekscentryczną- podczas tej pracy długość mięśnia zwiększa się, a kąt w stawach zmniejsza się. Mm ‹ Mz
Największą siłę rozwijają mięśnie w warunkach pracy o charakterze ekscentrycznym. Natomiast najmniejszą w warunkach pracy o charakterze koncentrycznym.
Bardzo często możemy zaobserwować, że testy odbywają się w warunkach izokinetycznych bądź izotonicznych.
-izokinetyczne- niezależnie od charakteru pracy mięśnia, prędkość ruchu jest stała.
-izotoniczne- podczas całego zakresu ruchu występuje niezmienne obciążenie.
WZORY
Podczas badania ruchów w stawie należy rozpatrywać wpływ momentu obciążającego na kąt obrotu i prędkość kątową w stawie .
Czynniki decydujące o technice i mocy w stawie :
P(t) = M(t) ×ω(t)
P(t) -zmiana mocy w czasie
M(t)- zmiana momentu obciążającego w czasie
ω(t)- zmiana prędkości kątowej w czasie
Badania nad zależnością v= f(F) dla mięśnia izolowanego przeprowadził A.V. Hill . W 1938 roku podał równanie charakterystyczne w postaci :
(F+a) × v = b ×(Fmax –F)
Z równania wynika , że przy skurczu izotonicznym prędkość skracania się mięśnia zmniejsza się hiperbolicznie wraz ze wzrostem obciążenia . Uzyskuje się hiperbolę o asymptotach równych stałym a i b .
CEL BADANIA
Celem ćwiczenia jest 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 .
TOR POMIAROWY
Stanowisko do naszych ćwiczeń składa się z elementów takich jak:
1. rama mocująca
2. blok obrotowy
3. dźwignia
4. siedzisko
5. ekspandory- to gumy
6. fotodioda
7. przetwornik fotoelektryczny
8. miernik czasu
BADANIE
Przed przystąpieniem do badań należy ustabilizować badanego na siedzisku w taki sposób , aby oś obrotu stawu kolanowego pokrywała sie z osią bloku obrotowego . Do bloku obrotowego zakładamy odpowiednią liczbę gum o znanej i wywzorcowanej sile naciągu . Badany napędza dźwignię podudziem , prostując je w stawie kolanowym z maksymalną prędkością . Dla każdego obciążenia wykonuje 3 próby . Rejestrujemy czas pokonania ustalonego odcinka drogi kątowej .
W badaniu wzięły udział 3 dziewczyny uprawiający różne dyscypliny sportowe
Tabela 1.
| Wzrost | Waga | Dyscyplina | |
|---|---|---|---|
| Katarzyna | 168 | 50 | Gimnastyka artystyczna |
| Aleksandra | 165 | 57 | Siatkówka |
| Ewelina | 172 | 60 | Skok wzwyż |
Tabela 2.
| Katarzyna |
|---|
| Liczba gum |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| 6 |
| 7 |
Wykres 1.
Wykres 2.
Tabela 3.
| Aleksandra |
|---|
| Liczba gum |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| 6 |
| 7 |
Wykres 3.
Wykres 4.
Tabela 4.
| Ewelina |
|---|
| Liczba gum |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 5 |
| 6 |
| 7 |
Wykres 5.
Wykres 6.
Porównanie uzyskanej prędkości kątowej badanych dziewczyn
Wykres 7.
Na wykresie 7. (zależność prędkości kątowej od momentu obciążającego) możemy zaobserwować wyniki, jakie uzyskały Ewelina, Kasia i Ola w danym momencie obciążającym. Widać, że wszystkie dziewczyny przy momencie obciążającym wynoszącym około 16, 33 i 50 uzyskały bardzo zbliżone wyniki. Ten fakt jest bardzo ciekawy, ponieważ dziewczyny uprawiają różne dyscypliny sportowe. W pozostałych przypadkach widzimy delikatnie większe wyniki Eweliny, które mogą być spowodowane jej większą masą bądź wzrostem.
Porównanie uzyskanej mocy badanych dziewczyn
Wykres 8.
Wykres 8. porównuje moc, jaką uzyskały dziewczyny przy danym momencie obciążającym. Jak widzimy, dziewczyny uzyskiwały bardzo podobną moc. Przy momencie obciążającym około 40 Ewelina wytworzyła większa moc od pozostałych dziewczyn. Ola uzyskała moc maksymalną przy Mo 50, Ewelina i Kasia przy Mo 60, następne próby okazały się zbyt wyczerpujące.
Średnia grupy (zależność prędkości kątowej od momentu obciążającego)
Tabela 5.
| Moment obciążający | Prędkość kątowa [rad/s] |
|---|---|
| 16,4 | 9,27 |
| 24,8 | 8,9 |
| 33,2 | 7,56 |
| 41,6 | 6,85 |
| 50,1 | 5,57 |
| 58,5 | 5,1 |
Wykres 9. Do tabeli 5.
Na wykresie 9 widzimy charakterystykę prędkości kątowej względem momentu obciążającego. Średnia najwyższej prędkości kątowej wynosi ponad 9 rad/s, a moment obciążający nie przekracza wartości 60.
Średnia grupy (Zależność mocy od momentu obciążającego)
Tabela 6.
| Moment obciążający | Moc [W] |
|---|---|
| 16,4 | 151,951 |
| 24,8 | 220,82 |
| 33,2 | 251,26 |
| 41,6 | 285,09 |
| 50,1 | 280,83 |
| 58,5 | 298,45 |
Wykres 10. Do tabeli 6.
Na wykresie 10. przedstawioną mamy średnią wartość mocy, jaką uzyskały dziewczyny z badaniu. Najwyższą wartość mocy, jaką uzyskały dziewczyny wynosi blisko 300 W. Moc ta została osiągnięta przy Mo 60. Następne próby okazały się zbyt ciężkie, dlatego dziewczyny zrezygnowały z badania.
Moc względna badanych dziewczyn:
Tabela 7.
| Ewelina | Kasia | Ola |
|---|---|---|
319,988 [W]/ 60 [kg]= 5,33 [W/kg] |
319,988 [W]/ 50 [kg] = 6,40 [W/kg] |
284,317 [W]/ 57 [kg]= 4,98 [W/kg] |
WNIOSKI
Mimo, iż dziewczyny uprawiają różne dyscypliny sportowe ich wyniki są bardzo zbliżone. W pewnych momentach wyższe wyniki osiągała Ewelina, może to być spowodowane jej większą masą ciała. Zostało to ostatecznie potwierdzone przy wyliczaniu mocy względnej.
UWAGA! NAJWAŻNIEJSZE W CAŁEJ PREZENCTACJI SĄ WNIOSKI! NA NIC INNEGO PROWADZĄCY NIE ZWRACAJĄ UWAGI!
Wyszukiwarka