PRDKOŚĆ RUCHU JAKO FUNKCJA MOMENTU
SIAY OBCIśAJCEJ STAW.
I. WPROWADZENIE
Zarówno w praktyce sportowej, jak i w biomechanice wa\nym zadaniem staje się określenie
zale\ności pomiędzy prędkością a siłą rozwijaną przez zawodnika podczas wykonywania
dowolnych ruchów.
Siła i szybkość uznawane są za podstawowe cechy sprawności fizycznej, decydujące w
sposób zasadniczy o mo\liwościach i formie wykonywania ró\norodnych zadań ruchowych.
Obie cechy prawie nigdy nie ujawniają się samodzielnie i łączy je ścisła zale\ność. W
głównej mierze decydują o technice sportowej.
Pomiar siły w warunkach dynamiki mo\e odbywać się w jednym punkcie, tzw. musi być
mierzona jako funkcja siły i prędkości.
Nale\y dokonać co najmniej kilku pomiarów przy zmiennej prędkości ruchu.
Siła bowiem rozwijana jest przy ró\nej prędkości skracania się mięśni.
Badania nad zale\nością V= F(f) dla pojedynczego wyizolowanego mm rozpoczął Hill.
Podczas pobudzenia mięśnia w czasie równym ok. 1,5 ms., nazywanym okresem utajnionym,
nie zauwa\a się \adnych zmian. Następnie, po upływie 1,5ms ma miejsce rozluznienie
mięśnia, utajone rozluznienie, po czym rozpoczyna się skracanie mięśnia. Proces skracania
mięśnia jest poprzedzony wydzielaniem się małej ilości ciepła ok.0,003 cal /g masy mm.
Hill zmienił ilość ciepła wydzielaną przez mięsień w czasie jego pobudzenia. Opierając się
na pomiarze energii cieplnej oraz pracy wydzielanej przez mięsień uło\ył równanie bilansu
energetycznego i drogą ró\niczkowania przedstawił go w postaci
( F+a) v = b ( Fo F)
F bie\ąca wartość siły mm
Fo maks. wartość siły mm przy dł. Spoczynkowej
V prędkości skracania się mm
a, b stałe współczynniki
Krzywa Hilla ma charakter hiperboli przesunięte o wartość a, b w układzie współrzędnych V
i F. Moc rozwijana przez mięsień jest wartością stałą. Przy izotonicznym procesie prędkość
skracania mm zmniejsza siÄ™ hiperbolicznie wraz ze wzrostem obciÄ…\enia.
DO CZYNNIKÓW DECYDUJCYCH O SILE MM NALEś :
- przekrój fizjologiczny
- dł. włókien mm
- dł. ramienia siły Fm względem osi obrotu w stawie r;
- naprÄ™\enie mm;
- 1 -
1
DZIKI CHARAKTERYSTYKOM DYNAMICZNYM MOśEMY DOKONAĆ
OCENY:
- wytrenowanie lub stan zdrowia zespołu mm;
- wpływ ró\nych form treningu na poziom siły, szybkości, mocy jako cech sprawności
fizycznej;
- mogą słu\yć przy podejmowaniu decyzji przy kwalifikowaniu kandydatów do ró\nych
dyscyplin sportu wyczynowego;
II. CEL BADANIA
Celem badania jest określenie zale\ności między prędkością ruchu w stawie kolanowym a
zewnętrznym obcią\eniem siłowym tego stawu.
- pomiar prędkości kątowej w funkcji zewnętrznego obcią\enia;
- pomiar mocy rozwijanej przez grupÄ™ mm;
III. ZAAOśENIA
- przed przystąpieniem do badania nale\y ustabilizować badanego
- oś obrotu stawu kolanowego ma pokrywać się z osią bloku obrotowego;
- do bloku obrotowego zakładamy odpowiednią liczbę gum;
- badany napędza dzwignię podudziem, prostując je w stawie kolanowym z max.
prędkością; dla ka\dego obcią\enia wykonuje się 3 próby;
- rejestrujemy czas pokonania ustalonego odcinka drogi kÄ…towej
Ä… = 26 i dane pomiarowe wpisujemy do karty;
IV. OPIS TORU POMIAROWEGO
Stanowisko pomiarowe składa się z następujących elementów:
rama mocujÄ…ca, blok obrotowy, dzwignia, siedzisko, ekspandory-gumy, fotodioda,
przetwornik fotoelektryczny, miernik czasu.
Oś obrotu w stawie pokrywa się z osią obrotu krą\ka, do którego przymocowane są napięte
wstępnie liny gumowe. Dzwignię przecina strumień światła dwóch fotodiod. Miernik czasu
przejścia dzwigni między fotodiodami umo\liwia wyznaczenie średniej prędkości ruchu na
tym odcinku.
V. CHARAKTERYSTYKA BADANYCH I ICH LICZBA
MASA CIAAA WZROST CO UPRAWIA
LP IMI I NAZWISKO
[KG] [CM] TRENUJE
1. Tomasz Zamiela 74 174 fitness
2. Dawid Lasocki 72 173 koszykówka
3. Maciej Ryszkowski 76 178 lekka atletyka
4. Mariusz Mirosz 67 170 piłka no\na
5. Karol Szuliński 65 170 rekreacja
- 2 -
2
VI. ZESTAWIENIE WSZYSTKICH WYNIKÓW BADAC:
Tomasz Dawid Maciej Mariusz Karol
L. gum parametry
Zamiela Lasocki Ryszkowski Mirosz Szuliński
t [ s ] 0,043 0,041 0,043 0,044 0,039
2 É [ rad/s ] 10,55814 11,073171 10,55814 10,318182 11,641026
P [ W ] 21,116279 22,146341 21,116279 20,636364 23,282051
t [ s ] 0,047 0,045 0,045 0,043 0,043
4 É [ rad/s ] 9,6595745 10,088889 10,088889 10,55814 10,55814
P [ W ] 38,638298 40,355556 40,355556 42,232558 42,232558
t [ s ] 0,045 0,052 0,044 0,047 0,05
6 É [ rad/s ] 10,088889 8,7307692 10,318182 9,6595745 9,08
P [ W ] 60,533333 52,384615 61,909091 57,957447 54,48
t [ s ] 0,052 0,054 0,045 0,05 0,05
8 É [ rad/s ] 8,7307692 8,4074074 10,088889 9,08 9,08
P [ W ] 69,846154 67,259259 80,711111 72,64 72,64
t [ s ] 0,059 0,058 0,049 0,062 0,056
10 É [ rad/s ] 7,6949153 7,8275862 9,2653061 7,3225806 8,1071429
P [ W ] 76,949153 78,275862 92,653061 73,225806 81,071429
t [ s ] 0,07 0,068 0,06 0,07 0,067
12 É [ rad/s ] 6,4857143 6,6764706 7,5666667 6,4857143 6,7761194
P [ W ] 77,828571 80,117647 90,8 77,828571 81,313433
t [ s ] 0,075 0,076 0,06 0,086 0,078
14 É [ rad/s ] 6,0533333 5,9736842 7,5666667 5,2790698 5,8205128
P [ W ] 84,746667 83,631579 105,93333 73,906977 81,487179
t [ s ] 0,1 0,086 0,079 0,111 0,076
16 É [ rad/s ] 4,54 5,2790698 5,7468354 4,0900901 5,9736842
P [ W ] 72,64 84,465116 91,949367 65,441441 95,578947
- 3 -
3
1. WYKRES
Wykres prędkości (s) w zale\ności od obcią\enia (liczby gum).
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Zamiela T. Lasocki D. Rzyszk. M. Mirosz M. Szuliński K.
osoby
2. WYKRES
Zmiany prędkości kątowej (wartości bezwzględne) w zale\ności od wartości
obciÄ…\enia.
É [rad/s]
14
12
10
8
6
4
2
0
0 20 40 60 80 100 120 140 Mz
Tomasz Zamiela Dawid Lasocki Maciej Ryszkowski
Mariusz Mirosz Karol Szuliński
- 4 -
4
czas [ s ]
3. WYKRES
Wykres prÄ™dkoÅ›ci kÄ…towej (É) w zale\noÅ›ci od obciÄ…\enia (liczby gum)
É
É
É
14
12
10
8
6
4
2
0
Zamiela T. Lasocki D. Rzyszk. M. Mirosz M. Szuliński K.
osoby
4. WYKRES
Zale\ność mocy w zale\ności od obcią\enia.
P
120
100
80
60
40
20
0
Mz
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Zamiela T. Lasocki D. Rzyszk. M. Mirosz M. Szuliński K.
- 5 -
5
pr
Ä™
dko
ść
[ rad/s ]
5. WYKRES
Zale\ność prędkości kątowej od wartości obcią\enia
V [rad/s*m]
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Mz
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Zamiela T. Lasocki D. Rzyszk. M. Mirosz M. Szuliński K.
VII. ANALIZA WYNIKÓW BADAC
Zarejestrowany czas podczas wykonywania prób został wykorzystany do obliczenia
prędkości kątowej V=0,454/t. 0,454 to radiany dla kąta 26o w których rejestrowany jest ruch.
Przyjmuje się, \e w zakresie tym prędkość jest const. Zauwa\my jednak, \e jest to zało\enie.
Gdybyśmy wzięli pod uwagę długość podudzia to prędkość ruchu była by tym większa czym
długość podudzia.
Obliczona prędkość została wykorzystana do wyliczenia mocy. P = M * V, gdzie M
wartość obcią\enia.
Z wykresu 1 widać, \e u większości osób ró\nica czasu pomiędzy 7 obcią\eniem ( 14
gum ), a 8 obcią\eniem ( 16 gum ) jest znacznie większa ani\eli pomiędzy innymi. Jedynie u
Karola Szulińskiego ró\nica ta jest nieznaczna. Czas w poszczególnych próbach rośnie,
prędkość kątowa maleje, a moc rośnie, a\ osiągnie maksymalną wartość, a pózniej maleje.
Jest to charakterystyczne dla wszystkich. (zgodne z teoriÄ…).
U jednych ró\nica czasu wzrasta łagodnie (np. Dawid Lasocki), a u innych gwałtowniej
(Mariusz Mirosz).
Najlepsze wyniki uzyskał Maciej Ryszkowski (czyli ja :&), wyczynowo uprawiający
lekkoatletykÄ™, najgorsze Mariusz Mirosz.
Teoretycznie wzrost mocy powinien przypominać parabole, a spadek prędkości
powinien być liniowy.
Nale\y pamiętać, \e przy pewnym obcią\eniu uzyskujemy maksymalną moc. W moim
przypadku było to 6 i 7 obcią\enie (12 i 14 gum).
Uzyskaną maksymalna moc mo\na podzielić przez masę zawodnika, porównać wyniki
(mo\na te\ wykorzystać wysokość ciała jako zmienną).
- 6 -
6
VIII. PODSUMOWANIE
1. Im badana osoba uzyskała większą wartość t tym prędkość kątowa v jest mniejsza.
2. Im badana osoba uzyskaÅ‚a wiÄ™kszÄ… wartość É, tym moc P jest wiÄ™ksze.
3. Stosunkowo du\e wartości prędkości przy małym obcią\eniu wskazują na du\e
mo\liwości szybkościowe zawodnika w ruchu, bez dodatkowego obcią\enia.
4. Du\e wartości prędkości przy du\ym obcią\eniu oznaczają lepsze predyspozycje
zawodnika do ruchów dynamicznych takich jak:
- podnoszenie cię\arów
- skoki
5. Analiza charakterystyki ogólnej badanej osoby umo\liwia stwierdzenie, przy jakiej
prędkości ruchu ( prędkości kątowej), dany zespół mn rozwija maksymalną moc.
- Jest to przydatne trenerowi, by móc dobrać odpowiednie obcią\enie, by uzyskać najlepszy
efekt treningowy
- Przydatne jest to równie\ w doborze sprzętu sportowego.
6. Rozwijanie większej mocy decyduje o osiągnięciu lepszego wyniku sportowego.
7. Osobnicy o przewadze włókien szybko kurczliwych ( białych) mają większe mo\liwości
szybkiego skracania się mm, ni\ osobnicy o przewadze włókien wolno kurczliwych
(czerwonych)
IX. BIBLIOGRAFIA
1. Ćwiczenia laboratoryjne z biomechaniki K. Fidelus
2. Wartości maksymalnych momentów sił mięśniowych w warunkach
statycznych A. DÄ…browska, J. Jaszczuk
3. Przewodnik do ćwiczeń z biomechaniki K. Fidelus
- 7 -
7
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
23 ROZ warunki i tryb postępowania w spr rozbiórek obiekkryształy spr 3 bez filtra Mospr MIBMHipua lab3 sprpwsz labor spr korozja docspr 5 1 8 transf bryl maleSpr[1] kompetencji kl IIIlab4 sprsprSPR rol 2spr 3spr muzyki? 09więcej podobnych podstron