TEMAT: POMIAR MOMENTÓW SIA
MI
ŚNIOWYCH
1.WST
P
PRZEDMOWA
Rozwój osiągnięć zawodników uzale\
niony jest od wielu czynników. Określenie tych
czynników pozwala na świadome i celowe planowanie w zakresie sportu wyczynowego oraz na
ich pomiar i kontrole w procesie treningu. Rezultat sportowy zale\
y zarówno od elementów nie
podlegających wytrenowaniu- czynniki wrodzone, genetyczne jak i tych podlegających
wytrenowaniu. Na te ostatnie składają się m. in.: technika ruchu poszczególnych dyscyplin
sportowych, cechy psychiczne (konsekwencja, inicjatywa, zdyscyplinowanie, odwaga), taktyka
walki itd. Najbardziej podstawowymi i najwcześniej poznanymi elementami, na które mo\
e
wpływać trener poprzez odpowiedni trening sportowy są: cechy fizyczne zawodnika. Za główne
cechy fizyczne w teorii sportu i wychowaniu fizycznym uwa\
a się: SIA

,
SZYBKOŚĆ,WYTRZYMAA
OŚĆ. Równie\
w naukach ścisłych np.: w biomechanice, cechy te
uznawane są za podstawowe wartości fizyczne dotyczące ruchu organizmu. Stąd ten problem
rozwijania siły jako elementu przygotowania sprawnościowego zajmuje jedno z centralnych miejsc
w teorii i praktyce sportowej.
Poziom cech sprawności fizycznej bezsprzecznie ma istotny wpływ na rezultat sportowy.
Odpowiednia siła decyduje o tym, czy swoista dla określonej dyscypliny technika ruchu mo\
e być
wykonywana w sposób gwarantujący osiągnięcie wysokiej skuteczności. Optymalny poziom siły
warunkuje, więc poprawne wykonanie techniki ruchu.
W dyscyplinach wytrzymałościowo-siłowych, w których występują cykliczne nawyki
ruchowe (np.: kajakarstwo, pływanie) wyniki pomiarów siły mięśniowej wią\
ą się najczęściej z
rezultatem uzyskiwanym przez zawodnika w danej konkurencji sportowej. Natomiast w
dyscyplinach wymagających opanowania wielu umiejętności (np.: sporty walki czy gry zespołowe)
ogromne znaczenie mają równie\
: taktyka indywidualna, współpraca z partnerem, działanie
przeciwnika.
Ogólny poziom siły mięśniowej jak i siła poszczególnych zespołów mięśniowych
uwarunkowane są specyficznymi wymaganiami motorycznymi danej dyscypliny, bądz
konkurencji
i powinny znalez
ć swoje odzwierciedlenie w treningu (Eliasz 1994).
W ka\
dym ruchu człowieka, w ka\
dym wykonywanym przez niego ćwiczeniu przejawia się
swoista dzałalność mięśni-skurz i napięcie. Praca mięśni jest rezultatem współdziałania
centralnego układu nerwowego i aparatu ruchowego, jej wyrazem jest rozwijana przez nie siła.
Termin "siła" w odniesieniu do sprawności człowieka jest pojęciem bardzo szerokim, du\
o
szerszym ni\
w fizyce. Przy opisywaniu siły mięśniowej człowieka mo\
na posługiwać się wzorami
i symbolami fizycznymi, ale nale\
y pamiętać równie\
o jej podstawach biologicznych oraz
uwarunkowaniach psychicznych.
y
ródłem siły są skurcze mięśniowe, których wielkość zale\
y wg H.
Sozańskiego i wsp. 1993 od:
-czynników osobniczych np.: wiek, płeć, budowa itd.
-czynników fizjologicznych np.: powierzchnia przekroju poprzecznego mięśnia, stan pobudzenia,
budowa morfologiczna mięśnia, napięcie i prędkość skracania się mięśnia
-czynników biomechanicznych np.: kąt zgięcia stawowego, długość mięśnia, wielkość ramienia
siły mięśnia
-innych czynników np.: mobilizacja psychiczna, rytm dobowy, wspomaganie farmakologiczne,
odnowa biologiczna
Na niektóre z tych czynników podczas badań nie mo\
na mieć wpływu, gdy\
zale\
ą od
warunków wrodzonych (budowa ciała, uwarunkowania genetyczne) lub wcześniej wytrenowanych
(masa mięśniowa, prędkość skracania się mięśnia, siła mięśnia przy jego długości spoczynkowej).
Inne są elementami, które zale\
ą od przyjętej metody badań (stan pobudzenia, kąt zgięcia
stawowego, mobilizacja psychiczna).
Mięśnie szkieletowe, dzięki przymocowaniu do kończyn połączonych ze sobą stawami
spełniają zadania mechaniczne. Elementy kostne, na których mięśnie posiadają swoje punkty
przyczepu, pełnią role dz
wigni.
Prócz zespołu sił zewnętrznych działa na nie siła mięśni wyzwalająca się ze skurczów
mięśniowych. Ka\
da, więc kość stanowi dz
wignię dla mięśni do niej przymocowanych (Borowiec
1965).
Poniewa\
na \
ywym organizmie nie ma mo\
liwości badania sił poszczególnych mięśni
izolowanych, przy analizie sił działających w wybranym stawie mówić mo\
na jedynie o sile grup
mięśni uczestniczących w danym ruchu.
Przez siłę, zatem, nale\
y rozumieć maksymalny moment sił poszczególnych zespołów
mięśniowych lub sumę maksymalnych momentów sił w głównych stawach człowieka, mierzonych
w warunkach statycznych.
W laboratoriach lub klubach sportowych istnieje mo\
liwość pomiaru maksymalnej siły
(momentów sił) pojedynczych zespołów mięśniowych. Zaletą pomiarów laboratoryjnych jest
mo\
liwość wyizolowania pojedynczych zespołów mięśniowych. Poprzez kombinację uchwytów i
podpór mo\
na osiągnąć warunki bardzo zbli\
one do warunków statyki w trzech płaszczyznach.
Zachowując te warunki mo\
na zastosować wzór na sumę momentów sił. Poza siłą mięśni (Fm)
występują siły zewnętrzne odczytane na dynamometrze (Fd) oraz reakcji (R). Dlatego te\
stąd w
warunkach statyki mo\
na uło\
yć następujące równanie:
F(m)*r(m)-F(d)*r(d)=0
przyjmując, \
e r(m)=0, czyli R=0 dochodzimy do równania (po przekształceniu):
F(m)*r(m)=F(d)*r(d) gdzie:
F(d)- siła zew. odczytana na dynamometrze,
r(d)- ramie działania siły zew.(najkrótsza odległość od osi obrotu do kierunku działania siły),
R- siła reakcji,
r- ramie działania siły reakcji,
F(m)- siła mięśniowa,
r(m)- ramie działania siły mięśniowej,
CEL BADANIA
Głównym celem przeprowadzonego badania jest zapoznanie się z metodą pomiaru
momentów sił mięśniowych zginaczy i prostowników głównych stawów człowieka. Korzystając z
otrzymanych wyników postaram się porównać te rezultaty do siebie, biorąc pod uwagę czterech
moich kolegów, którzy trenują lub trenowali ró\
ne dyscypliny sportowe. Na podstawie tego
zestawienia i porównania postaram się wyjaśnić przyczynę ró\
nic, jakie, wystąpią w
maksymalnych momentach sił mięśniowych w poszczególnych stawach.
ZAA
OśENIA
1. na wszystkich pomiarach praca ma charakter izometryczny,
2. pomiar jest krótkotrwały,
badany wykonuje tylko jedną próbę na ka\
dą grupę mięśniową czy to zginaczy,
czy prostowników z maksymalnym zaanga\
owaniem fizycznym i emocjonalnym,
3. kąt w badanych stawach w czasie pomiaru ustalono na 90 lub zero stopni,
4. stabilizacja sąsiednich odcinków ciała,
5. warunki wykonania pomiaru są takie same dla wszystkich badanych.
Spełniając powy\
sze zało\
enia, eliminujemy wpływ techniki i wytrzymałości badanych osób
na wartość mierzonego momentu siły.
2. METODA I MATERIAA
BADAC

 Zastosowana metoda pozwoli na określenie wartości momentów sił mięśniowych dla
wybranych ruchów (zginanie, prostowanie) w danych stawach kończyn badanych, oraz stworzenie
pewnej topografii sił pracujących grup mięśni. Bezpośrednio badanym parametrem pomiaru była
siła F(N) oraz ramię tej siły w danym ruchu r(m).
Pomiar momentów sił zespołów mięśniowych odbywa się na stanowisku do pomiarów
momentów sił mięśniowych w statyce znajdującym się w Zakładzie Biomechaniki AWF w
Warszawie. Pozycje statyczne wybrano na podstawie pracy:  Ćwiczenia laboratoryjne z
biomechaniki (Fidelus i wsp. 1996)
Zastosowane urządzenie pomiarowe: rama pomiarowa, le\
anka, pasy stabilizacyjne, opaski,
linijka, dynamometr.
Badania przeprowadzono na studentach III roku AWF. W analizie i porównaniu zostaną
ujęte wyniki moje i moich czterech kolegów.
Oto ich dane:
Tabela nr 1. MATERIAA
BADAC

DYSCYPLINA DYSCYPLINA
IMI
I WIEK MASA(kg) TRENOWANA TRENOWANA
NAZWISKO BADANEGO DAWNIEJ OBECNIE
ARTUR 21lat 73 P. SIATKÓWKA REKREACJA
ZGÓRSKI
RYSZARD 21lat 77 P. KOSZYKOWA REKREACJA
WALASZCZYK
A
UKASZ 21lat 83 P. NOśNA KULTURYSTYKA
MATYSIAK
PRZEMEK 21lat 87 KULTURYSTYKA, KULTURYSTYKA,
MUSZYC
SKI JUDO JUDO
PAWEA
21lat 77
ZIÓA
KOWSKI P. S IATKOWA REKREACJA
3. WYNIKI BADAC

Tabela nr 2. WYNIKI BADAC
MOMENTÓW MI
ŚNIOWYCH
(ZESTAWIENIE OGÓLNE)
STAW RUCH ZGÓRSKI ZIÓA
KO- WALA- MATYSIAK MUSZYC
SKI
WSKI SZCZYK
P L P L P L P L P L
(N,m) (N,m) (N,m) (N,m) (N,m) (N,m (N,m (N,m) (N,m (N,m)
A
OKCIOWY ZGINANIE 76,59 75,46 76,6 87,5 76,6 82,2 84 86,1 82,9 95,2
8
PROSTOWANIE 51,48 45,9 60,95 58,6 64,68 72,8 63,6 85,5 70,8 73,6
RAMIENNY ZGINANIE 113,3 114,8 147,84 129,4 151,4 138, 179, 164,1 186,9 168,8
8 5
PROSTOWANIE 129,5 105,6 128,1 120,7 128,1 131, 141, 126,5 186,2 147,4
8 2
KOLANOWY
ZGINANIE 167 150 138,1 123 162 166 128 165 151 162,3
PROSTOWANIE 253 207 233,2 263 244 233 277 283 205,8 242,8
BIODROWY ZGINANIE 190,4 132,8 176,28 194,7 209 206 183, 215,6 251,2 227,2
5 9
PROSTOWANIE 504,9 490,8 531,7 470,9 490,8 560 622, 668,1 560,7 665,6
5
SKOKOWY ZGINANIE 208 226 186 190 242 187 172 169 320 242
TUA
ÓW ZGINANIE 209,8 291,3 314,6 336 349,56
PROSTOWANIE 372,1 478,4 495,8 555,1 676,08
DA
OC
PRAWA 482 579 601 592 596
LEWA 581 554 619 539
460
Tabela nr 3. WYNIKI POMIARÓW MOMENTÓW MI
ŚNIOWYCH
(SUMA PRAWEJ I LEWEJ KOC
CZYNY)
STAW RUCH ZGÓRSKI ZIÓA
KO- WALA- MATYSIAK MUSZYC
SKI
WSKI SZCZYK
 SUMA P+L SUMA P+L SUMA P+L SUMA P+L SUMA P+L
A
OKCIOWY ZGINANIE 152,05 164,1 158,8 170,0 178,2
PROSTOWANIE 97,3 119,6 137,4 149,1 144,4
RAMIENNY ZGINANIE 228,1 227,3 290,2 343,65 355,7
PROSTOWANIE 235,0 248,8 259,9 267,7 333,6
KOLANOWY
ZGINANIE 317,0 261,0 328,0 293,0 313,0
PROSTOWANIE 460,0 496,2 477,1 560,0 448,6
BIODROWY ZGINANIE 323,2 371,1 415,0 398,9 478,4
PROSTOWANIE 990,9 1002,6 1050,8 1173,0 1225,6
SKOKOWY ZGINANIE 434,0 376,1 429,0 341,0 562,0
TUA
ÓW ZGINANIE 209,8 291,8 314,0 336,0 349,5
PROSTOWANIE 372,1 478,4 495,8 555,1 676,0
DA
OC
942,0 1160,0 1155,0 1135,0
ZGINANIE I PROSTOWANIE W STAWIE A
OKCIOWYM
200
178.2
170
164.1
158.8
152
150
119.6
100
50
0
ZGÓRSKI WALASZCZYK MUSZYSKI
ZGINANIE PROSTOWANIE
Rysunek 1
ZG IN AN IE I P R O S TO W AN IE W S TAW IE R AM IE N N YM
400
355.333.6
7
343.6
290.2
300
267.7
259.9
228.1235 227.248.8
3
(N .m ) 200
100
0
ZG Ó R S K I W ALAS ZC Z YK M U S ZY S K I
Z G IN AN IE P R O S T O W AN IE
Ry
sunek 2
ZGINANIE I PROSTOWANIE W STAWIE KOLANOWYM
ZGINANIE PROSTOWANIE
560
600
496.2
477
460
448
400
328
317 313
293
261
(N,m)
200
0
ZGÓRSKI ZIÓA
KOWSKI WALASZCZYK MATYSIAK MUSZYSKI
Rysunek 3
1500
1000
500
0
ZGÓRSKI ZIÓA
KOWSKI WALASZCZYK MATYSIAK MUSZYC
SKI
ZGINANIE W ST. KOLANOWYM PROSTOWANIE
ZGINANIE W STAWIE BIODROWYM PROSTOWANIE W STAWIE BIODROWYM
Rysunek 4
Tabela nr 4. PROCENTOWA ZAWARTOŚĆ DANEJ CECHY PRZYPADAJ
CA NA POSZCZEGÓLNE
RUCHY W STAWIE.
MATYSIAK
STAW RUCH ZGÓRSKI ZIÓA
KO- WALA- MUSZYC
SKI
WSKI SZCZYK
% % % % % % % % % %
P L P L P L P L P L
A
OKCIOWY ZGINANIE 1,9 1,9 1,9 2,2 1,8 2,0 2,4 2,3 1,7 1,9
PROSTOWANIE 1,5 1,9 1,5 1,5 1,6 1,8 1,4 1,4 1,4 1,5
RAMIENNY ZGINANIE 4,0 3,7 3,7 3,3 3,5 3,2 3,3 3,3 3,8 3,5
PROSTOWANIE 3,2 2,8 3,2 3,1 3,0 3,1 3,8 3,1 3,8 3,1
KOLANOWY
ZGINANIE 2,9 3,7 3,5 3,1 3,7 3,8 4,8 4,3 3,1 3,3
PROSTOWANIE 6,2 6,2 5,9 6,7 5,5 5,3 7,4 5,9 4,2 5,0
BIODROWY ZGINANIE 4,1 4,8 4,5 4,9 4,8 4,7 5,4 3,8 5,1 4,7
 PROSTOWANIE 13,8 14,8 13,7 12,1 11,7 12,6 14,4 13,9 11,6 13,6
SKOKOWY ZGINANIE 3,8 3,8 4,7 4,8 5,5 4,1 5,9 6,4 6,4 4,8
TUA
ÓW ZGINANIE 7,5 7,4 7,1 5,9 7,2
PROSTOWANIE 12,3 11,8 11,5 10,6 13,8
PROCENTOWA ZAWARTOŚĆ MOM. MI
ŚNIOWYCH W
STAWACH (A.ZGÓRSKI)
3.8
12.3 3.4
7.5 7.7
7
7.6
6.6
12.4
28.6
A
OKCIOWY ZGINANIE A
OKCIOWY PROSTOWANIE
8.9
RAMIENNY ZGINANIE RAMIENNY PROSTOWANIE
KOL.ZGIN. KOL. PROST
BIODR. ZGIN BIOD. PROST
SKOK. ZGIN TUA
. ZGIN.
TUA
. PROST.
Rysunek 5
PROCENTOWA ZAWARTOŚĆ MOM. MI
ŚNIOWYCH W
STAWACH (P.ZIÓA
KOWSKI)
4.1
11.8 3
7 6.3
7.4
9.5 6.6
12.6
25.8
A
OKCIOWY ZGINANIE A
OKCIOWY PROSTOWANIE
9.4
RAMIENNY ZGINANIE RAMIENNY PROSTOWANIE
KOL.ZGIN. KOL. PROST
BIODR. ZGIN BIOD. PROST
SKOK. ZGIN TUA
. ZGIN.
TUA
. PROST.
Rysunek 6
PROCENTOWA ZAWARTOŚĆ MOM. MI
ŚNIOWYCH W
STAWACH (R.WALASZCZYK)
3.8
11.5 3.4
7.1 7.7
6.1
9.6
7.5
10.8
24.6
A
OKCIOWY ZGINANIE A
OKCIOWY PROSTOWANIE
9.5
RAMIENNY ZGINANIE RAMIENNY PROSTOWANIE
KOL.ZGIN. KOL. PROST
BIODR. ZGIN BIOD. PROST
SKOK. ZGIN TUA
. ZGIN.
TUA
. PROST.
Rysunek 7
PROCENTOWA ZAWARTOŚĆ MOM. MI
ŚNIOWYCH W
STAWACH (P. MUSZYC
SKI)
4.7
13.8 2.87.3
7.2
6.9
6.4
11.2
9
9.8
A
OKCIOWY ZGINANIE A
OKCIOWY PROSTOWANIE
25.2
RAMIENNY ZGINANIE RAMIENNY PROSTOWANIE
KOL.ZGIN. KOL. PROST
BIODR. ZGIN BIOD. PROST
SKOK. ZGIN TUA
. ZGIN.
TUA
. PROST.
Rysunek 8
PROCENTOWA ZAWARTOŚĆ MOM. MI
ŚNIOWYCH W
STAWACH (A
. MATYSIAK)
4.7
5.9 10.6 2.86.6
6.9
11.3
9.1
13.3
28.3
A
OKCIOWY ZGINANIE A
OKCIOWY PROSTOWANIE
9.2
RAMIENNY ZGINANIE RAMIENNY PROSTOWANIE
KOL.ZGIN. KOL. PROST
BIODR. ZGIN BIOD. PROST
SKOK. ZGIN TUA
. ZGIN.
TUA
. PROST.
Rysunek 9
Tabela nr. 5 WARTOŚĆ MOMENTÓW MI
ŚNIOWYCH NA KILOGRAM MASY CIAA
A.
WARTOŚĆ
SUMA MOMENTÓW
IMI
I MASA CIAA
A(kg) MOMENTÓW MI
ŚNIOWYCH
NAZWISKO MI
ŚNIOWYCH NA KILOGRAM
(N,m) MASY CIAA
A
(N,m/kg)
MUSZYC
SKI 87 4824,0 55,45
ZIÓA
KOWSKI 77 3896,6 50,1
MATYSIAK 83 4536,4 54,6
ZGÓRSKI 73 3593,6 49,2
WALASZCZYK 77 4543,7 59,1
4. Analiza
Porównując momenty sił mięśniowych badanych osób mo\
emy ocenić siłę mięśniową w
poszczególnych stawach i przyporządkować do uprawianej dyscypliny sportowej.
Przeglądając wszystkie ryciny (wykresy) od razu zauwa\
ymy, i\
wszystkie wartości
uzyskane przez Przemka Muszyńskiego są bardzo wysokie (tabela nr 2 i 3). Przyglądając się
innym procentowym porównaniom (tabela nr 4) zawa\
ymy, i\
wszystkie wyniki Przemka są ponad
przeciętne liczbowo i procentowo. Wynika to z tego, i\
Przemek jest częstym gościem siłowni na
Akademii Wychowania Fizycznego. Mo\
na by pomyśleć, i\
Przemek ma du\
ą masę i dlatego
osiąga takie wyniki, ale tabela numer 5 temu zaprzecza. Porównując siłę do masy Przemka i tak
jest on bardzo wysoko sklasyfikowany wśród badanych. Nawet wykres 1 pokazuje nam, i\

Przemek zaczyna z wysokiego pułapu liczbowego prostowników stawu łokciowego i cały czas na
tym poziomie pozostaje.. Do tego trzeba dodać, i\
jego momenty mięśniowe, w ka\
dym z
badanych stawów są wysokie (liczbowo) co znaczyłoby, i\
Przemek jest bardzo wszechstronnie
rozwiniętym i ma równomiernie rozbudowaną siłę mięśniową.
Zupełnie inaczej sytuacja przedstawia się u mnie, Artura Zgórskiego. Biorąc pod uwagę
100% jako średnią badanych ( uzyskane wyniki) znajduję się mniej więcej około granicy 85%.
Jednak\
e zginacze i prostowniki stawu biodrowego i kolanowego mam powy\
ej średniej. Słabsze
natomiast prostowniki stawu łokciowego i ramiennego (tabela nr2 i 3).Prawdopodobnie jest tak
dlatego, \
e dyscyplina, którą trenowałem (tabela nr 1) charakteryzuje się małym rozwojem
właśnie tych grup mięśniowych.
Analizując dalsze wyniki wydawało by się, i\
kolega Ryszard Walaszczyk trenujący
niedawno jeszcze koszykówkę ( tab. 1) ma bardzo słabe wartości momentów mięśniowych. Aby to
zbadać dokładniej zerknijmy do tabeli nr5 i porównajmy osiągnięte przez niego wyniki do jego
masy ciała. Okazuje się po porównaniu wartości wyliczonych, i\
Ryszard ma bardzo wysokie
momenty sił przypadające na 1 kg masy ciała. Uzyskał najlepszy wynik w porównanej grupie.
Następną osobą analizowaną będzie judoka- A
ukasz Matysiak. Po wynikach od razu
widzimy bardzo du\
e momenty mięśniowe w obrębie obręczy kończyny górnej oraz samej
kończyny. . Wynika to ze specyfiki uprawianej dyscypliny sportowej. Jego wyniki powy\
ej
średniej są imponujące. Nawet przeliczając je na masę ciała (tabela nr 5), i tak widzimy jakim
judokom jest A
ukasz.. Natomiast słabszym elementem siłowego wyszkolenia A
ukasza są jego
nogi (tabela nr 2 i rysunek numer 3). Procentowo są to wyniki około 80% średniej grupy. Mo\
emy
więc stwierdzić, i\
A
ukasz Matysiak nie jest wszechstronnie rozwinięty fizycznie (siłowo) a raczej
ukierunkowany bardzo mocno ma swoją dyscyplinę.
Ostatnią osobą, którą poddam analizie i porównaniu będzie Paweł Ziółkowski. Z tabeli nr 1
odczytuję jaką to dyscyplinę trenuje Paweł. Analizując wykresy i tabele stwierdzam, i\
Paweł ma
bardzo du\
e wartości w obrębie kończyny dolnej np.: zginanie kolanowe, natomiast średnie w
obrębie kończyny górnej. Prawdopodobnie przyczyną tego jest ogromny wpływ znaczenia techniki
( opanowanie zapewnia wysoki poziom zawodnika) ruchu w Pawła dyscyplinie.
 Na zakończenie mo\
na powiedzieć, i\
dzięki wykonanym badaniom udało się odkryć
przyczynę ró\
nic w wartościach momentów mięśniowych naszej grupy i przyporządkować te
ró\
nice do konkretnej dyscypliny.
Takie badania moim zdaniem są bardzo wartościowym materiałem do analizy zawodnika.
Dzięki nim mo\
na sterować treningiem, porównać do modelu mistrzowskiego oraz mo\
na trening
odpowiednio modyfikować.. Myślę, i\
mo\
na wykorzystać je do selekcji kandydatów do ró\
nych
dyscyplin sportowych, do optymalizacji techniki, mają tak\
e zastosowanie w rehabilitacji oraz
korektywie dysproporcji kończyn.