skrypt biomechanika spidografia22011 a

4

Krzywa otrzymywana na ekranie monitora ze spidografu jest z pewnym przybliżeniem* przebiegiem prędkości chwilowej środka masy ciała w funkcji czasu y = v(t) i jest nazywany spidogramem (Rys. 8). Rejestrowany wykres może także zawierać znaczniki drogi.

Ocicsyt A/c>__Rejestrator 4 wgnaiow snaloaowyen    i rokowi

				‘V-' . . h ....
			/v^a;/ «/		\__
	; / /				TT \ \ \
		Ą n	[flfff 1	F |j[pi]'f Vj'	I	1	\
					28 Cca? (sęk)

Rys. 8. Spidogram - przebieg prędkości chwilowej środka masy ciała zarejestrowany podczas ruchu

* mocowanie rozwijanej w trakcie ruchu nitki podłączonej do spidografu u badanej osoby na wysokości pasa

Spidograf podłączony jest do poruszającej się osoby, a także do komputera w którym tworzony jest przebieg prędkości chwilowej wyświetlany na ekranie monitora (Rys. 9).

Ryc. 9. Tor pomiarowy (schemat blokowy) wykorzystywany w pomiarze prędkości biegu Pomiary na zajęciach

Każdy zespół pomiarowy przeprowadza pomiar prędkości w biegu sprinterskim mający na celu wyznaczenie parametrów kinematycznych ruchu postępowego środka masy badanej osoby. Przebieg zmian prędkości jest podstawą do analizy kinematycznej - na jego podstawie następnie są wykonywane obliczenia wartości parametrów charakteryzujących kinematykę ruchu postępowego.

Sprawozdanie z ćwiczeń

Każda osoba wchodząca w skład zespołu pomiarowego sporządza indywidualne sprawozdanie z pomiarów według osobnej instrukcji w którym umieszcza m. in. schemat toru pomiarowego, obliczenia, tabele z wynikami, wykresy oraz samodzielnie sformułowane wnioski z pomiarów.

v.l.6 Biomechanika2009 / L. Nosiadek

Cele ćwiczeń:

1.    Zapoznanie z pojęciami związanymi z kinematyką ruchu postępowego

2.    Zapoznanie ze sposobami pomiaru prędkości chwilowej, przyspieszenia i położenia w biegu sprinterskim

3.    Umiejętność obliczania parametrów związanych z kinematyką ruchu postępowego

4.    Umiejętność obliczania parametrów kinematycznych w ruchu postępowym z wykorzystaniem interpretacji geometrycznej pochodnej i całki

Materiał i sprzęt:

Stanowisko pomiarowe, spidograf, zasilacz, komputer, program komputerowy AAD4P, kalkulator, zespół pomiarowy, osoba mierzona ubrana w strój sportowy

Wprowadzenie

Kinematyka jest działem fizyki zajmującym się opisem ruchu (bez badania przyczyn i skutków tego ruchu - nie analizuje sił w odróżnieniu od dynamiki). Podstawową definicją kinematyki jest definicja ruchu.

ruch - zmiana położenia ciała w przyjętym układzie odniesienia (od przyjęcia układu odniesienia zależy czy ruch występuje, czy nie występuje)

Najczęściej stosowanym układem odniesienia jest układ współrzędnych kartezjańskich (Rys. 1 - trzy osie: X, Y, Z prostopadłe do siebie).

oś y

Rys. 1. Układ współrzędnych kartezjańskich (prostokątnych)

Nie jest to jednak jedyny układ odniesienia (np. biegunowy, cylindryczny, sferyczny Rys. 2).

Rys. 2. Układy współrzędnych - (a) biegunowy (polarny), (b) cylindryczny (walcowy), (c) sferyczny

W przyjętym układzie współrzędnych można określić położenie punktu - np. za pomocą współrzędnych (x,y,z), lub wektora Dołożenia (r ) - poprowadzonego od początku układu współrzędnych.

Zmiana położenia punktu nazywana jest przemieszczeniem (Ar ). Jego wartość, czyli długość wektora jest podawana w [m]. Przemieszczenie z punktu A do punktu B może odbywać się po różnym torze ruchu. Tor ruchu jest to linia zakreślana przez poruszające się ciało. Jeśli tor ruchu jest linią prostą mówimy o ruchu prostoliniowym. Długość toru ruchu jest nazywana drogą (S).

Iloraz przemieszczenia i czasu pokonania tej drogi nazywana jest prędkością średnią.

_ _Ar

"^r At

W ruchu prostoliniowym prędkość średnia wyznaczana jest jako iloraz drogi i czasu w którym została pokonana (ponieważ w tym ruchu droga jest równa przemieszczeniu).

y.1.6 Biomechanika 2009 / L. Nosiadek