Μηχανική των αλτικών και ριπτικών κινήσεων

Transcript

1 Μηχανική των αλτικών και ριπτικών κινήσεων Νίκος Αγγελούσης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αλητισμού Σκοπός αυτής της διάλεξης είναι η εξοικείωση με τις βασικές έννοιες και τις εφαρμογές της μηχανικής για την εκτέλεση κατακόρυφων και οριζόντιων αλμάτων από το ανρώπινο σώμα, καώς και για την εκτέλεση ρίψεων αλητικών οργάνωνκαιάλλωναντικειμένωνμεστόχοείτε την επίδοση είτε την επίτευξη ενός στόχου ακριβείας Είδη βολών βολές για επίδοση βολές ακριβείας σε στόχο Τροχιές του ΚΜ του σώματος ή του οργάνου Αντικείμενα που βάλλονται (βλήματα) Σώμα αλητή Αλητικό όργανο (μπάλα, ακόντιο, σφαίρα, κ.λ.π.) Διεύυνση βολής κατακόρυφη οριζόντια συνδυασμός Άλμα σε ύψος χωρίς φορά ος τρόπος ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΑΛΜΑΤΩΝ = t t ος τρόπος = u t t ttot = max = t = t 8 tot u=0 F

2 Το ύψος του άλματος αυξάνει όταν εκτελείται με υποχωρητική φάση και αιώρηση των χεριών Καταγραφή δύναμης αντίδρασης εδάφους από δυναμοδάπεδο Δύναμη φάση πίεσης max u=0 F F max φάση υποχώρησης απογείωση πτήση υπο προσγείωση χρόνος Άλμα σε μήκος κ T sec T sec o h if : ΚΜ εμπρός από βατήρα : πτήση μεταξύ σημείων ιδίου ύψους 3: κίνηση του ΚΜ χαμηλότερα 4: ΚΜ μέχρι πόδια 3 4 Κατακόρυφη διεύυνση κ = sin h max = sin t t κ T sec T sec κ T sec T sec o h if o h if Οριζόντια διεύυνση o = cos sin = Οριζόντια διεύυνση ( + ) 3 sin cos + cos = ( sin ) + h

3 κ T sec T sec Κατακόρυφες βολές με μικρή οριζόντια ταχύτητα o h if 3 4 sin T = sin + T = ( sin ) + h κίνηση του ΚΜ όσο το δυνατόν πιο ψηλά (μέγιστη κ ) μόλις απαραίτητη οριζόντια ταχύτητα για το πέρασμα του πήχη σωστήτοποέτησητωνμελώνκατάτοπέρασματου πήχη Ρίψη κρούση με το χέρι Λάκτισμα ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΡΙΨΕΩΝ Προώηση του ριπτικού αντικειμένου σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη κατακόρυφη ή οριζόντια απόσταση Προώηση του ριπτικού αντικειμένου με ακρίβεια σε στόχο όπου η ταχύτητα αυξάνει την αποτελεσματικότητα (σουτ για γκολ, σερβίς, κ.λ.π.) Κοινοί στόχοι Παρόμοια βιομηχανικά χαρακτηριστικά και κρίσιμα σημεία Κινητικές αλυσίδες συνδεόμενων μελών Τα μέλη του σώματος εωρούνται γεωμετρικά σχήματα, που συνδεόμενα στις αρρώσεις σχηματίζουν κινητικές αλυσίδες (η κίνηση του ενός μέλους επηρεάζει την κίνηση των συνδεόμενων με αυτό μελών) Ανοιχτές κινητικές αλυσίδες: το ακραίο (τελικό) μέλοςμπορείνακινείταιελεύεραστοχώρο Κλειστές κινητικές αλυσίδες: το ακραίο μέλος συναντά μεγάλη αντίσταση που απαγορεύει ή περιορίζει την κίνηση του Ριπτικές κινήσεις Παράγοντας κλειδί: ταχύτητα άφεσης (ήκρούσης) Μέγιστη απόσταση (επίδοση) ρίψης: προϋπόεση η μεγάλη ταχύτητα του τελικού σημείου της κινητικής αλυσίδας ( en-point elocity ) Πως α επιτευχεί η μεγάλη ταχύτητα του τελικού σημείου; 3

4 Μοντέλο ανοιχτής κινητικής αλυσίδας Σύστημα μελών: κοντινόσταερό (proximal-fixe) και μακρινό-ελεύερο (istal-free) Σχετικές μάζες: τα κοντινά μέλη έχουν μεγαλύτερη μάζα από τα μακρινά Η εξωτερική ροπή που εφαρμόζεται στο κοντινό μέλος προσδίδει κίνηση σε ολόκληρο το σύστημα Σταερό σημείο Εξωτερική ροπή Το μακρινό μέλος μπορεί να περιστραφεί μαζί με το κοντινό μέλος και να αποκτήσει μεγάλη ταχύτητα. Τι απαιτείται για να συμβεί αυτό; Groun Εξωτερική ροπή R r V ω V = ω = ω r> R > V r R Απαιτείται η παρουσία μυών που να βρίσκονται σε ταυτόχρονη σύσπαση Τι συμβαίνει όταν απουσιάζουν οι μύες; V ω Υστέρηση αδράνειας: το μακρινό άκρο κινείται λόγω αδράνειας στην αντίετη διεύυνση σε σχέση με το κοντινό μέλος Η υστέρηση του μακρινού μέλους συνεχίζεται έως ότου:. Η επιτάχυνση του κοντινού μέλους μειωεί ή παύσει. Επιτευχεί το ελαστικό ή δομικό όριο του εύρους κίνησης της άρρωσης 3. Ενεργοποιηεί το διατατικό αντανακλαστικό 4. Αναπτυχεί μυϊκή ροπή Μυϊκά οφέλη της υστέρησης του μακρινού μέλους Αυξάνει το μήκος του μυός για το μακρινό μέλος (καλύτερη σχέση δύναμης-μήκους) Ηροπή(έκκεντρη) που επιβραδύνει την προς τα πίσω περιστροφή του μακρινού μέλους α αρχίσει την κίνηση εφαρμοζόμενη σε αργά κινούμενο μακρινό μέλος (καλύτερη σχέση δύναμης-ταχύτητας) Μυς 4

5 Η ορμή του κοντινού μέλους μεταφέρεται στο μακρινό μέλος που έχει μικρότερη μάζα και μικρότερη ροπή αδράνειας Συγχρονισμός της επιβράδυνσης του κοντινού μέλους Επιβράδυνση περιστροφής εμπρός Περιστροφή γύρω από νέο άξονα Μεγάλη ταχύτητα Ιδανικά, καώς επιτυγχάνεται το όριο της προς τα πίσω περιστροφής του μακρινού μέλους Σεκάεπερίπτωσημετάτησυμπλήρωσητου μισού εύρους περιστροφής προς τα εμπρός του κοντινού μέλους Συγχρονισμός: το κοντινό μέλος επιβραδύνει καώς επιτυγχάνεταιτοόριοτηςπίσωπεριστροφήςτουμακρινού. Επίσης, συμβαίνειστοδεύτερομισότουεύρους περιστροφής του κοντινού. Τι παρατηρείτε; Μακρινό μέλος Γωνιακή ταχύτητα Κοντινό μέλος Άροιση ταχυτήτων Όριο περιστροφής μακρινού Χρόνος Γραμμικές ταχύτητες τελικών σημείων στο τελευταίο στάδιο του σερβίς Σημεία προσοχής κατά τη ρίψη Ποιεςαρρικέςκινήσειςταιριάζουνστομοντέλο; Διαδοχικήκίνησητωνμελώναπότοκοντινότερο (σταερό) προς το μακρινότερο (ελεύερο) μέλος τα μακρινότερα μέλη έχουν μικρότερη μάζα και ροπή αδράνειας τα μακρινά μέλη παρουσιάζουν υστέρηση λόγω αδράνειας το τελικό (ελεύερο) σημείο αποκτά μεγάλη ταχύτητα Κινήσεις τύπου μοχλού Κάμψεις, εκτάσεις Προσαγωγές, απαγωγές Στροφικές κινήσεις Έσω και έξω στροφή, πρηνισμός και υπτιασμός (η μυϊκή ροπή ασκείται στο οστό που ταυτόχρονα είναι ο άξονας περιστροφής) 5

6 Ποιες είναι οι καλύτερες; Και οι δύο μπορούν να χρησιμοποιηούν για την επίτευξη μεγάλης ταχύτητας τελικού σημείου Σημαντική η ακτίνα της περιστροφής (r) Στις κινήσεις μοχλού: αύξηση της ακτίνας περιστροφής (τεντωμένο χέρι/μακρύτερο όργανο ή επαφή σε πιο μακρινό σημείο) ταυτόχρονα αυξάνει την ροπή (I) και την ακτίνα της αδράνειας (K) μειώνοντας έτσι την γωνιακή επιτάχυνση Στις στροφικές κινήσεις: αύξησητηςγωνίαςτου στρεφόμενου με το συνδεδεμένο μέλος αυξάνει την ακτίνα περιστροφής που όμως έχει μικρότερες τιμές από τις κινήσεις μοχλού Ποιες είναι οι καλύτερες; (συνέχεια) μεγαλύτερες γωνιακές επιταχύνσεις παράγουν μεγαλύτερες γωνιακές ταχύτητες για την ίδια μυϊκή ροπή στην ίδια χρονική περίοδο: η μικρότερη ροπή αδράνειας (I) των μελών στις στροφικές κινήσεις έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη γωνιακή επιτάχυνση και ταχύτητα από τις κινήσεις μοχλού αυτό εξηγεί την υπεροχή των στροφικών κινήσεων σε ριπτικέςδεξιότητεςκαισεχτυπήματα Ρίψεις ακριβείας Κατακόρυφος στόχος Σταερότητα/ισορροπία σώματος Βελτιστοποίηση της σχέσης απόστασης/ταχύτητας (παρά μεγιστοποίηση) για την ακριβή έση στόχου Εξέταση του επιπέδου του στόχου και προσαρμογή της γωνίας άφεσης Εκτίμηση της απόστασης από το στόχο Εντοπισμός υψομετρικής διαφοράς μεταξύ σημείου άφεσης και στόχου Απόστασηαπότοστόχο; Μικρή γωνία άφεσης Αύξηση οριζόντιας ταχύτητας άφεσης Υψομετρικές διαφορές σημείων άφεσης - στόχου Οριζόντιος στόχος 4 3 Οριζόντιος στόχος 6

7 Παραδείγματα Ελεύερη βολή στην καλαοσφαίριση Σταεροποίηση μη αναγκαίων αρρώσεων (κορμός, πόδια) Στάση: ελάχιστη κίνηση ΚΜ σώματος Ευυγράμμιση μπάλας με λυγισμένο ώμο ταυτόχρονη έκταση αγκώνα και κάμψη καρπού Βελάκια παρόμοια αλλά επιπλέον σταεροποίηση καρπού Προώηση του σώματος με ακρίβεια προώηση του σώματος με προδιαγεγραμμένο τρόπο ο οποίος βαμολογείται (ενόργανη, καταδύσεις, άλμα στο σκι) στόχος: νοητόσημείοστοχώρογιατηνπροώηση του ΚΜ του σώματος παραδείγματα: εναέριο σάλτο, άλματα ενόργανης, έξοδοι από μονόζυγο, καταδύσεις) Ακρίβεια + μεγάλη ταχύτητα Σερβίς στην πετοσφαίριση Πέρασμα του φιλέ, προσγείωση εντός ορίων Μικρή ταχύτητα απαιτεί μεγάλη γωνία άφεσης κατάλληλη: 5.4 m/s; 5-0 e (Wiule, 974) Σερβίς στην αντισφαίριση Μεγαλύτερο ύψος στην κρούση Μεγαλύτερη ταχύτητα, μεγαλύτερη οριζόντια απόσταση, χαμηλότερο πέρασμα από το φιλέ 7