Биомеханические принципы

введение

В общем, термин «биомеханические принципы» означает использование механических принципов для оптимизации спортивных результатов.

Следует отметить, что биомеханические принципы используются не для разработки технологий, а только для их совершенствования.

HOCHMUTH разработал шесть биомеханических принципов для использования законов механики для спортивных нагрузок.

Биомеханические принципы по Хохмуту

Хохмут разработал пять биомеханических принципов:

1. Принцип начальной силы гласит, что движение тела, которое должно выполняться с максимальной скоростью, должно быть инициировано движением, идущим точно в противоположном направлении. Правильная взаимосвязь между вводным движением и целевым движением должна быть оптимально разработана для человека.
2. Принцип оптимального пути ускорения основан на предположении, что путь ускорения должен быть оптимально длинным, если целью является высокая конечная скорость. В случае прямых движений говорят о перемещении, а в случае равномерно изогнутых движений - о вращении.
3. Чтобы следовать принципу временной координации индивидуальных импульсов, отдельные движения должны оптимально согласовываться друг с другом и точно рассчитываться по времени. В зависимости от цели движения временная оптимизация отдельных движений может быть более важной, чем поэтапное начало отдельных движений.
4. Это может быть и наоборот. Принцип противодействия относится к третьей аксиоме Ньютона (Actio равно реакции) и утверждает, что для каждого движения есть противодействие. Например, человеческое равновесие - это игра движений и встречных движений.
5. Принцип передачи количества движения основан на том факте, что с помощью закона сохранения момента количества движения можно переместить центр тяжести тела в другое движение.

Принцип начальной силы

определение

Биомеханический принцип начальной силы играет важную роль, особенно в метательных и прыжковых движениях, в которых должна быть достигнута максимальная конечная скорость тела или спортивного инвентаря.
Этот принцип гласит, что вводное движение, противоположное основному направлению движения, дает преимущество в производительности. Термин, используемый в более ранней литературе как принцип максимальной начальной силы, больше не используется в современной спортивной науке, поскольку эта результирующая начальная сила является не максимумом, а оптимальным импульсом.

Вам также может быть интересна эта тема: Теория движения

Как возникает эта начальная сила?

Если основному движению предшествует движение, противоположное фактическому направлению, это движение необходимо замедлить. Это торможение создает скачок силы (скачок тормозного усилия). Затем это можно использовать для ускорения тела или спортивного инвентаря, если основное движение сразу следует за этим «движением назад».

Объяснение принципа начальной силы

Рисунок иллюстрирует принцип максимальной начальной силы на примере силовой пластины.

Спортсмен подбрасывает набивной мяч с прямыми руками, Вначале спортсмен находится в спокойной позе на измерительной платформе. Весы показывают массу тела [ГРАММ] при (Весом медика пренебрегаем. В то время [А] тема входит в колено, Измерительная пластина показывает меньшее значение. Поверхность [ИКС] показывает отрицательный импульс, соответствующий тормозному импульсу [У] соответствует. Скачок силы ускорения происходит сразу после этого скачка силы торможения. Сила [F] действует на медиболл. На измерительной платформе можно увидеть большее измеренное значение. Для оптимальной подачи мощности соотношение тормозной силы к силе ускорения должно быть примерно от одного до трех.

Принцип оптимального пути разгона

ускорение

Ускорение определяется как изменение скорости в единицу времени. Это может происходить как в положительной, так и в отрицательной форме.
Однако в спорте важно только положительное ускорение. Ускорение зависит от отношения силы [F] к массе [m]. следовательно: если более высокая сила действует на меньшую массу, ускорение увеличивается.

Подробнее об этом: Биомеханика

объяснение

Принцип оптимальной траектории ускорения, как один из биомеханических принципов, направлен на то, чтобы придать телу, частям тела или спортивному инвентарю максимальную конечную скорость. Однако, поскольку биомеханика - это физические законы по отношению к человеческому организму, путь ускорения из-за физиологических условий мышц и соотношений рычагов не является максимальным, а оптимальным.
Пример: путь ускорения при метании молота можно многократно увеличить за счет дополнительных вращательных движений, но это неэкономично. Слишком глубокий присед во время прямого прыжка приводит к увеличению пути ускорения, но вызывает неблагоприятный рычаг и, следовательно, нецелесообразен.

В современной спортивной науке этот закон называется принципом стремления к оптимальной траектории разгона (HOCHMUTH). Основное внимание уделяется не достижению максимальной конечной скорости, а оптимизации кривой времени разгона. При толкании ядра продолжительность ускорения не имеет значения, речь идет только о достижении максимальной скорости, в боксе важнее разогнать руку как можно быстрее, чтобы предотвратить уклончивые действия противника. Таким образом, начало ускорения может оставаться низким во время толкания ядра, а высокое ускорение происходит только в конце движения.

Принцип согласования частичных импульсов

Определение импульса

Импульс - это состояние движения по направлению и скорости [p = m * v].

объяснение

В соответствии с этим принципом важно различать координацию всей массы тела (прыжок в высоту) или координацию частей тела (метание копья).
В тесной связи с координационными способностями (особенно связующими) все частичные движения тела / частичные импульсы должны координироваться во времени, пространстве и динамически. Это хорошо видно на примере подачи в теннисе. Теннисный мяч может достичь высокой максимальной скорости (230 км / ч) только в том случае, если все частичные импульсы немедленно следуют друг за другом. Результат сильного удара. Движение при ударе начинается с вытягивания ног, за которым следует вращение верхней части тела и собственно движение руки. В экономичной версии отдельные частичные импульсы суммируются.
Следует также отметить, что направления отдельных частичных импульсов совпадают. Здесь снова следует найти компромисс между анатомическими и механическими принципами.

Также читайте нашу тему: Тренинг координации

Принцип противодействия

объяснение

Принцип противодействия как один из биомеханических принципов основан на третьем законе противодействия Ньютона.
Он говорит, что возникшая сила всегда создает противоположную силу той же величины в противоположном направлении. Силами, которые передаются на землю, можно пренебречь из-за массы земли.
При ходьбе правая ступня и левая рука выдвигаются вперед одновременно, поскольку люди не могут передавать силы земле в горизонтальном положении. Нечто подобное можно наблюдать и в прыжках в длину. Поднимая вперед верхнюю часть тела, спортсмен одновременно поднимает нижние конечности и, таким образом, получает преимущество в прыжковой дистанции. Другие примеры - удар рукой в ​​гандболе или удар справа в теннисе. На этом принципе основан принцип роторной отдачи. В качестве примера представьте, что вы стоите перед склоном. Если верхняя часть тела поддерживается, руки начинают вращаться вперед, чтобы вызвать импульс в верхней части тела. Поскольку масса рук меньше, чем масса верхней части тела, их нужно делать в виде быстрых кругов.

Принцип сохранения количества движения

Чтобы объяснить этот принцип, мы анализируем сальто с прямой позой на корточках. Ось, вокруг которой гимнастка совершает сальто, называется осью ширины тела. Когда тело растягивается, от этой оси вращения остается много массы тела. Это замедляет поворот (угловую скорость), и сальто выполнить сложно. Если части тела доводить до оси вращения приседанием, угловая скорость увеличивается и выполнение сальто упрощается. Тот же принцип применим к пируэтам в фигурном катании. В этом случае осью вращения является продольная ось корпуса. По мере приближения рук и ног к этой оси вращения скорость вращения увеличивается.

Вам также может быть интересна эта тема: Моторное обучение

Биомеханические принципы в отдельных дисциплинах

Биомеханические принципы прыжков в высоту

Во время прыжка в высоту отдельные последовательности движений могут быть приведены в соответствие с биомеханическими принципами.
Принцип оптимального пути ускорения можно снова найти в подходе, который должен идти вперед, чтобы достичь оптимальной точки прыжка. Принцип временной координации отдельных импульсов также играет важную роль. Шаг конопатки чрезвычайно важен и определяет траекторию после прыжка. Здесь важную роль играют принципы передачи импульса и начальной силы. Они гарантируют, что спортсмен использует оптимальную мощность при прыжках на землю и получает импульс от разбега.

При пересечении перекладины происходит вращение, обусловленное принципом противодействия и поворотной отдачи. При прыжке корпус поворачивается боком через перекладину, а затем захватывается за спину.

Похожие темы:

• Мощность скорости
• Максимум силы

Биомеханические принципы в гимнастике

В гимнастике и гимнастических упражнениях также используются несколько биомеханических принципов. Особое значение имеют поворотные движения и качели. Они соответствуют принципам оптимального ускорения.В гимнастике также часто выполняются различные прыжки. Здесь мы находим принцип максимальной начальной силы, а также принцип оптимального пути ускорения. Наконец, отдельные субдвижения должны быть объединены в плавную последовательность, которая соответствует принципу координации субимпульсов.

Биомеханические принципы в бадминтоне

Эти принципы также могут применяться при подаче бадминтона. Обратное движение следует принципу оптимального пути ускорения и принципу начальной силы. Принцип сохранения импульса важен, так как импульс также может передаваться шару. Здесь также помогает принцип временной координации отдельных импульсов. Когда удар завершен, движение перехватывается с использованием принципа противодействия и поворотной отдачи.

Биомеханические принципы в теннисе

Подача в теннисе очень похожа на подачу в бадминтоне. Многие биомеханические принципы взаимосвязаны и, таким образом, обеспечивают оптимальное выполнение движения. В теннисе особенно важно уделять внимание оптимальной последовательности движений, так как ошибки могут стоить много энергии из-за скорости игры. Таким образом, эти принципы очень важны в тренировках и могут определять разницу между победой и поражением в соревновании.

Подробнее по теме: большой теннис

Биомеханические принципы в спринте

Спринт в первую очередь касается принципов начальной силы, оптимального пути ускорения, временной координации отдельных импульсов и принципа сохранения импульсов. Принцип противодействия и поворотной отдачи здесь практически не используется.
Старт должен быть мощным и целенаправленным. Последовательность движений ног необходимо придерживаться с оптимальной частотой и длиной шага по возможности до цели.
Этот пример прекрасно иллюстрирует, насколько важны биомеханические принципы для движения.

Биомеханические принципы в плавании

В плавании биомеханические принципы могут немного по-разному применяться к разным стилям плавания.
Здесь представлен пример брасса, потому что это самый популярный вид плавания. Принцип временной координации отдельных импульсов соответствует циклическому движению рук и ног с одновременным дыханием (Голова над и под водой).
Принцип передачи импульса отражен в том факте, что хорошие пловцы могут научиться замаху на отдельных гребках (Удар арбалета и удар ногой) и использовать движитель для следующего поезда.

Вы также можете прочитать нашу тему: Физика плавания

Биомеханические принципы прыжков в длину

Прыжок в длину похож на прыжок в высоту. Тип подхода разный. Он расположен не по кривой, как в прыжках в высоту, а линейно на прыжковой яме. Принцип оптимального ускорения здесь играет важную роль. Кроме того, используется принцип передачи импульса, а также принцип начальной силы, без которого запуск был бы невозможен.

В конце разбега прыгун делает шаг конопатки и использует принцип противодействия и передачи импульса и продвигается по траектории к прыжковой яме. В полете прыгун бросает ноги и руки вперед, используя принцип передачи импульса, чтобы лететь еще дальше.

Биомеханические принципы в толкании ядра

В толкании ядра играют роль различные биомеханические принципы. Чтобы достичь большого расстояния при толкании, очень важно передать как можно больше силы на мяч, чтобы достичь высокой скорости броска. Мы называем это принципом максимальной начальной силы. Более высокая скорость отталкивания достигается также за счет движения назад и, таким образом, увеличения пути разгона. Это принцип оптимального ускорения. Наконец, важна оптимальная координация частичных фаз движения при толкании ядра; например, нечистый переход отрицательно влияет на расстояние удара. Мы знаем это как принцип согласования частичных импульсов.

Биомеханические принципы в волейболе

Волейбол - это динамичный вид спорта с множеством элементов, включая удары, прыжки и бег. В принципе, в волейболе можно найти все биомеханические принципы. Принцип начальной силы и оптимальный путь разгона можно найти, например, при подаче. Принцип согласования парциальных импульсов определяет, например, чистый прыжок и чистый удар мячом. При ударе мяча происходит отскок от рук по принципу противодействия. Принцип передачи импульсов вступает в силу в игре прохождения.

Биомеханические принципы в препятствиях

Биомеханические принципы также имеют большое значение при преодолении препятствий. Принцип максимальной начальной силы описывает, например, отталкивание перед препятствием, что увеличивает высоту прыжка. Чтобы оптимизировать старт бега с препятствиями, в игру вступает принцип оптимального пути ускорения, при котором большую роль играют смещение веса и сила, прилагаемая при отталкивании от блока. Частичные движения в препятствиях должны быть оптимально скоординированы, чтобы гарантировать успех. Это следует принципу оптимальной координации частичных импульсов. Принцип противодействия вступает в действие, как только бегун снова приземляется на ногу после прыжка, и баланс поддерживается за счет растяжения верхней части тела.