بیومکانیک ورزشی چیست؟ بیومکانیک ورزشی در واقع تحلیل حرکات ورزشی به منظور کاهش آسیب‌ها و خطرات و بهبود کیفیت انجام حرکات ورزشی است. در بیومکانیک ورزشی حرکات بدن با استدلال‌های مکانیکی بررسی می‌شوند. همانطور که می‌دانید مکانیک علمی است که حرکت و چگونگی ایجاد حرکت در اثر اعمال نیروها را مورد مطالعه قرار می‌دهد.
((در نتیجه بیومکانیک ورزشی را می‌توان علم مطالعه چگونگی حرکت و دلیل حرکت بدن انسان دانست.))
در ورزش و تمرینات ورزشی, اصل در واقع تمرکز بر کنش و واکنش بین فرد ورزشکار و ابزار ورزشی و محیط است.
دانلود کتاب بیومکانیک ورزشی
(Sports Biomechanics_Reducing Injury and Improving Performance)
برای دانلود کتاب بیومکانیک ورزشی کلیک نمایید.
مقدمه‌ای بر بیومکانیک
بیومکانیک به دو شاخه سینماتیک و سینتیک تقسیم می شود. سینماتیک بر روی هندسه و چگونگی حرکت مانند جابجایی و سرعت و شتاب تمرکز دارد، بدون پرداختن به نیروهای عامل این حرکت؛ ولی سینتیک بر روی این نیروهای عامل حرکت و ارتباط بین نیروهایی که بر روی سیستم بدن کار انجام می‌دهند و تغییر وضعیت بدن در زمان حرکت مطالعه می‌کند.
در هر دو شاخه بیومکانیک برای بررسی حرکت بدن به تحلیل عملکرد سیستم اسکلتی و عضلانی و عصبی نیاز است.
کاربردهای بیومکانیک ورزشی
طبق گفته کودسون حرکت و به طور کل عملکردهای جنبشی انسان از بسیاری جهات قابل افزایش است؛ زیرا عوامل مهمی و موثری در حرکت دخیل هستند مانند عوامل آناتومیکی و مهارت‌های عصبی-عضلانی و ظرفیت‌های فیزیولوژیکی و توانایی‌های روانشناختی و شناخنی .
بیومکانیک در واقع علم تکنیک حرکت است به همین جهت است که بیشتر در ورزش استفاده می‌شود زیرا در ورزش تکنیک‌های حرکتی بیشتر از ظرفیت‌های فیزیولوژیکی یا ساختار فیزیکی موثر است.
موارد زیر برخی از زمینه‌هایی است در بیومکانیک برای بهبود عملکردهای حرکتی و ورزشی و پشتیبانی از ورزشکاران استفاده می‌شود:
- شناسایی و طراحی تکنیک‌های مناسب برای افزایش عملکردهای ورزشی
- تحلیل بارگذاری‌های بدن برای تعیین روش ایمن برای انجام اعمال ورزشی
- ارزیابی تحمل و عملکرد و بارگیری غضلات
- آنالیز و بررسی تجهیزات ورزشی مانند کفش و سطوح و راکت
هدف از علم بیومکانیک در واقع تلاش برای بهبود کیفیت عملکردهای ورزشی و کاهش آسیب‌ها است.
اصطلاحات و اصول بیومکانیک
دانستن چندین اصول و اصطلاح بیومکانیکی در هنگام بررسی نقش بیومکانیک در ورزش مهم است:
نیرو و گشتاور
نیرو در حالت ساده به عنوان کشش یا فشار تعبیر می‌شود و حرکت یک بخش بدن یا راکت را تغییر می‌دهد. حرکت به طور کلی زمانی رخ می‌دهد که یک نیرو بر روی بدن کار انجام دهد.(معمولا این نیرو به صورت نیروی عضلات است اما همچنین ممکن است به صورت یک نیروی خارجی از طرف محیط هم باشد.)
زمانی که یک نیرو یک بخش از بدن یا راکت را می‌چرخاند , به این اثر نیرو گشتاور حاصل از نیرو گفته می‌شود.
به طور مثال در هر بار ضربه تنیس عضلات یک گشتاور برای چرخش یک بخش‌هایی از بدن ایجاد می‌کنند. در زدن سرویس چرخش داخلی بازوی فوقانی که از نظر قدرت در زدن سرویس بسیار مهم است، نتیجه ایجاد گشتاور داخلی در مفصل شانه است که به خاطر فعالیت عضلات به وجود می‌آید. (عضله لاتیسموس دورسی و بخش عمده ای از پکتورالیس و دلتویید).
برای چرخش یک بخش با قدرت بیشتر به نیروی عضلانی بیش‌تری نیاز است.
قوانین نیوتون در حرکت
قوانین نیوتون در حرکت شامل سه بند است که به این موضوع اشاره دارد که چگونه نیروها باعث ایجاد حرکت می‌شوند. این قوانین به قوانین اینرسی و شتاب و عمل و عکس‌العمل معروفند.
قانون اول نیوتون
قانون اول نیوتون یا قانون لختی یا اینرسی بر پایه این است که اجسام در هنگام حرکت در برابر تغییر وضعیت خودشان مقاومت می‌کنند. یک جسم تمایل دارد در زمانی که ساکن است، حالت سکون یا در زمانی که حرکت می‌کند، حرکت یکنواخت مستقیم‌الخط خود را حفظ کند مگر آنکه به آن نیرویی وارد شود. به عنوان مثال بدن یک ورزشکار که در یک زمین با سرعت می‌چرخد تمایلی به حفظ آن حرکت ندارد مگر آنکه توسط توسط یک نیرو بر این مقاومت غلبه شود و یا اینکه اسکیت‌بازی که بر روی یخ در حال حرکت است حرکت خود را با همان سرعت حفظ می‌کند و از این طریق بر تاثیر نیروی خارجی غلبه می‌کند.
قانون دوم نیوتون
قانون دوم نیوتون به طور خاص بیان می کند که چگونه و چه میزان در اثر وارد شدن نیرو، حرکت ایجاد می‌شود. شتاب جسم (اهنگ زمانی تغییر سرعت جسم) به طور مستقیم با میزان نیروی وارده رابطه دارد و با جرم رابطه عکس دارد (F=ma). به طور مثال زمانی که به یک توپ ضربه می‌زنیم، این توپ در مسیر خط اثر این نیرو جابجا می‌شود. به طور مستقیم هر میزان نیروی بیش‌تری که وارد شود، توپ با سرعت بیش‌تری حرکت می‌کند. اگر یک بازیکن بتواند عضلات پای خود را تقویت کند، می‌تواند در هنگام حرکت از سرعت و چابکی بیش‌تری برخوردار شود. این موضوع همچنین به قابلیت چرخش بخش‌های بدن بستگی دارد.
قانون سوم نیوتون
قانون سوم نیوتون (عمل و عکس‌العمل) بیان می دارد که برای هر نیروی کنشی (عمل) یک نیروی واکنشی برابر و در جهت مخالف (عکس العمل) وجود دارد. این بدان معنی است که نیرویی که از طرف یک جسم وارد می‌شود، به تنهایی کار انجام نمی‌دهد بلکه یک نیرو هم‌اندازه با آن و در جهت مخالف بر روی همان جسم عمل می‌کند. به طور مثال زمانی که فرد در حال حرکت است و پاها بر روی زمین فشار وارد می کند، زمین به عقب رانده شده و عکس العمل از طرف زمین فرد را به جلو حرکت می‌دهد. (از آنجایی که زمین بسیار بزرگ‌تر و سنگین‌تر از فرد است، در واقع زمین حرکت نمی‌کند و این فرد است که شتاب گرفته و حرکت می‌کند).
تکانه
قانون دوم نیوتون در مورد تکانه هم ثابت است. تکانه در واقع اندازه حرکت جسم و محصول و نتیجه جرم و سرعت جسم است. تکانه را می‌توان از یک شی به شی دیگر نیز منتقل نمود. انواع مختلفی از تکانه هستند که بر روی جسم ضربه وارد می‌کنند.
تکانه خطی
تکانه خطی در واقع تکانه در راستای یک خط مستقیم است. تکانه خطی برابر با حاصل ضرب جرم جسم در بردار سرعت آن است.
تکانه زاویه‌ای
تکانه زاویه‌ای یک نوع تکانه چرخشی است و زمانی شکل می‌گیرد که قسمت‌های مختلف یک سیستم بچرخند. در تکنیک‌ها و کارهای مختلف از تکانه زاویه‌ای استفاده می‌شود. امروزه از دلایل اصلی افزایش قدرت و توان کاری گنجاندن تکانه زاویه‌ای در این تکنیک‌ها و حرکات است. در تنیس، تکانه زاویه‌ای در راستایی که در اثر عمل هماهنگ بخش‌های مختلف بدن ایجاد می‌شود، به تکانه خطی در اثر ضربه راکت تبدیل می‌شود.
مرکز ثقل
مرکز ثقل نقطه‌ای تخیلی است که وزن بدن در اطراف آن به طور یکنواخت توزیع شده است. محل مرکز ثقل بدن می‌تواند به میزان قابل توجهی تغییر کند زیرا چرخش مفصل‌ها باعث این می‌شود که توده‌های قسمت‌های مختلف بدن جابه‌جا شود. این مفهوم برای درک تعادل و ثبات و چگونگی تأثیر گرانش بر روی فنون ورزشی بسیار مهم است.
جهت نیروی جاذبه از مرکز ثقل بدن به سمت مرکز زمین است. این خط اثر نیروی گرانش برای درک و تجسم هنگام تعیین توانایی فرد برای حفظ موفقیت تعادل مهم است. زمانی که این خط اثر در خارج از حالت پایه قرار گیرد، برای حفظ تعادل باید واکنش نشان دهیم.
تعادل
تعادل حالتی است که ورزشکار توانایی این را دارد که ثبات وضعیتی خود را کنترل کند. ما به این نیاز داریم که اطلاعاتی در مورد تعادل و ثبات دینامیکی و استاتیکی داشته باشیم:
تعادل (ثبات) استاتیکی
تعادل استاتیکی توانایی کنترل وضعیت بدن در حالت ثابت است. تعادل استاتیکی توانایی حفظ حالت پایداری بدن و جهت‌گیری خط اثر نیروی جاذبه در حالت پایه است.
تعادل دینامیکی
توانایی کنترل وضعیت بدن در حین حرکت. تعیین وضعیت مناسب و درست در هنگام فعالیت و پویایی مقداری چالش برانگیز است. تعادل دینامیکی توانایی انتقال وضعیت عمودی مرکز ثقل در حالت پایه است. در واقع در تعادل دینامیکی فرد می‌تواند پایداری خود را حفظ کرده و جهت‌گیری مناسبی داشته باشد.
منبع: Physio-Pedia
