WF II ° I ROK, AWF WARSZAWA 2012
SPRAWOZDANIE
BADANIE CHARAKTERYSTYKI SZYBKOŚCIOWO – SIŁOWEJ CZŁOWIEKA
WSTĘP
Zarówno w biomechanice jak i w treningu sportowym bardzo ważnym zadaniem jest określenie zależności pomiędzy prędkością a siłą rozwijaną przez zawodnika podczas wykonywania dowolnych ruchów. Najczęściej mierzona jest prędkość ruchu w jednym stawie, który porusza się dzięki zmiennemu naprężeniu współpracujących ze sobą mięśni, np. zginaczy i prostowników.
PRACA MIĘŚNI
Mięśnie mogą wykonywać różne rodzaje pracy. Wyróżniamy:
-pracę izometryczną- podczas takiej pracy długość mięśnia oraz kąt w stawach nie zmienia się, zmienia się natomiast napięcie mięśniowe. Nie występuje ruch. Mm = Mz
-pracę koncentryczną- podczas tej pracy długość mięśnia skraca, kąt w stawach zmniejsza się, zmienia się napięcie mięśniowe. Mm › Mz
-pracę ekscentryczną- podczas tej pracy długość mięśnia zwiększa się, a kąt w stawach zmniejsza się. Mm ‹ Mz
Największą siłę rozwijają mięśnie w warunkach pracy o charakterze ekscentrycznym. Natomiast najmniejszą w warunkach pracy o charakterze koncentrycznym.
Bardzo często możemy zaobserwować, że testy odbywają się w warunkach izokinetycznych bądź izotonicznych.
-izokinetyczne- niezależnie od charakteru pracy mięśnia, prędkość ruchu jest stała.
-izotoniczne- podczas całego zakresu ruchu występuje niezmienne obciążenie.
WZORY
Podczas badania ruchów w stawie należy rozpatrywać wpływ momentu obciążającego na kąt obrotu i prędkość kątową w stawie .
Czynniki decydujące o technice i mocy w stawie :
P(t) = M(t) ×ω(t)
P(t) -zmiana mocy w czasie
M(t)- zmiana momentu obciążającego w czasie
ω(t)- zmiana prędkości kątowej w czasie
Badania nad zależnością v= f(F) dla mięśnia izolowanego przeprowadził A.V. Hill . W 1938 roku podał równanie charakterystyczne w postaci :
(F+a) × v = b ×(Fmax –F)
Z równania wynika , że przy skurczu izotonicznym prędkość skracania się mięśnia zmniejsza się hiperbolicznie wraz ze wzrostem obciążenia . Uzyskuje się hiperbolę o asymptotach równych stałym a i b .
CEL BADANIA
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk biomechanicznych pojedynczych zespołów mięśniowych – prostowników stawu kolanowego – w warunkach dynamicznych polegających na :
- pomiarze prędkości kątowej w funkcji zewnętrznego obciążenia ,
- pomiarze mocy rozwijanej przez grupę mięśni .
TOR POMIAROWY
Stanowisko do naszych ćwiczeń składa się z elementów takich jak:
1. rama mocująca
2. blok obrotowy
3. dźwignia
4. siedzisko
5. ekspandory- to gumy
6. fotodioda
7. przetwornik fotoelektryczny
8. miernik czasu
BADANIE
Przed przystąpieniem do badań należy ustabilizować badanego na siedzisku w taki sposób , aby oś obrotu stawu kolanowego pokrywała sie z osią bloku obrotowego . Do bloku obrotowego zakładamy odpowiednią liczbę gum o znanej i wywzorcowanej sile naciągu . Badany napędza dźwignię podudziem , prostując je w stawie kolanowym z maksymalną prędkością . Dla każdego obciążenia wykonuje 3 próby . Rejestrujemy czas pokonania ustalonego odcinka drogi kątowej .
W badaniu wzięły udział 3 dziewczyny uprawiający różne dyscypliny sportowe
Tabela 1.
Wzrost
Waga
Dyscyplina
Katarzyna
168
50
Gimnastyka artystyczna
Aleksandra
165
57
Siatkówka
Ewelina
172
60
Skok wzwyż
Tabela 2.
Liczba gum
Moment obciążający
Czas [t]
Moc [W]
Prędkość kątowa [rad/s]
1
16,4
0,049
151,951
9,27
2
24,8
0,051
220,7686
8,90
3
33,2
0,060
251,2133
7,57
4
41,6
0,068
277,7412
6,68
5
50,1
0,081
280,8074
5,60
6
58,5
0,083
319,988
5,47
7
66,9
-
Wykres 1.
Wykres 2.
Tabela 3.
Eweelinka1990