BIOMECHANIKA SPORTU
ODRAZ
Co je to odraz? • Základní činnost, bez které by nemohly být realizovány běžné lokomoční aktivity (opakované odrazy při chůzi, běhu) • Komplex multi kloubních akcí, při kterém spolupůsobí svaly kotníku, kolenního a kyčelního kloubu při vytváření výsledného pohybu. • Odraz horních končetin
Problém s provedením dvojného salta Tři doporučení založená na biomechanických principech: 1. vyskočit výše, vyskočí výše, má více času ve Pokud gymnasta vzduchu pro dokončení obratů. 2. švihnout s větší energií před odrazem, Švih pažemipažemi s větší energií navyšuje moment hybnosti, který pomůže gymnastovi rotovat rychleji. 3. sbalit se těsněji. Těsnější sbalení zvýší rychlost rotace při zachování stejného momentu hybnosti.
VERTIKÁLNÍ SKOK • Patří do skupiny svislých vrhů. • Po uskutečnění odrazu musí být splněna podmínka FREA > FG. • Dosažená výška je určena velikostí počáteční rychlosti v0. • Vertikální skok se považuje za základní test pro posouzení výbušné síly.
MĚŘENÍ VÝŠKY SKOKU Sargentův skok: rozdíl maximální výšky dosahu při stoji v plantární flexi a výškou dosahu při výskoku.
+
Jednoduchý způsob měření, minimální nároky na zařízení.
-
Možnost vzniku chyb různého původu.
Určení výšky skoku z doby bezoporové fáze
+
Relativně přesné a jednoduché řešení.
-
Nutnost spec. Měřícího zařízení, ovlivnění výšky skoku.
Určení výšky skoku na základě velikosti silového impulsu
+ -
Přesné měření Finančně nákladné měřící zařízení
PRINCIP ODRAZU Předpokládáme odraz pod úhlem z intervalu (0°,90°) → rozklad svalové síly do dvou směrů: • FSVAV – kolmá k povrchu → způsobuje jeho deformaci, • FSVAH – působí ve směru povrchu → posun chodidla po podložce (uklouznutí brání třecí síla T). Pokud T ≥ FSVAH , podmínky odrazu jsou splněny, k uklouznutí nedojde.
T ≥ FSVAH
PRINCIP ODRAZU • Na základě zákona akce a reakce působí na lidské tělo síla stejně velká opačně orientovaná. Reakční síla je podobně jako síla svalová rozložena na dvě složky – vertikální a horizontální. • Vertikální složka FREAV působí proti tíhové síle FG, podmínka pro uskutečnění odrazu FREAV > FG
FREAV > FG
ÚHEL ODRAZU • Se změnou úhlu dochází ke změně velikosti jednotlivých složek odrazové síly. • Při zmenšeném úhlu se snižuje velikost vertikální složky svalové síly FSVAV, horizontální složka svalové síly FSVAH narůstá. Dochází k porušení nerovnosti T≥FSVAH a k následnému uklouznutí. • Uklouznutí je způsobeno také zmenšením velikosti třecí síly. • Úhel tření − úhel, ve kterém lze s přihlednutím ke stávající úrovni tření uskutečnit odraz.
ODRAZ – ŠIKMÝ VRH
DOSAŽENÍ MAXIMÁLNÍHO VÝKONU • Pro dosažení max. výkonu je důležitá velikost a směr vektoru počáteční rychlosti v0 (trajektorie těžiště odpovídá šikmému vrhu). • Složíme-li vr s horizontální složkou odrazové rychlosti voh, získáme výslednou rychlost v horizontálním směru vh. • Pokud tuto rychlost vh složíme s vertikální rychlostí odrazu vov, získáme vektor výsledné rychlosti v.
DOSAŽENÍ MAXIMÁLNÍHO VÝKONU
DOSAŽENÍ MAXIMÁLNÍHO VÝKONU
PODÍL ENERGIE V KYČELNÍM A KOLENNÍM KLOUBU NA PROVEDENÍ ODRAZU (Sasaki et al., 1997)
ODRAZ – VLIV PODLOŽKY • Nedostatečná pevnost povrchu (sypký materiál) – část svalové síly se spotřebuje na deformaci podložky • Pružná podložka – stlačením dochází k uložení kinetické energie (energie deformační). Ta se mění zpět v energii kinetickou a využije se k odrazu. • U pružné srážky se část energie mění v energii kmitavého pohybu částic tělesa (zahřátí těles).
ODRAZ – DALŠÍ VAZBY • Není možné zahájit otáčení těla až po odraze. Proto trenéři učí své svěřence, že již provedení odrazu musí způsobit rotaci jejich těla. • Po odrazu se může v průběhu skoku měnit úhlová rychlost těla, jestliže aktivně měníme jeho moment setrvačnosti. Moment hybnosti po odraze L = Jω ω zůstává konstantní. • Výjimkou jsou případy, kdy se lidské tělo začne otáčet vlivem odporu prostředí (vody, vzduchu). • Druhotná rotace (nastává po odraze) – Coriolisova síla, která je vyvolána pohybem segmentu lidského těla mimo aktuální rovinu rotace těla.
ODRAZ – DALŠÍ VAZBY Nastavení segmentů těla krasobruslaře s co nejmenším momentem setrvačnosti vzhledem k longitudinální ose → odpovídající zrychlení při odraze. Další odraz → vysoká úhlová rychlost, měně času na odraz → proto musí dojít k „rozbalení“ těla a zvýšení momentu setrvačnosti těsně před odrazem → větší moment setrvačnosti, menší úhlová rychlost kolem longitudinální osy, delší doba na provedení odrazu. Delší působení silou při odrazu → větší impuls momentu síly → větší změna momentu hybnosti.
