I principi biomeccanici

introduzione

In generale, con il termine principi biomeccanici si intende l'uso di principi meccanici per l'ottimizzazione delle prestazioni atletiche.

Va notato che i principi biomeccanici non vengono utilizzati per sviluppare la tecnologia, ma solo per migliorare la tecnologia.

HOCHMUTH ha sviluppato sei principi biomeccanici per l'utilizzo delle leggi meccaniche per i carichi sportivi.

Principi biomeccanici secondo Hochmuth

Hochmuth ha sviluppato cinque principi biomeccanici:

1. Il principio della forza iniziale afferma che un movimento del corpo che deve essere eseguito alla massima velocità deve essere avviato da un movimento che corre esattamente nella direzione opposta. La corretta relazione tra movimento introduttivo e movimento del bersaglio deve essere progettata in modo ottimale per l'individuo.
2. Il principio del percorso di accelerazione ottimale si basa sul presupposto che il percorso di accelerazione deve essere lungo in modo ottimale se l'obiettivo è una velocità finale elevata. Nel caso di movimenti rettilinei si parla di traslazione e nel caso di movimenti curvi in ​​modo uniforme di rotazione.
3. Per seguire il principio della coordinazione temporale degli impulsi individuali, i movimenti individuali devono combaciare in modo ottimale tra loro ed essere perfettamente sincronizzati. A seconda dell'obiettivo del movimento, un'ottimizzazione temporale dei singoli movimenti può essere più importante di un inizio graduale dei singoli movimenti.
4. Questo può anche essere il contrario. Il principio di controazione si riferisce al terzo assioma di Newton (Actio è uguale a reazione) e afferma che per ogni movimento c'è un contromovimento. Ad esempio, l'equilibrio umano è un gioco di movimenti e contromovimenti.
5. Il principio del trasferimento della quantità di moto si basa sul fatto che è possibile, con l'aiuto della legge di conservazione del momento angolare, spostare il centro di gravità del corpo in un altro movimento.

Principio della forza iniziale

definizione

Il principio biomeccanico della forza iniziale gioca un ruolo importante, soprattutto nei movimenti di lancio e salto, in cui si vuole raggiungere la massima velocità finale del corpo o di un attrezzo sportivo.
Questo principio afferma che un movimento introduttivo opposto alla direzione principale del movimento si traduce in un vantaggio in termini di prestazioni. Il termine usato nella letteratura più antica come principio della massima forza iniziale non è più usato nella scienza sportiva più recente, poiché questa forza iniziale risultante non è un massimo ma un impulso ottimale.

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Come nasce questa forza iniziale?

Se il movimento principale è preceduto da un movimento opposto alla direzione effettiva, questo movimento deve essere rallentato. Questa frenata crea un aumento della forza (aumento della forza frenante). Questo può quindi essere utilizzato per accelerare il corpo o l'attrezzatura sportiva se il movimento principale segue immediatamente questo "movimento all'indietro".

Spiegazione del principio della forza iniziale

La figura illustra il principio della forza iniziale massima utilizzando un esempio su una piastra di forza.

Un atleta lancia una palla medica con le braccia tese. Inizialmente, l'atleta è in una posizione calma sulla piattaforma di misurazione. Le scale mostrano il peso corporeo [G] a (Il peso del mediball è trascurato. Al momento [UN] il soggetto entra nel file ginocchio. La piastra di misurazione mostra un valore inferiore. L'area [X] mostra l'impulso negativo che corrisponde all'impulso di frenatura [Y] corrisponde. Il picco di forza di accelerazione si verifica immediatamente dopo questo aumento di forza frenante. Il potere [F] agisce sul mediball. Un valore misurato più grande può essere visto sulla piattaforma di misurazione. Per un'erogazione di potenza ottimale, il rapporto tra forza frenante e forza di accelerazione dovrebbe essere di circa uno a tre.

Principio del percorso di accelerazione ottimale

accelerazione

L'accelerazione è definita come la variazione di velocità per unità di tempo. Può presentarsi sia in forma positiva che negativa.
Nello sport, tuttavia, è importante solo un'accelerazione positiva. L'accelerazione dipende dal rapporto tra forza [F] e massa [m]. di conseguenza: se una forza maggiore agisce su una massa inferiore, l'accelerazione aumenta.

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Spiegazione

Il principio del percorso di accelerazione ottimale, come uno dei principi biomeccanici, mira a dare al corpo, al corpo parziale o all'attrezzatura sportiva la massima velocità finale. Tuttavia, poiché la biomeccanica sono leggi fisiche in relazione all'organismo umano, il percorso di accelerazione dovuto alle condizioni muscolo-fisiologiche e ai rapporti di leva non è massimo, ma ottimale.
Esempio: il percorso di accelerazione quando si lancia un martello potrebbe essere esteso molte volte da movimenti rotatori aggiuntivi, ma questo è antieconomico. Accovacciarsi troppo in profondità durante il salto rettilineo porta ad un aumento del percorso di accelerazione, ma causa un effetto leva sfavorevole e quindi non è pratico.

Nella moderna scienza dello sport, questa legge è chiamata il principio della tendenza verso il percorso di accelerazione ottimale (HOCHMUTH). L'obiettivo non è raggiungere una velocità finale massima, ma ottimizzare la curva del tempo di accelerazione. Con il colpo messo la durata dell'accelerazione è ininfluente, si tratta solo di raggiungere la velocità massima, mentre nel pugilato è più importante accelerare il braccio il più velocemente possibile per evitare azioni evasive dell'avversario. In questo modo, l'inizio dell'accelerazione può essere mantenuto basso durante il lancio del lancio e un'accelerazione alta si verifica solo verso la fine del movimento.

Principio del coordinamento degli impulsi parziali

Definizione impulse

Un impulso è lo stato di movimento in direzione e velocità [p = m * v].

Spiegazione

Con questo principio, è importante distinguere tra coordinazione di tutta la massa corporea (salto in alto) o coordinazione di corpi parziali (lancio del giavellotto).
In stretta connessione con le abilità coordinative (specialmente le abilità di accoppiamento), tutti i movimenti del corpo parziale / impulsi parziali devono essere coordinati in termini di tempo, spazio e dinamica. Questo può essere visto chiaramente nell'esempio di un servizio nel tennis. La pallina da tennis può raggiungere una velocità massima elevata (230 km / h) solo se tutti gli impulsi parziali si susseguono immediatamente. Il risultato del movimento ad alto impatto sull'impatto inizia con l'allungamento delle gambe, seguito da una rotazione della parte superiore del corpo e dal movimento di impatto effettivo del braccio. I singoli impulsi parziali vengono sommati nella versione economica.
Va anche notato che le direzioni dei singoli impulsi parziali sono nella stessa direzione. Anche in questo caso è necessario trovare un compromesso tra i principi anatomici e meccanici.

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Principio di controazione

Spiegazione

Il principio della contrazione come uno dei principi biomeccanici si basa sulla terza legge della contrazione di Newton.
Dice che una forza che è sorta crea sempre una forza opposta della stessa grandezza nella direzione opposta. Le forze che vengono trasmesse alla terra possono essere trascurate a causa della massa della terra.
Quando si cammina, il piede destro e il braccio sinistro vengono portati in avanti contemporaneamente, poiché gli esseri umani non possono trasferire le forze a terra in posizione orizzontale. Qualcosa di simile si può osservare nel salto in lungo. Portando in avanti la parte superiore del corpo, l'atleta solleva contemporaneamente gli arti inferiori e ottiene così vantaggi nella distanza di salto. Altri esempi sono il pugno nella pallamano o il dritto nel tennis. Il principio del rinculo rotante si basa su questo principio. Ad esempio, immagina di stare di fronte a un pendio. Se la parte superiore del corpo è sostenuta, le braccia iniziano a girare in avanti per generare un impulso sulla parte superiore del corpo. Poiché la massa delle braccia è inferiore a quella della parte superiore del corpo, devono essere eseguite sotto forma di cerchi veloci.

Principio di conservazione della quantità di moto

Per spiegare questo principio, analizziamo una capriola con una postura dritta e accovacciata. L'asse attorno al quale la ginnasta salta una capriola è chiamato asse della larghezza del corpo. Quando il corpo è disteso, c'è molta massa corporea lontano da questo asse di rotazione. Questo rallenta il movimento di svolta (velocità angolare) e la capriola è difficile da eseguire. Se parti del corpo vengono portate sull'asse di rotazione accovacciandosi, la velocità angolare aumenta e l'esecuzione del salto mortale è semplificata. Lo stesso principio si applica alle piroette nel pattinaggio artistico. In questo caso, l'asse di rotazione è l'asse longitudinale del corpo. Man mano che le braccia e le gambe si avvicinano a questo asse di rotazione, la velocità di rotazione aumenta.

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I principi biomeccanici nelle singole discipline

Principi biomeccanici nel salto in alto

Durante il salto in alto, le singole sequenze di movimento possono essere armonizzate con i principi biomeccanici.
Il principio del percorso di accelerazione ottimale può essere ritrovato nell'avvicinamento, che deve curvare in avanti per raggiungere un punto di salto ottimale. Anche il principio della coordinazione temporale dei singoli impulsi gioca un ruolo importante. La fase di calafataggio è estremamente importante e determina la traiettoria dopo il salto. I principi della trasmissione dell'impulso e della forza iniziale giocano un ruolo importante qui. Garantiscono che l'atleta porti la potenza ottimale quando salta a terra e prende lo slancio dalla rincorsa.

Quando si attraversa la traversa, si verifica una rotazione dovuta al principio della contrazione e del rinculo rotatorio. Quando salta, il corpo viene girato di lato sopra la sbarra e poi preso sulla schiena.

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Principi biomeccanici nella ginnastica

Negli esercizi di ginnastica e ginnastica entrano in gioco anche diversi principi biomeccanici. I movimenti di svolta e le oscillazioni sono di particolare importanza. Questi seguono i principi del percorso di accelerazione ottimale.Diversi salti sono anche movimenti frequentemente eseguiti nella ginnastica. Qui troviamo il principio della massima forza iniziale, nonché quello del percorso di accelerazione ottimale. Infine, i movimenti secondari individuali devono essere combinati in una sequenza fluida, che corrisponde al principio della coordinazione dei sub-impulsi.

Principi biomeccanici nel badminton

I principi possono essere applicati anche quando il badminton è servito. Il movimento all'indietro segue il principio del percorso di accelerazione ottimale e il principio della forza iniziale. Il principio di conservazione della quantità di moto è importante affinché la quantità di moto possa essere trasferita anche alla palla. Anche il principio della coordinazione temporale dei singoli impulsi aiuta qui. Quando il colpo è completo, il movimento viene intercettato utilizzando il principio della contrazione e del rinculo rotante.

I principi biomeccanici nel tennis

Il servizio di tennis è molto simile a quello del badminton. Molti dei principi biomeccanici si incastrano e garantiscono così un'esecuzione ottimale del movimento. Nel tennis è particolarmente importante prestare attenzione alle sequenze di movimento ottimali, poiché gli errori possono costare molta energia a causa della velocità del gioco. Pertanto, questi principi sono molto importanti nell'allenamento e possono fare la differenza tra vincere e perdere in gara.

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Principi biomeccanici nello sprint

Lo sprint riguarda principalmente i principi della forza iniziale, il percorso di accelerazione ottimale, la coordinazione temporale degli impulsi individuali e il principio di conservazione degli impulsi. Il principio della contrazione e del rinculo rotatorio è usato raramente qui.
L'inizio deve essere potente e mirato. La sequenza dei movimenti delle gambe deve essere rispettata con una frequenza e lunghezza del passo ottimali il più possibile fino alla meta.
Questo esempio illustra bene quanto possano essere importanti i principi biomeccanici per il movimento.

Principi biomeccanici nel nuoto

Nel nuoto, i principi biomeccanici possono essere applicati in modo leggermente diverso ai diversi stili di nuoto.
L'esempio di rana è presentato qui perché è il tipo di nuoto più popolare. Il principio della coordinazione temporale degli impulsi individuali corrisponde al movimento ciclico di braccia e gambe con respirazione simultanea (Testa sopra e sotto l'acqua).
Il principio della trasmissione degli impulsi si riflette nel fatto che i bravi nuotatori possono imparare lo swing dalle singole bracciate (Colpo di balestra e colpo di gamba) e usa la propulsione per il prossimo treno.

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Principi biomeccanici nel salto in lungo

Il salto in lungo è simile al salto in alto. Il tipo di approccio è diverso. Non è disposto in curva come nel salto in alto, ma linearmente sulla fossa del salto. Il principio del percorso di accelerazione ottimale gioca qui un ruolo importante. Inoltre, viene utilizzato il principio della trasmissione dell'impulso e il principio della forza iniziale, senza la quale l'avvio non sarebbe nemmeno possibile.

Alla fine della rincorsa, il saltatore esegue un passo di calafataggio e utilizza il principio della contrazione e della trasmissione dell'impulso e si spinge nella traiettoria verso la fossa di salto. In volo, il saltatore lancia le gambe e le braccia in avanti, usando il principio della trasmissione degli impulsi per volare ancora di più.

Principi biomeccanici nel lancio del peso

Vari principi biomeccanici giocano un ruolo nel lancio del peso. Per raggiungere una grande distanza durante la spinta, è fondamentale trasferire quanta più forza possibile alla palla per ottenere un'elevata velocità di lancio. Chiamiamo questo principio della massima forza iniziale. Una maggiore velocità di spinta si ottiene anche indietreggiando e quindi allungando il percorso di accelerazione. Questo è il principio del percorso di accelerazione ottimale. Infine, è importante un coordinamento ottimale delle fasi parziali del movimento nel lancio del peso; una transizione sporca, ad esempio, ha un effetto negativo sulla distanza del colpo. Conosciamo questo come il principio del coordinamento degli impulsi parziali.

Principi biomeccanici nella pallavolo

La pallavolo è uno sport dinamico con un'ampia varietà di elementi, inclusi elementi di colpire, saltare e correre. In linea di principio, tutti i principi biomeccanici possono essere trovati nella pallavolo. Il principio della forza iniziale e il percorso di accelerazione ottimale possono essere trovati, ad esempio, durante il servizio. Il principio del coordinamento degli impulsi parziali definisce, ad esempio, il salto pulito e il colpo netto con una palla schiacciata. L'impatto della palla si traduce nel rimbalzo delle mani con il principio della contropiede. Il principio della trasmissione dell'impulso entra in gioco nel gioco dei passaggi.

Principi biomeccanici negli ostacoli

I principi biomeccanici sono anche di grande importanza negli ostacoli. Il principio della forza iniziale massima descrive, ad esempio, la spinta davanti all'ostacolo, che massimizza l'altezza del salto. Al fine di ottimizzare l'inizio di un ostacolo, entra in gioco il principio del percorso di accelerazione ottimale, con lo spostamento del peso e la forza applicata quando si spinge fuori dal blocco giocano un ruolo importante. I movimenti parziali negli ostacoli devono essere coordinati in modo ottimale per garantire il successo. Questo segue il principio del coordinamento ottimale degli impulsi parziali. Il principio della contrazione entra in gioco non appena il corridore atterra di nuovo sulla gamba dopo il salto e l'equilibrio viene mantenuto allungando la parte superiore del corpo.