Tomasz Zamiela, 3 męska
REAKCJA PODŁOŻA NA WYSKOK PIONOWY
****************************************************
I. WSTĘP
II. MATERIAŁ BADAŃ
III. WYNIKI BADAŃ
IV. ANALIZA I WNIOSKI KOŃCOWE
V. WYKORZYSTANIE
VI. OPIS ARTYKUŁU
VII. LITERATURA I PIŚMIENNICTWO
Ocena skoczności dokonywana jest najczęściej za pomocą skoku w dal lub wzwyż.
Niektórzy autorzy testów sprawności fizycznej ( np. Denisiuk, Ulatowski, Pilicz ) za pomocą skoków próbowali określić moc kończyn dolnych. Skoczność i moc często używane są zamiennie, chociaż między nimi nie ma ( w sensie fizycznym ) bezpośrednich i prostych zależności.
Najstarszą i bodaj najczęściej stosowaną metodą do dziś jest próba oceny skoczności zwana skokiem Sargenta lub wyskokiem dosiężnym. Próba ta jest niedokładna, co podkreśla Fidelus i Gradowska, ponieważ ocenia jedynie wysokość wyskoku. Wzbudziła ona jednak zainteresowanie wśród biomechaników w celu oceny możliwości siłowo-szybkościowych układu ruchu człowieka. Jednak, aby przeprowadzić pełną analizę ruchu podczas wyskoku, potrzebna jest specjalna laboratoryjna aparatura pomiarowa, pozwalająca dokładnie i szybko ocenić przemieszczenie środka masy ciała człowieka.
Za pomocą systemu ERGOJUMP mogą być wykonywane trzy rodzaje skoków:
1) SJ ( squatting jump ) – z pozycją początkową w przysiadzie
2) CMJ ( countermovement jump ) – z pozycja początkową wyprostowaną.
3) DJ ( drop jump ) – wyskok poprzedzony zeskokiem.
Pomimo wielu zalet tej metody, dużym ograniczeniem jest brak możliwości oceny
parametrów dynamicznych ( np. mocy ) w pojedynczym skoku.
Stosowaną obecnie metodą oceny parametrów skoku pionowego jest metoda analizy, zarejestrowanej podczas próby siły reakcji podłoża. Zakłada ona, że ruch człowieka można opisać za pomocą ruchu środka masy ciała w kierunku pionowym ( jeden stopień swobody ). Badanego tratujemy jako układ materialny, którego środek masy porusza się względem inercjalnego układu odniesienia XYZ związanego ze ścianami pomieszczenia, w którym odbywa się ćwiczenie.
Charakterystyka rozwijanych sił reakcji są decydującym czynnikiem wpływającym na wynik w wielu dyscyplinach sportu. Buśko, Musiał i Wychowański uważają, że platforma dynamometryczna powinna być podstawowym urządzeniem pomiarowym w sporcie. W najnowocześniejszych platformach wykorzystuje się zjawisko piezoelektryczne i oprócz trzech składowych sił reakcji mierzy się trzy składowe momentów. Platformy takie produkuje firma „ Kistler „.
ZAŁOŻENIA:
1. Podczas wyskoku na platformie wyróżnia się następujące fazy:
- zamach ( obniżenie SM ( środka ciężkości ) podczas kontaktu skaczącego z podłożem ). Występuje tu siła bezwładności skierowana ku górze, a więc nacisk na podłoże maleje. Jest to faza odciążenia, w której R = G - Fi
- odbicie ( unoszenie SM podczas kontaktu z podłożem )
siła bezwładności i siła reakcji skierowane są ku dołowi, a przyspieszenie ku górze. R = G + Fi
- lot ( brak kontaktu skaczącego z podłożem, R=0 )
- lądowanie ( kontakt z podłożem po fazie lotu do chwili osiągnięcia stałej
wartości siły reakcji ).
2. Konieczność rozpoczynania prób z pozycji statycznej, co wynika z potrzeby
dokładnego określenia warunków początkowych ruchu. R=G
3. Błąd pomiarowy siły reakcji podłoża przy 8-bitowym przetworniku A/C powoduje
błąd oceny prędkości maksymalnej ok. 2,3 %, wysokości wyniesienia środka masy ciała w wyskoku ok. 4,5 % oraz mocy maksymalnej ok. 3,3 % i obniżenia środka masy ciała przed odbiciem ok.. 2,4 %.
4. Istnieje wiele czynników wpływających na wartość różnych parametrów służących
ocenie możliwości dynamicznych układu ruchu człowieka ujawnionych w próbie
wyskoku pionowego. Można do nich zaliczyć: wiek badanej osoby, uprawianą
dyscyplinę, staż treningowy, stan fizyczny organizmu ).
OPIS TORU POMIAROWEGO:
platforma dynamometryczna ----wzmacniacz ładunku ---- przetwornik A/C ---- komputer
Tomasz Zamiela lat 21 masa 77,85 kg dyscyplina: fitness
1. SKALOWANIE
Pierwszy bok kratki:
14 kratek – 200 N
1 kratka - x
x = 200 / 14 = 14,28 [ N ]
Drugi bok kratki:
24 kratki – 0,20 s
1 kratka – y
y = 0,20 / 24 = 0,0083 [ s ]
Pole jednej kratki:
P = x * y = 14,28 [ N ] * 0,0083 [ s ] = 0,1185 [ N*s ]
2. OPIS DANYCH NA WYKRESIE
p, p1 , p2 - poszczególne pola
R min [ N ] – minimalna siła reakcji
R max [ N ] – maksymalna siła reakcji
t z [ s ] – czas zamachu
t od [ s ] – czas odbicia
t l [ s ] - czas lotu
G – ciężar ciała skaczącego zawodnika
Reakcja podłoża w spoczynku wynosi 778,5N ponieważ:
Wykres zaczyna się między 5 a 6 kratką nad wartością 700N, zatem
5 kratek * 14,28 N = 71,4 N
6 kratek * 14,28 N = 85,68 N
Linia pomiędzy nimi będzie miała wartość średniej arytmetycznej:
( 71,4 N + 85,68N ) / 2 = 157,08 N /2 = 78,54 N, a więc:
700 N + 78,54 N = 778,5 N
3. OBLICZENIE MASY MOJEGO CIAŁA ( m )
G = m * g
m = G / g = 778,5 [ N ] / 10 [ m/s2 ] = 77, 85 [ kg]
Odp. Masa mojego ciała wynosi 77,85 [ kg ]
4. OBLICZENIE POLA ( p )
p = p2 - p1
Obliczam p2
Obszar ten zawiera 2177 kratek, a zatem:
2177 * 0,1185 = 257,975 [ N * s ]
Obliczam p1
Obszar ten zawiera 670 kratek, a zatem:
670 * 0,1185 = 79,395 [ N * s ]
Obliczam p
p = 257,975 – 79,395 = 178,58 [ N * s ]
Odp. Pole powierzchni oznaczonej jako p wynosi 178,58 [ N * s ]
5. OBLICZANIE PREDKOŚCI MAX ODBICIA ( V max )
Korzystam z: ZASADA ZACHOWANIA PĘDU ( zmiana pędu równa się popędowi )
Dp = p
p = F ( t ) * t = F k * t k – F p * t p = p 2 - p 1
m * V max = p
V max = p / m
V max = 178,85 / 77,85 = 2,3 [ m/s ]
Odp. Maksymalna prędkość odbicia wynosi 2,3 [ m/s ]
6. OBLICZAM WYSOKOŚĆ WYSKOKU
Korzystam z: ZASADY ZACHOWANIA ENERGII
E k + E p = const.
m * V 2 / 2 = m * g * h
h = V 2 max / 2 * g
h = 2,3 2 / 2 * 10 = 5, 29 / 20 = 0,2645 [ m ] = 26,45 [ cm ]
Odp. Wysokość wyskoku wynosi 26,45 [ cm ]
7. OBLICZAM CZAS ZAMACHU
t z = 4,56 – 3,85 = 0,71 [ s ]
Odp. Czas zamachu wynosi 0,71 [ s ]
8. OBLICZAM CZAS ODBICIA
t od = 4,80 – 4,56 = 0,24 [ s ]
Odp. Czas odbicia wynosi 0,24 [ s ]
9. OBLICZAM CZAS LOTU
Z wykresu nie mogę odczytać czasu lotu, ponieważ nie ma zaznaczonego wykresu lądowania ( zbyt duże skalowanie wykresu ). Zastosuje się natomiast do pewnego wzoru: znając wysokość wyskoku można obliczyć czas lotu ( źródło nr 1* ):
h = g * t l 2 / 8
0,2645 = 10 * t l 2 / 8
t l = 0,46 [ s ]
Odp. Czas lotu wynosi 0,46 [ s ]
10. OBLICZAM MOC MAKSMALNĄ KOŃCZYN DOLNYCH ( P max )
F = R - G
P = W / t
P = F * S / t
P max = F * V max
P max = V ...
maarteczka15