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運動生物力學為體育運動保駕護航

2022-10-20科學

相信大家在學習人體運動學或分析人體運動時都聽說過運動生物力學這個名詞——在學習過程或者實際運動中,運動生物力學的學習都對我們康復的從業者來說至關重要,它直接關系著我們的運動分析從而將影響我們訓練或治療的開展,因此今天我們就來說說運動生物力學究竟在體育運動中發揮著什麽樣的作用?又是如何為我們的體育運動保駕護航的?

首先,我們先來復習一下,什麽是運動運動生物力學?

運動生物力學是研究體育運動中人體機械運動規律的科學。它要具體回答人體完成各項運動動用時是怎樣運動的和為什麽會運動,同時也要研究影響人體運動的外界條件(如體育場地質素及各種訓練和比賽的器材器材等)與運動技術的關系。從而根據人體的形態和機能的特點,結合對運動場地、器材的改進,研究最合理、最有效的運動技術,以求達到最好的運動成績。因此,若我們掌握運動生物力學的精髓,那在實際的運動康復或者日常康復訓練中,就能很好地分析特定運動所需的關節肌肉等參與情況,從而制定更精準的康復方案或訓練方案。

我們學習運動生物力學的主要任務有如下幾點:

1.研究各項動作技術特點,動作技術原理,建立動作技術模式來指導教學和訓練。

2.結合運動員個人的身體形態、機能和運動素質等的特點,研究適合個人的最佳技術方案和進行動作技術診斷。

3.探索預防運動創傷和康復手段的力學依據。

4.設計和改進運動器械。

在人體運動中運用的生物力學主要涉及運動學、動力學、靜力學、轉動力學及流體力學等,具體舉例如下:

  1. 運動中的運動學:它以經典牛頓力學理論為基礎,把人體近似地看成質點(只有質素,忽略大小、形狀等)和剛體(形態不變的連續質點)進行研究。主要解決的是速度、加速度等問題。例如我們套用拋物線運動,從而可以計算出鉛球、鐵餅、標槍等投擲運動的最佳出射角度。
  2. 運動中的動力學:
    動力學研究的是人體運動的動力與原因。因為運動是一個能量轉化過程,因此對於動力的來源研究就不可或缺。動力學理論主要涉及牛頓第一運動定律(慣性定律),它是指任何物體,在不受力作用時,都保持靜止狀態或均速直線運動狀態,如在長距離遊泳、賽跑中保持速度穩定;在上舉杠鈴、撐竿跳等動作的連貫性要求,都是其套用。同時還有牛頓第二、第三定律,動量定理,動量守恒定律等。
  3. 運動中的靜力學:
    它主要研究運動中的平衡問題。在平衡問題的研究中,我們常會涉及的名詞是力矩,力
    矩(轉矩)是表示力對物體作用時產生轉動效果的物理量,力與力臂的乘積。在重心的高低對平衡的影響中則是套用了力矩這一概念。
  4. 運動中的轉動力學:
    ①轉動運動學:研究角位移、角速度和線速度、角加速度等
    ②轉動動力學:轉動慣量與物體的質素、質素的分布及轉軸的位置有關。
  5. 運動中的流體力學:

主要涉及:

①浮力原理(阿基米德定律):指浮體所受的浮力數值等於它所排開的液體的

重量,方向向上。

②阻力:如空氣迎面阻力,水中阻力,在實際套用中常用於遊泳或水上運動,也用於

我們日常用具的研究,如汽車設計、單車輪設計、鯊魚裝設計等。

③馬格努斯效應:旋轉前進的球體,受轉動引起的環流和平動引起的片流雙重作用,

上下層氣流速度不同,而引起受力偏轉方向的現象,如乒乓球的弧旋球、足球的香蕉球。

那麽運動生物力學在體育運動中究竟發揮著怎麽樣的作用呢?

1.提高體育運動成績(主要作用):

提高運動技術水平:主要表現在兩個方面——教師和教練員套用力學知識指正學生和運

動員完成特定運動,提高技能水平(定性方法),或者生物力學研究者發現新的或更有效技術以完成運動專案(定量方法)。例如前面我們說過的運用拋物線原理計算出投擲運動的最佳出射角度,從而提高我們個體的運動水平。

提高訓練的科學化:運用運動動作分析幫助教師、 教練員確定學生和運動員需要改進

訓練的地方,個人化地提高其運動水平。

2.預防運動損傷和更好進行康復:

減少損傷的技巧:透過更好地認識作用在組織上的力和設法減小這些力的作用,來達到預防和改善急慢性損傷的目的。可以透過改進器材器材(如鞋、墊子等) 或改進運動技術 (如對運動技術中力的分析,確定適當的用力角度等)從

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釋出於 2022-10-20 23:27
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