الميكانيكا الحيوية في الرياضة

المرادفات بمعنى أوسع

الفيزياء ، الفيزياء الحيوية ، الميكانيكا ، علم الحركة ، الديناميكيات ، الإحصائيات

إنجل.: الميكانيكا الحيوية

تعريف

الميكانيكا الحيوية للرياضة هي فرع علمي طبيعي للرياضة وعلوم الحركة. موضوع البحث البيوميكانيكي هو الحركات الظاهرة ظاهريًا في الرياضة. التقنيات الحيوية هي تعايش بين الفيزياء والكائنات الحية البيولوجية. باستخدام نماذج ومصطلحات من الميكانيكا ، تم إجراء محاولة لتحديد القوانين البيولوجية.

اقرأ المزيد عن الموضوع: ممارسة العلوم

تصنيف

الميكانيكا الحيوية هي أساسًا في خارجي و داخلي الميكانيكا الحيوية المتمايزة.

تبحث الميكانيكا الحيوية الخارجية في التغييرات في موقع الأجسام بمساعدة الميكانيكا وتنقسم إلى علم الحركة وديناميكيات. تتعامل علم الحركة مع التغيرات في الموقع من حيث المكان والزمان. تتكون الديناميات ، التي تتعامل مع القوى الناشئة ، من الإحصائيات والحركية (انظر الشكل)

تنقسم الميكانيكا الحيوية الداخلية إلى قوى داخلية نشطة وسلبية وقوى خارجية نشطة وسلبية.

مهام الميكانيكا الحيوية

نظرًا لأن الميكانيكا الحيوية تشرحها القوانين الفيزيائية ، فهي واحدة من الموضوعات التي لا تحظى بشعبية في علم الرياضة. من غير المعقول الاستغناء عن الميكانيكا الحيوية في علوم الرياضة التطبيقية. تتخذ الميكانيكا الحيوية أبعادًا أكبر بكثير مما كان يُفترض في البداية. ينصب التركيز بالطبع على تحسين أداء التخصصات الرياضية من خلال الميكانيكا الحيوية للأداء. يمكن توضيح ذلك باستخدام مثال الرمية.

لوصف مسافة الصدمة ، فإن مسافة الصدمة ، ومسافة رحلة الكرة ، وزاوية الإقلاع ، وارتفاع الإقلاع ، وسرعة الإقلاع العمودي ، وسرعة الإقلاع الأفقي ، وسرعة الإقلاع المكاني ضرورية. يتيح التحقيق في هذه العوامل الفردية تحسين التقنية في اللقطة. تعمل المبادئ الميكانيكية الحيوية في علم الحركة على تسجيل المحددات الميكانيكية في الرياضة.

ومع ذلك ، فإن زيادة الأداء ليست فقط فرعًا من فروع الميكانيكا الحيوية ، بل إن الرياضة الوقائية تجد طريقها أيضًا إلى الميكانيكا الحيوية. كذلك هي الدراسات التي أجريت على تكنولوجيا رفع الأشياء للتخفيف من العمود الفقري والوقاية ألم في الظهر أمثلة على استخدام الميكانيكا الحيوية الوقائية. علاوة على ذلك ، فإن الدراسات حول ميزات بنية الجسم هي موضوع الميكانيكا الحيوية البشرية. ينصب التركيز هنا على دستور الرياضي.

الظروف الميكانيكية

الحركة هي دائمًا تغيير في مكان الجسم في المكان والزمان.

لتحريك الجسم ، هناك حاجة دائمًا إلى شكل من أشكال القوة.

مظاهر القوة المختلفة:

القوى الداخلية النشطة: هي القوى العضلية التي تحرك الجسم أو جزء من الجسم

القوى الداخلية السلبية: من المفهوم أن هذا يعني خصائص مرونة العضلات والأنسجة الضامة

القوى الخارجية النشطة: القوى الخارجية النشطة هي القوى التي تحرك جسم الإنسان أو المعدات الرياضية. ومن الأمثلة على الرياح عند الإبحار ، والوقت الحالي السباحة إلخ…

القوى الخارجية السلبية: تجعل القوى الخارجية السلبية الحركة ممكنة على الإطلاق. يسمح القصور الذاتي للمياه بالسباحة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون القوى الخارجية السلبية أيضًا عائقًا. (على سبيل المثال ، العدو على حلبة التزلج على الجليد)

المبادئ الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية

قانون القصور الذاتي

يظل الجسم في حالة حركة موحدة طالما لم تؤثر عليه قوة. مثال: مركبة في حالة سكون على الطريق. لتغيير هذه الحالة ، يجب أن تعمل القوة على السيارة. إذا كانت السيارة تتحرك ، فإن القوى الخارجية النشطة تؤثر عليها (مقاومة الرياح والاحتكاك). القوة التي يمكنها تسريع السيارة هي المحرك وقوة الانحدار.

قانون التسريع

التغيير في الحركة يتناسب مع القوة المؤثرة ويحدث في الاتجاه الذي تعمل فيه هذه القوة.

يقول هذا القانون أن القوة مطلوبة لتسريع الجسم.

قانون مكافحة

بالنسبة للقوة المؤثرة ، توجد دائمًا قوة معاكسة لها نفس الحجم. في الأدبيات ، غالبًا ما يجد المرء تسمية actio = رد فعل. يعني هذا القانون الثالث للميكانيكا الكلاسيكية أن القوة المطبقة حول جسد المرء أو جسم متحرك تخلق قوة معاكسة.

مبادئ النشاط الحيوي

بشكل عام ، من المفهوم أن مبادئ النشاط الحيوي تعني استخدام القوانين الميكانيكية لتحسين الأداء الرياضي.

وتجدر الإشارة إلى أن مبادئ الميكانيكا الحيوية لا تستخدم لتطوير التكنولوجيا ، ولكن فقط لتحسين التكنولوجيا (انظر فوسبري فلوب في ألعاب القوى)

المبادئ الميكانيكية الحيوية هي:

• مبدأ القوة الأولية القصوى
• مبدأ مسار التسارع الأمثل
• مبدأ تنسيق النبضات الجزئية
• مبدأ الرد
• مبدأ الارتداد الدوار
• مبدأ الحفاظ على الزخم

اقرأ المزيد عن هذا الموضوع على: مبادئ النشاط الحيوي

تعريفات

مركز ثقل الجسم (KSP):

مركز الجاذبية هو النقطة الخيالية التي تقع داخل أو خارج الجسم. في KSP تعمل جميع القوى العاملة بالتساوي. إنها نقطة تطبيق الجاذبية.

مع وجود أجسام صلبة ، يكون KSP دائمًا في نفس المكان. ومع ذلك ، ليس هذا هو الحال مع الأجسام البشرية بسبب التشوه.

التعطيل:

هي ملك لجهة معارضة قوة مهاجمة. (سيارة ثقيلة بنفس الحجم تتدحرج إلى أسفل منحدر أسرع من السيارة الخفيفة).

فرض F = م * أ:

القوة تعني تسارع الكتلة x. تؤدي القوة المؤثرة على الجسم إلى تغيير الموقع. لذلك ، تحتاج السيارات الأثقل أيضًا إلى محركات أكثر قوة لتسريعها بنفس السرعة.

نبض ع = م * ت:

الزخم هو نتيجة الكتلة والسرعة.

يصبح هذا واضحا في واحد تكلفة إضافية في ال تنس. إذا كانت الكتلة (وزن المضرب) عالية ، فلا يجب أن تكون سرعة الضرب عالية كما هو الحال مع مضرب خفيف لتحقيق نفس التأثير.

عزم الدوران م = F * ص:

عزم الدوران هو التأثير على الجسم الذي يؤدي إلى تسارع الجسم حول محور الدوران.

لحظة جماعية من الجمود أنا = م * ص 2:

يصف القصور الذاتي عند تغيير الحركات الدورانية.

الزخم الزاوي L = أنا * ث:

هي حالة دوران الجسم. يتم إنشاء الزخم الزاوي بواسطة قوة تعمل بشكل غريب الأطوار وينتج من عزم الكتلة من القصور الذاتي والسرعة الزاوية.

مهنة W = F * s:

يتطلب تسريع الجسم الكثير من العمل. تُعرَّف بأنها القوة التي تعمل على مسافة معينة.

الطاقة الحركية:

هي الطاقة الموجودة في الجسم المتحرك.

طاقة الموقف:

هي الطاقة الموجودة في الجسم المرفوع.

معلومات اكثر

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول موضوع علم التمارين هنا:

• علم الحركة
  • نظرية الحركة
  • التعلم الحركي
  • الميكانيكا الحيوية
    • مبادئ النشاط الحيوي
  • تنسيق الحركة
    • المهارات التنسيقية
    • التدريب التنسيقي
  • تحليل الحركة
• تمتد

يمكن العثور على جميع الموضوعات التي تم نشرها في مجال الطب الرياضي تحت: الطب الرياضي من الألف إلى الياء