Transcript 운동역학 - SPORTS

운동역학
(Exercise Biomechanics)
최형준
스포츠경기력분석박사
(Dr. HyongjunChoi)
명지대학교 스포츠기록분석연구센터
http://www.sports-analyst.net/DrJunChoi
5장
운동과 안정성
수업개요
1.
균형, 평형, 안정성
2.
선안정성과 회전안정성 이용 방법
3.
선안정성과 회전안정성의 차이
4.
운동기술에 따른 안정성
5.
회전안정성과 각운동량의 관계
평형, 균형, 안정성
평형 또는 균형(balance)은 협응(coordination)과
조절(control)을 의미한다.
균형 유지에 방해를 주는 요소로는 중력, 마찰력, 공기저항,
그리고 상대방에 의해서 가해진 힘과 같은 외력 등이
있다.
평형, 균형, 안정성
안정성은 평형을 방해하는 요인에 대항하여 선수가 얼마나
많은 저항을 투입 시키느냐와 밀접한 관계가 있다.
선수의 안정성이 클수록 평형을 방해하는 힘에 대항하여
보다 많은 저항력을 발휘할 수 있다.
선안정성
선수가 정지하고 있다가 특정한 방향으로 이동하거나 또는
이동하고 있던 선수가 정지 또는 방향전환을 하고자 할
때, 이에 대항하는 저항을 받게 된다.
선수가 무거울수록 관성이 커지며 관성이 클수록 선수의
안정성은 증가하게 된다. 따라서, 선안정성은 정지 또는
움직이는 물체나 선수의 질량 또는 관성과 직접적인
관계가 있다.
선안정성과 마찰
선수에 작용하는 마찰이 크면 클수록, 선수를 이동시키기가
더욱 어려워진다.
예) 미식축구 경기에서 상대편이 라인맨을 넘어뜨리려면
라인맨과 잔디 사이에 작용하는 마찰을 이겨내야 한다.
회전 안정성
회전 안정성(rotary stability)은 정지해 있는 선수나 물체를
기울이거나, 뒤집거나, 엎어지게 하거나, 또는 원 주위를
회전시킬 때, 이에 대항하는 선수나 물체의 저항을 뜻한다.
회전 안정성의 원리는 스포츠에서 보편적으로 적용되는 매우
중요한 원리이다.
회전 안정성
안정성이 클수록 균형을 무너뜨리기 위해서는 보다 많은
토크가 필요하다.
선수의 균형을 무너뜨리는 토크의 불안정 효과는 중력,
공기저항, 상대방이 가하는 힘 등의 외력에 의해
발생되거나, 이들 외력의 상호작용에 의해서 발생된다.
토크 대 토크
체조 선수들은 한 손으로 균형을 잡은 안정된 자세를
유지하기 위하여, 신체를 지탱하고 있는 한 쪽 손과
전완에 힘을 가함으로써 균형을 무너뜨리려는 토크를
상충시킬 수 있는 대응 토크를 생성한다.
예) 레슬링에서 공격하는 선수의 토크(힘X힘팔)와 방어하는
선수의 토크(저항X저항팔)는 상호 대립적이다.
토크 대 토크
토크 대 토크
회전 안정성을 결정하는 요소
1. 기저면(base of support)의 크기를 증가시키면 안정성이
증가한다.
2. 무게중심선(line of gravity)이 기저면 상에 위치하게 되면
안정성이 증가한다.
3. 체중을 증가시키면 안정성이 증가한다.
4. 힘이 가해지는 방향으로 기저면을 넓히면 안정성이
증가한다.
회전 안정성을 결정하는 요소
1. 기저면(base of support)의 크기를 증가시키면 안정성이
증가한다.
- 기저면은 일반적으로 신체의 접촉지점들에 의해 둘러싸인
면적을 의미한다.
- 예) 평균대위에서 한발로 섰을 때와 두발로 섰을 때의 차이,
레슬링에서 방어하는 선수가 안정된 기저면을 확보하기
위해 최대한 많은 면적을 매트에 밀착시키는 현상
회전 안정성을 결정하는 요소
1. 기저면(base of
support)의 크기를
증가시키면 안정성이
증가한다.
회전 안정성을 결정하는 요소
2. 무게중심선(line of gravity)이 기저면 상에 위치하게 되면
안정성이 증가한다.
- 무게중심선이 기저면의 중앙에 가까울수록 안정성은 더욱
커지고, 반대로 기저면 가장자리에 가까워질수록
불안정하게 된다.
- 예) 커브를 돌 때에 몸을 커브 방향으로 기울이는데 이를
동적 평형이라 한다.
회전 안정성을 결정하는 요소
회전 안정성을 결정하는 요소
회전 안정성을 결정하는 요소
3. 체중을 증가시키면 안정성이 증가한다.
- 선수가 평형을 잃은 후 다시 균형을 유지하려 할 때,
체중이 많이 나가는 선수는 덜 나가는 선수보다 더 많은
힘을 발휘한다.
- 육중한 선수가 근력이 약하면 무거운 체중은 오히려 균형
유지에 불리하게 작용한다.
회전 안정성을 결정하는 요소
4. 힘이 가해지는 방향으로 기저면을 넓히면 안정성이 증가한다.
- 선수에 가해지는 힘은 상대방으로부터 받는 외력이 될 수도
있고, 던지고 때리는 동작과 같이 선수들 스스로가 발휘하는
내력이 될 수도 있다.
- 외력 : 충돌하는 방향으로 몸을 기울인다.
내력 : 특정 방향으로 힘을 발휘하는 상황에서 기저면을
넓힌다.
회전 안정성을 결정하는 요소
회전 안정성을 결정하는 요소
회전 안정성 원리들의 상호 작용
선수가 기저면을 넓힐 때에는 힘이 가해지는 방향으로
넓혀야 한다.
체중이 많이 나가도 기저면이 좁고 무게중심의 위치가
높으며 기저면의 모서리 근처에 위치하면 체중으로 인한
안정성은 소용이 없다.
하나의 원리만을 적용시키는 것은 적합하지 않으므로 가능한
한 여러가지 원리를 동시에 적용시켜야 한다.
최소한의 안정성만 요구되는 운동기능
기저면을 매우 좁게 유지한 상태에서 무게중심선을 기저면
중앙에 위치시킨다. 이렇게 함으로써 이들은 움직이고자
하는 방향으로 무게중심을 신속하게 이동시킬 수 있다.
예) 단거리 출발 자세, 테니스 리시브, 슛을 방어하는 축구
골키퍼 등
최소한의 안정성만 요구되는 운동기능
트위스트와 회전할 때의 회전 안정성
선수나 물체가 회전 또는 돌기를 할 때, 회전 안정성은 각
운동량에 의존한다.
각운동량이 크면 클수록 안정성도 커진다.
예) 미식축구공의 경우 스핀이 가해지면 좀더 안정적으로
날아가게 된다. 스핀이 없다면 공은 공중에서 요동치며
불규칙하게 움직일 것이다.
평가문제
1.
등과 엉덩이, 발뒤꿈치를 벽에 대고 서보자. 다리를 신전시킨 태
구부려 발끝을 만져보자. 이 때, 앞으로 넘어지게 되는 이유는 무엇
때문인가? 무게중심선과 기저면의 관계로 설명해 보시오.
벽으로부터 한발 나와서 동일한 동작을 해보고, 이 때에는 균형을
유지할 수 있는 이유에 대해서도 설명하시오.
회전의 안정성이 하나의 토크와 다른 토크와의 싸움이 되는 이유는 ?
평균대 위에서 한 발로 균형을 유지하는 장면을 예로 들어
설명하시오.
평가문제
3.
레슬링 선수가 매트에 엎드려서 방어할 때, 수비하는 선수는
공격하는 선수가 힘을 가하는 방향으로 기저면을 확장시키면
안정성이 증가하게 된다. 그 이유에 대하여 설명하시오.
4.
갑작스럽게 방향전환을 하거나 최대 안정성을 가지지 못하는
자세에서 어떤 방향으로 회전하려면 기술이 필요하다. 왜 그럴까?
평가문제
5.
원반이 회전할 때, 원반의 안정성이 각운동량에 의존하는 이유는?
6.
200파운드의 역도 선수가 똑바로 서서 400파운드의 바벨을 머리
위로 들어올렸다. 이 상황에서 선수가 평형상태를 유지하면서
바벨을 조절하기가 어려워지는 이유는?
평가문제
6.
체조 선수가 두 손 물구나무서기에서 한 손 물구나무서기로
자세를 바꾸었다. 체조 선수가 두 손에서 한 손으로 물구나무서기
자세를 변화시킬 때, 체조 선수는 압력이 증가함을 경험하게 된다.
그 이유는?
질의 및 응답
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최형준
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