Biomechanika

2. Biomechanika Bio – mechanika Mechanika živých systémov – v prípade vied o športe športovec, jeho pohyb, pohyb, ktorý vyvoláva (náčinia).

3. . Biomechanika - interdisciplinárny (transdiciplinárny) odbor - mechanická štruktúra, mechanické správanie, mechanické vlastnosti živých systémov. Aplikovaná biomechanika - zameranie na konkrétnu oblasť - šport.

4. História biomechaniky .

5. Biomechanika Kinematika – priestorové, časové a časovo-priestorové charakteristiky Dynamika – sily a ich pôsobenie

6. Štruktúra športového výkonu faktory somatické faktory kondičnej pripravenosti faktory technickej pripravenosti faktory taktickej pripravenosti faktory psychickej pripravenosti faktory teoretickej pripravenosti

7. Rovnováha • statická • dynamická

8. Rovnovážna poloha • Stála rovnovážna poloha • Vratká rovnovážna poloha • Voľná rovnovážna poloha

9. Stála rovnovážna poloha Stabilná • po vychýlení sa teleso (športovec) vracia späť do rovnovážnej polohy • moment tiažovej sily otáča teleso (športovca) späť do rovnovážnej polohy

10. Vratká rovnovážna poloha Labilná • výchylka sa po vychýlení z rovnovážnej polohy ešte viac zväčšuje a teleso (športovec) sa nevráti samo do rovnovážnej polohy • pád, prevrátenie

11. Voľná rovnovážna poloha Indiferentná • teleso (športovec) zostáva v novej polohe, jeho výchylka sa nezväčšuje ani nezmenšuje • teleso (športovec) je opäť v rovnovážnej polohe

12. Mechanické charakteristiky stability (rovnováhy) • plocha opory • výška ťažiska • hmotnosť

13. Miera stability Stabilita telesa je tým väčšia • čím väčšiu prácu treba vykonať na preklopenie telesa (športovca) do vratkej polohy • čím väčšia sila je potrebná na preklopenie telesa (športovca)

14. Legenda Fvz – vztlaková sila Fsv – svalová sila Ft - trenie FG - tiaž Fp – odpor prostredia Fop – odpor vody Fz – sila zotrvačnosti Fvz Fsv, Fop, Ft Fz, Fp, FG, Fsv Kinematicko-dynamická analýza mikro fázy jazdy vpred proti vetru d`Alembertovým princípom dynamickej rovnováhy Fvz + Fp + Fz + Fsv + Fop + Fsv+ FG + Ft = 0

15. . • Rýchlosť - presnosť

16. BIOMECHANIKA je predmet, vedný odbor, ktorý skúma pohyby človeka z hľadiska všeobecne platných zákonov mechaniky. Úlohy biomechaniky (B)- optimalizácia športového výkonu ŠV- dosiahnutie maximálneho ŠV - optimálna športová technika - maximálne efektívna športová technikaTechnika korčuľovania, behu, skokuTechnika pri osobných súbojochTechnika streľby, úderu, hodu, vrhuTechnika chytaniaPrevencia pred zraneniami, vhodná výstroj(korčule, kopačky, tenisky)

17. Mechanika, ktorá je súčasťou biomechaniky, študuje pohyb telies (alebo hmotných bodov) vzhľadom na iné telesá. Dráha telesa sa mení (veľkosť i smer), menia sa uhly, ktoré zvierajú jednotlivé segmenty tela navzájom i vo vzťahu k iným telesám. Tieto zmeny sa dejú v priestore. Priestorové i časové a priestorovo-časové charakteristiky pohybu nazývame kinematické charakteristiky. Pre popis pohybu hmotného bodu v kinematike používame sústavu súradníc. Pomocou nich je následne určená poloha a ostatné charakteristiky hmotného bodu . Súradnicové osy x, y, z a ich hodnoty vyjadrujú polohu hmotného bodu.

19. Smery a roviny

20. Jednotlivé smery sa určujú podľa rovín a osí a vychádzajú zo stredového bodu tela: priebeh vertikálnej osi v smere od horizontálnej roviny nahor k lebke (cranium) označujeme ako kraniálny smer a od horizontálnej roviny nadol k chvostu (cauda) označujeme ako kaudálny smer priebeh sagitálnej osi v smere od čelovej roviny dopredu označujeme ako brušný (ventrálny) smer a od čelovej roviny dozadu ako chrbtový (dorzálny) smer priebeh transverzálnej osi v smere k stredovej rovine označujeme ako prístredný (mediálny) a smer od stredovej roviny označujeme ako bočný (laterálny). Rozlišujeme dva bočné smery – pravý a ľavý (dexter et sinister)

21. Picture 5 Length of left and right knee (absolute values)

22. Picture 6 Velocity of left and right knee (absolute values)

23. Picture 7 Acceleration of left and right knee (absolute values)

24. Picture 8 Trajectories of chosen body segments during the successful trial

25. Picture 9 Angle forhead – center of hips – ball and its changes

26. Zadání:Pro svoji hmotnost a výšku spočti hmotnosti jednotlivých segmentů těla pomocí dvou metod (procentuální metoda, Zaciorského metoda) a porovnej výsledky obou metod. Vstupní data: celková hmotnost v kgcelková výška v cmVýstupní data: hmotnost hlavy, trupu, paže, dolní končetiny, předloktí, nadloktí, ruky, stehna, bérce, nohy). Zaciorského metoda:mi = B0 + B1 . m + B2 . vkde: mi = hmotnost počítaného segmentuB0 , B1 , B2 = koeficienty množinové regrese (experimentálně zjištěné)m = hmotnost člověka (kg)v = výška člověka (v cm!)Zadání:Pro svoji hmotnost a výšku spočti hmotnosti jednotlivých segmentů těla pomocí dvou metod (procentuální metoda, Zaciorského metoda) a porovnej výsledky obou metod. Vstupní data: celková hmotnost v kgcelková výška v cmVýstupní data: hmotnost hlavy, trupu, paže, dolní končetiny, předloktí, nadloktí, ruky, stehna, bérce, nohy). Zaciorského metoda:mi = B0 + B1 . m + B2 . vkde: mi = hmotnost počítaného segmentuB0 , B1 , B2 = koeficienty množinové regrese (experimentálně zjištěné)m = hmotnost člověka (kg)v = výška člověka (v cm!)

27. Legenda Fvz – vztlaková sila Fsv – svalová sila Ft - trenie FG - tiaž Fp – odpor prostredia Fop – odpor vody Fz – sila zotrvačnosti Fvz Fsv, Fop, Ft Fz, Fp, FG, Fsv Kinematicko-dynamická analýza mikro fázy jazdy vpred proti vetru d`Alembertovým princípom dynamickej rovnováhy Fvz + Fp + Fz + Fsv + Fop + Fsv+ FG + Ft = 0

29. Aristoteles Leonardo da Vinci384 – 322 predn.l 1452 – 1519organizmus-mechanický a gravitačné centrum tela,šlachy prenos sily riadiaci systém,svaly-pohyb

30. Giovanni Alfonso Borelli Etienne-Jules Muray1608 – 1679 1830 – 1904otec novodobej biomechaniky vynález chronofotografugravitácia,pákový mechanizmus 1.moderná analýza pohybu - chôdza

31. Chronofotograf

32. Archimedes 287 – 212 pred n.l (hydromechanika) Galileo Galilei 1564 – 1642 (izoloval jednotlivé javy od celku – metodológia výskumu, zákon zotrvačnosti a zachovania hybnosti) Isac Newton 1643 - 1727 (3 pohybové zákony: sily, zotrvačnosti, akcie a reakcie) Lesgaft 1837 – 1909 (anatómia, abeceda pohybov)

33. V Československu: Stráňai, Čelikovský, Novák, Koniar, Leško, Baláž Novodobý svet: Schnabel, Donskoj, Hochmuth, Zatsiorskij 1983, Seluyanov 1983, Chandler 1975, Hanavan 1964, Yeadon 1990, Kwon 1991 1993-3D, Jensen 1978, Hatze 1980

34. Zatsiorskij

35. Hanavan model

36. Yeadon model

37. Paličkový model – stick diagram

38. Oporný a pohybový systém ľudského tela Všeobecné znaky ľudského tela Ľudské telo je veľmi zložitý pohybový systém tvorený subsystémami s diferencovanými funkciami (riadiaci, oporný, energetický, pohybový, atď.). Celú materiálnu časť tela človeka tvoria nehomogénne a nepravidelné tvary, ktoré sú výsledkom ľudského vývinu. Tkanivá, z ktorých sú tieto systémové a funkčné časti (orgány) zložené majú rôznu stavbu. Táto sa v priebehu ľudského života mení. Menia sa tým ich fyzikálne vlastnosti. K nim patria: - štruktúrovanosť - pružnosť a pevnosť

39. Celé telo v rámci diferencovanosti pôsobí ako jeden funkčný homogénny celok. Štruktúratýchto systémových jednotiek akým sú kosti, šľachy, svalové vlákna, nervové bunky atď. je v jednote pôsobenia ako celku. Vlastnosti pevnosti a pružnosti sú viazané na schopnosti tkanív odolávať účinkom pôsobiacich síl. Pevnosť tkaniva je veľkosť odporu, ktorý kladie proti svojmu porušeniu. Teda pôsobí vnútornou silou proti vonkajším silám.

40. Pružnosť tkaniva je vlastnosťou, ktorá mu umožňuje návrat do pôvodného stavu. Smer pôsobiacich síl určuje i základné triedenie. Poznáme pevnosťv tlaku, ťahu a krútení. Pri všetkých druhoch silového pôsobenia je známy jav medznej sily. Ak je táto väčšia ako je vnútorné napätie (δ sigma) dochádza k deformácii tkaniva. Matematicky je vzťah vyjadrený: F δ = –––––– [N.cm-2] S kde δ je napätie, F pôsobiaca sila, S plocha prierezu tkaniva.

41. Pákový systém Pohyb pákového systému zabezpečujú vonkajšie a vnútorné svalové sily. Z vonkajších síl pôsobí tiažová sila (FG), ktorá sa rozkladá na G1 pôsobiacu v predĺžení predlaktia a FG2 pôsobiacu na ňu kolmo. Výslednicou je FG Momenty tiažovej alebo svalovej sily (FSV, MFG) vznikajú vtedy, ak sila pôsobí mimo osi otáčania. MG = G . q U človeka nachádzame i dvojzvratné páky (hlava s chrbticou). Ich mechanizmus je zložitejší. Sily pôsobia na oboch stranách osi a sú spravidla udržiavané v rovnovážnom stave.

43. Ťažisko – centrum hmoty V biomechanických analýzach pohybu ľudského tela sa stretávame so zjednodušením. Hmotu celého tela nahradzujeme jedným hmotným bodom, ktorým je ťažisko. Hmota tela je pritom zachovaná. Ťažisko sa nazýva i „centrom hmoty“ alebo „centrom zotrvačnosti“. Ponechávame mu teda všetky vlastnosti hmoty V mikroanalýzach pohybu je potrebné poznať i ťažiská segmentov. To preto, aby bolo možné posúdiť vplyv pohybu jednotlivých segmentov v rámci celého tela pri pohybe v priestore. Preto sú určené i segmentálne ťažiská.

44. Hmotnosť segmentov tela (m, v):1.znalosť percentuálneho rozdelenia hmotnosti2.výpočet Zatsiorskij,Seluyanov 1979B0, B1,B2koeficienty m i = B0 + B1m+B2v m – v kg v – v cm 3.antropometrické postupy (podvodné váženie - AZ)

47. Ďakujem za pozornosť