Σκοπός της αθλητικής βιομηχανικής
• Μείωση τραυματισμών
• Βελτίωση της αθλητική απόδοσης
Αθλητική Βιομηχανική
Είναι η εφαρμογή των νόμων της μηχανικής
στη μελέτη της βιολογικής κίνησης. Φυσική, Μηχανική, Βιολογία,
Μαθηματικά και άλλες επιστήμες χρησιμοποιούνται για την
κατανόηση της ανθρώπινης κίνησης.

Άξονες και επίπεδα στο ανθρώπινο σώμα 1
• Σημείο αναφοράς και σημείο τομής
των αξόνων το Κέντρο Μάζας του
σώματος.
•Άξονες:
• Χ - Μέσος ή Προσθοπίσθιος
(διαπερνά το σώμα από πίσω προς τα
μπρος).
• Υ - Εγκάρσιος ή Πλάγιος (διαπερνά το
σώμα από αριστερά προς τα δεξιά).
• Ζ - Επιμήκης άξονας (διαπερνά το
σώμα κατά μήκος, από τα πόδια προς
το κεφάλι).
2

Πλάγιο-μετωπιαίος
Προσθοπίσθιος
Επιμήκης

Ο τρόπος που τρέχουμε δεν είναι ίδιος για όλους

Άξονες και επίπεδα στο ανθρώπινο σώμα 2
•Επίπεδα:
• Προσθοπίσθιο ή οβελιαίο
(καθορίζεται από τους άξονες
Υ,Ζ).
• Μετωπιαίο (καθορίζεται από
τους άξονες Χ,Υ).
• Εγκάρσιο (καθορίζεται από
τους άξονες Χ,Ζ).
5

Προσθοπίσθιο ή οβελιαίο
Sagittal
Μετωπιαίο
Frontal
Εγκάρσιο
Horizontal

Κινηματική
• Η κινηματική είναι ο κλάδος της μηχανικής που ασχολείται με την περιγραφή του χώρου
(θέση) και του χρόνου (χρονική στιγμή) της κίνησης.
• Μεταβλητές που εξετάζονται είναι
• Η θέση x
• Η αλλαγή θέσης του κινητού (μετατόπιση) Δx
• Ο ρυθμός μεταβολής της θέσης του κινητού (ταχύτητα) v
• Ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας (επιτάχυνση) a
χωρίς να γίνεται αναφορά στις δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση.
Οι παραπάνω μεταβλητές μπορεί να είναι
• γραμμικές
• γωνιακές
Είναι διανυσματικά μεγέθη με αρχή, μέτρο, διεύθυνση και φορά.
7

Κίνηση συμβαίνει όταν ένα κινητό αλλάζει θέση. Η κίνηση δεν γίνεται στη στιγμή, αλλά απαιτείται κάποιος χρόνος
για να συμβεί. Επομένως, κίνηση είναι η διαδοχική μεταβολή της θέσης μέσα σε ένα χρονικό διάστημα Δt.
Θέση ενός κινητού είναι το σημείο στο χώρο ως προς ένα σύστημα αναφοράς. Για παράδειγμα η θέση του αθλητή
στη διάρκεια του δρόμου 100m ως προς τους βατήρες (σύστημα αναφοράς) τη χρονική στιγμή t = 7s
Θέση x = 0 Θέση x = 80m
Μετατόπιση Δx=70 – 0 =70m
χρόνος t = 0 χρόνος t = 7.92s

Παρακολούθηση τροχιάς (tracking)

Θέση κάμερας
Παράδειγμα υπολογισμού ταχύτητας με τη χρήση κάμερας

Διάγραμμα απόστασης – χρόνου
• Απεικόνιση των διαφορετικών κλίσεων στην κατακόρυφη θέση
ως συνάρτηση του χρόνου. Οι κλίσεις a, b και e είναι θετικές.
Οι κλίσεις c και f είναι αρνητικές, ενώ η d έχει μηδενική κλίση. 11

Διάγραμμα απόστασης - χρόνου
(στιγμιαία ταχύτητα)
12

Διάγραμμα ταχύτητας – χρόνου
(μεταβαλλόμενη επιτάχυνση)
• Η ταχύτητα σχηματίζει καμπύλη.
• α1 = Δv1 / Δt1= (V1 - V0) / (t1 - t0) = v1 / t1
• α2 = Δv2 / Δt2 = (V2 - V1) / (t2 - t1) = 0
• α3 = Δv3 / Δt3 = (V3 - V2) / (t3 - t2)
13

Διάγραμμα ταχύτητας – χρόνου
(στιγμιαία επιτάχυνση)
14
a
v

Γωνιακή μετατόπιση είναι η γωνία που
καλύπτει η ακτίνα περιστροφής ενός σώματος
σε κάποια χρονική περίοδο t και μετριέται σε
μοίρες (degrees ή deg) ή σε ακτίνια (radians ή
rad). Είναι διανυσματικό μέγεθος (φ,θ,α,β).
1 rad = 57,3 deg
• Παρουσιάζονται τρεις διαφορετικές θέσεις του πήχη ως
προς το βραχίονα, οι οποίες ορίζονται αριθμητικά με τη
γωνία της άρθρωσης του αγκώνα.
15
Γωνιακές μετατοπίσεις των μελών του σώματος

Γωνιακές μετατοπίσεις των μελών του
σώματος 2
• Δύο τρόποι μέτρησης των γωνιών των μελών του σώματος υπάρχουν:
οι σχετικές γωνίες (η γωνία που περιλαμβάνεται μεταξύ των επιμηκών
αξόνων δύο μελών) και οι απόλυτες γωνίες (η γωνία κλίσης των
μελών, ο προσανατολισμός τους στο χώρο).
16

Γωνιακή μετατόπιση
• Στην περίπτωση της γωνιακής μετατόπισης είναι απαραίτητο να
ορίσουμε την κατεύθυνση περιστροφής. Ως θετική κατεύθυνση
ορίζεται η αντίθετη της κίνησης των δειχτών του ωρολογιού και
ως αρνητική εκείνη της περιστροφής των δειχτών του
ωρολογιού. 17
Πελματιαία κάμψη Ραχιαία κάμψη

Γωνιακές μετατοπίσεις σε διάφορες
αρθρώσεις
• Γωνίες στο διασκελισμό της
βάδισης
• Α) στο ισχίο
• Β) στο γόνατο
• C) στην ποδοκνημική
18

Γωνιακή ταχύτητα
• Ο κανόνας του δεξιού χεριού χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του προσήμου της
γωνιακής ταχύτητας.
• Το διάνυσμα της γωνιακής ταχύτητας είναι κάθετο στο επίπεδο περιστροφής.
19
ω = φ / t
(rad / sec)
1 rad = 57,3 deg

Γωνιακή επιτάχυνση
• Είναι το πηλίκο της
μεταβολής της γωνιακής
ταχύτητας δια του
απαιτούμενου χρόνου
• (α = Δω/Δt).
• Συμβολίζεται με α και
μετριέται σε
• deg / sec2 ή σε rad / sec2.
20

Γωνιακή μετατόπιση – ταχύτητα - επιτάχυνση
• Α) γωνία κάμψης του
αγκώνα.
• Β) γωνιακή ταχύτητα
• C) Γωνιακή επιτάχυνση
21

Μεταφορική κίνηση
22
Είδη κινήσεων

Περιστροφική κίνηση
23
Είδη κινήσεων

A’ Νόμος : Αν ΣF = 0 -> ισορροπία ή σταθερή ταχύτητα
Ανισορροπία σε προσθοπίσθιο και πλάγιο-μετωπιαίο άξονα
Βάρος
Αντίδραση εδάφους
Κινητική ανάλυση

Β’ Νόμος : Αν ΣF ≠ 0 -> επιτάχυνση : ΣF= m a
m: μάζα σώματος
a: επιτάχυνση (ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας) a = Δv / Δt (m / sec2)
Fx= m∙a
Fy Επιτάχυνση
Βάρος
Κινητική ανάλυση

Fοριζόντια (Fh)
Fκατακόρυφη (Fv)
Για να τρέξουμε πρέπει να
• παράγουμε δύναμη (μύες)
• μεταφερθεί στο έδαφος
• λόγω δράσης-αντίδρασης
το έδαφος να ασκήσει δύναμη
• το κέντρο μάζας επιταχύνεται
• αυξάνουμε ταχύτητα
Fπρος το έδαφος
α
Μεγάλη ταχύτητα
Μικρός
χρόνος
επαφής
Fδύναμη αντίδρασης εδάφους Ground Reaction Force
Κέντρο μάζας
ταχύτητα
Σημαντικά:
• Μέγεθος δύναμης F
• Κατεύθυνση δύναμης (γωνία α) Fv = Βάρος
Γ’ Νόμος:
Δράση (F προς το έδαφος) – Αντίδραση (GRF)
Κινητική ανάλυση

Άλλα φυσικά μεγέθη που περιγράφουν τη κίνηση
Ορμή (p) : Η ιδιότητα της κίνησης που εξαρτάται από τη μάζα και τη ταχύτητα p = m . v
Για να αλλάξει η ορμή (Δp) σε ένα σώμα σώμα πρέπει να ασκήσουμε δύναμη (F) για ένα χρονικό διάστημα (Δt)
Δp = F . Δt (ώθηση)
Στο τρέξιμο για να είναι η ταχύτητα μεγάλη
θα πρέπει να έχουμε επίδραση μεγάλης δύναμης σε μικρό χρονικό διάστημα κατά την επαφή με το έδαφος
Αντίσταση του αέρα
Βάρος
Αντίδραση εδάφους
Οριζόντια
δύναμη που
επιβραδύνει
Οριζόντια
δύναμη που
επιταχύνει