Cosa studia? BIOMECCANICA SCIENZA

Cosa studia?
PRINCIPI DI BIOMECCANICA
• Biomeccanica : studia l’azione meccanica dei sistemi
viventi.
• Biomeccanica sportiva: studia il movimento dell’uomo
nel processo dell’esercizio fisico inteso come movimento
o sequenza di movimenti.
• Di norma l’uomo non esegue dei movimenti ma delle
azioni.
NORCIA 30 GIUGNO 6 LUGLIO
BIOMECCANICA SCIENZA
MULTIDISCIPLINARE
MECCANICA-STRUTTURA-FUNZIONE
BIOMECCANICA
CINESIOLOGIA
SCIENZE della salute
ANTROPOLOGIA
ERGONOMIA
FISIOLOGIA
FISIOTERAPIA
PSICOMOTRICITA'
SCIENZE NATURALI
BIOFISICA
FISICA
MECCANICA
STRUTTURA
FUNZIONE
ZOOLOGIA
BIOMECCANICA
MATEMATICA
INGEGNERIA
ALGEBRA
BIOMEDICALE
MEDICINA
CALCOLO
ELETTRONICA
ORTOPEDIA
TRIGONOMETRIA
MECCANICA
ED.FISICA
SPORTS
MECCANICA
LA SCIENZA CHE STUDIA L’INFLUENZA DELLE
FORZE SUI CORPI (rigidi,solidi deformabili e
deformabili)
BIOMECCANICA
CORPI RIGIDI
STATICA
MECCANICA
• Statica = studia i sistemi non soggetti ad accelerazioni
• Dinamica = studia i sistemi soggetti ad accelerazione
• Cinematica =studia la descrizione del movimento
includendo considerazioni di spazio e tempo (misura
posizione,distanza,velocità,spostamento,accelerazione)
• Cinetica = studio delle forze che causano o risultano dal
movimento (misura lavoro,impulso,momento,potenza)
DINAMICA
CINEMATICA CINETICA
1
Cinematica significa geometria del
movimento
VELOCITA’ LINEARE
• In che direzione va? Quanto distante ? = DISTANZA
,SPOSTAMENTO
• Quanto è veloce? = TEMPO ,VELOCITA’
• Quanto è rapido ? = VARIAZIONI DI
VELOCITA’,ACCELERAZIONE.
•
CINEMATICA LINEARE
PROBLEMI PRATICI
• Test di Cooper distanza percorsa 2970 m
in 12 minuti.Calcolare la velocità
media.Calcolare il 90% della velocità
media.Calcolare il tempo di percorrenza
su 200-400-800 metri utilizzando
quest’ultima
• Test di Leger ad un ritmo di 13 km/h
quanto spazio percorrerà in 15 secondi ?
UNITA’ DI MISURA: Sistema
MKS
• METRO
• KILOGRAMMO
• SECONDO
VELOCITA’ MEDIE
•
•
•
•
•
1000 metri
400 metri
200 metri
80 metri
30 metri
velocità
velocità
velocità
velocità
velocità
3,7 m/sec
5,9 m/sec
6,1 m/sec
6,4 m/sec
7,5 m/sec
Altre velocità medie
•
•
•
•
Spostamento a muro 3-4 m/sec
Rincorsa pallavolo
4-5 m/sec
Salto
4 –5 m/sec
Spostamento bilanciere di forza 0,5
m/sec
• Spostamento bilanciere di velocità 1,5
m/sec
2
Equazioni accelerazione
costante
Accelerazione lineare
• Quando un corpo cambia di velocità si dice
sottoposto ad accelerazione.
• L’accelerazione di gravità è costante (9,81
m/sec2)
• L’accelerazione può essere negativa o positiva a
seconda della direzione
Sf – Si
v = ---------Tf - Ti
a=
S=
Vf – Vi
-----------Tf - Ti
Vi t + 1/2at2
Vf2 = Vi2 + 2as
Calcolate il salto……….
•
•
•
•
Esempio
Calcolare il salto verticale conoscendo:
La velocità V= 4 m/sec
T= 0,552
LA DINAMICA
Velocità di rincorsa ed angolo
di salto
Velocità orizzontale e salto verticale
LE LEGGI DI NEWTON
• Prima legge di newton o legge
dell’inerzia: Ogni corpo conserva il suo
stato di quiete o di moto uniforme e lineare
fintanto che le forze esterne applicate non
variano questo stato.
3
MASSA E FORZA DI
GRAVITA’
• LA MASSA E’: la materia che compone un corpo
ma anche la misura della resistenza di un corpo in
movimento.
• IL PESO E’ = massa x gravità e misura la
trazione della forza gravitazionale su un corpo.
• La forza peso varia e ciò dipende dalla zona dove
ci si trova.
CLASSIFICAZIONE DELLE
FORZE RISPETTO AD UN CORPO
•
•
•
•
•
•
Interne / Esterne
Gravitazionali
Motili / Resistive
Rotatorie /Stabilizzatrici
Attrito
Tensili / Compressive
FORZE ESTERNE
• LA RESISTENZA DA VINCERE È
ESTERNA AL NOSTRO CORPO E
PUO ‘ ESSERE COSTITUITA DA UN
OGGETTO ANIMATO O
INANIMATO.
LA MASSA E’ VARIABILE..
• Le equazioni sul salto per paragonare variazioni di
massa.
• JOHNSON = 78,47 x salto in cm +60,57 x massa in kg –
15,31 x altezza in cm
• SAYERS = 60,7 x salto in cm + 45,3 x massa in kg –2055
• HARMAN = 61,9 x salto in cm + 36 x massa in kg + 1822
FORZE INTERNE
• LO SPOSTAMENTO DEI TESSUTI
FLACCIDI E LIQUIDI,NELLE
ACCELERAZIONI,CHE PROVOCANO
INERZIA ED ATTRITO
• Non influenzano il baricentro
TENSILI
PRODUCONO UNA TENSIONE CHE
TENDE AD ALLONTANARE DUE
CAPI ARTICOLARI.
SONO FONTE DI STRESS
LEGAMENTOSI E TENDINEI
4
COMPRESSIVE
• PRODUCONO UN CARICO PRESSORIO
• CHE COMPRIME I CAPI ARTICOLARI.
SONO FONTE DI ELEVATO STRESS ARTICOLARE SULLE
SUPERFICI CARTILAGINEE
.
Seconda legge di Newton o
legge della accelerazione
• La forza applicata ad un corpo causa
una accelerazione di quel corpo di una
grandezza proporzionale alla forza nella
direzione della forza ed inversamente
proporzionale alla massa del corpo.
F = ma
CURVA FORZA-VELOCITA’
LA FORZA RELATIVA
• L’indice di forza relativa rappresenta il carico
da sollevato rapportato alla massa corporea.
• La metodologia di allenamento si propone di
aumentare la forza diminuendo o mantenendo
quasi inalterata la propria massa.
• Carichi elevati sopra 80% ed esecuzioni al
massimo della velocità consentita rimanendo in
sicurezza.
• Utilizzando il proprio corpo utilizzare salti ,
stop and go, pliometria e distanze brevi.
Terza legge di Newton o azione
- reazione
Azione-reazione:la pliometria
• Per ogni azione esiste una eguale ed opposta
reazione.
• Quando un corpo esercita una forza su un
secondo,questo esercita una forza di reazione di
uguale grandezza e di direzione opposta al
primo.
• Uno dei principali usi di questa legge, in
biomeccanica ,è nei termini di GRF : ground
reaction force.
5
MOMENTO DELLA FORZA
BARICENTRO E MOMENTO
DELLA FORZA
• Se una forza passa attraverso il centro di
gravità di un oggetto,ci sarà uno spostamento
lineare di quell’oggetto.
• Se una forza non passerà attraverso il centro di
gravità si creerà un momento della forza.
• E’ definibile come il prodotto della forza per
la distanza perpendicolare dalla linea di azione
di quella forza all’asse di rotazione.
LE LEVE
• Le leve sono macchine semplici e sono costituite
da una barra relativamente rigida che può essere
ruotata attorno ad un asse o ad un fulcro.
• Tutti i movimenti del corpo umano sono prodotti
da leve (il muscolo produce una forza che agisce
su un osso e lo fa ruotare attorno ad un asse della
sua articolazione
3 TIPI DI LEVE
P
R
1
P
F
2
P
R
3
LEVA DI PRIMO GENERE
LEVA DI SECONDO
GENERE
6
LEVA DI TERZO GENERE
INSERZIONE TENDINEA E LEVE
• F x FA = R x RA---F= (R x RA) /FA
• A) FA = 3 cm –R = 50 kg –RA =25 cm
• B) FA = 2,54 cm –R = 50 kg—RA = 25 cm
PROPORZIONI CORPOREE
• I più grandi “squattisti e panchisti” hanno leve corte. Queste tipo
di proporzioni creano un significativo vantaggio poiché non
devono spingere il peso così distante come la media degli altri
sollevatori.
• Chi possiede lunghe leve è sottoposto ad un maggior lavoro e
quindi ad un maggior stress articolare.
CCC e CCA forze a confronto
LE CATENE CINETICHE
• CATENA
CINETICA CHIUSA
• Il segmento finale dell’arto è
fissato in appoggio.
• Non sono possibili movimenti
isolati
• Alti momenti coordinativi
• Non consente movimenti
oscillatori.
• E’multicolare
• CATENA
CINETICA
APERTA
• Il segmento finale dell’arto è
libero
• E’ possibile isolare il
movimento
• Bassi livelli di coordinazione
• Consente movimenti
oscillatori
• E’monoarticolare
SPINGERE O TIRARE
• Spingere è una azione
mediante la quale si
allontana una
resistenza dal nostro
corpo.
• E’ una azione
frenante-agente
• Estensione
• Forze compressive
• Tirare è una azione
mediante la quale si
avvicina una
resistenza lontana dal
nostro corpo.
• E’ una azione agentefrenante
• Flessione
• Forze taglio
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DIREZIONI DI
MOVIMENTO
• SPINTE VERTICALI
(press verticale con
manubri o bilanciere
• SPINTE
ORRIZONTALI
Panca piana o inclinata
• SPINTE IN BASSO
Spinte in basso alla
poliercolina
• TRAZIONI IN BASSO
(pull down al lat machine)
• TRAZIONI
ORRIZONTALI
Pulley o vogatori
• TRAZIONI DAL
BASSO
• Trazioni alla sbarra o
tirate al mento
LA FORZA
• STABILITA’
• AUMENTO PRESSIONI 3
PRINCIPALI CAVITA’
• CONTROLLO DEL MOMENTO
GRAZIE
PER L’ATTENZIONE
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