운동 역학 스포츠 역학 동역학 정역학

소개글

운동 역학 스포츠 역학 동역학 정역학에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.운동역학
1-1.운동역학의 역사 및 정의
2
1-2.운동역학의 관련 영영 및 내용
3

2.운동역학과 스포츠
2-1.자전거 타기
4
2-2.달리기
12

3.운동역학적 응용
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본문내용

대해서 연구를 하였다. 이 연구에서 이들은 전방으로의 힘(수평 반작용력 혹은 제동력)은 발이 지면에 닿는 초기 단계에서 발 생함을 알았다. 이 힘은 지지 기간의 후반에서는 추진력으로 이어진다
이 과정(제동 및 추진과정)에서 공기의 저항은 무시하는데 그것은 평균 수평 반작 용력은 이러한 달리기시에는 거의 0에 가깝기 때문이다. 일정한 속도의 달리기에서 는 제동 및 추진을 위한 수평 반작용력의 합은 주어진 속도의 유지를 위해서는 반 드시 0이 되어야한다. 이들은 또한 달리기의 효율이 높은 선수는 동일한 직선 속도 에서 전방 및 후방 수평 반작용력의 변화가 작게 나타남을 발견하였다.
시간변인(Temporal Parameter)
달리기 속도가 증가함에 따라 스트라이드 거리와 스텝빈도가 서로 변한다. 선수에 게서 측정한 각 스트라이드 길이는 다음의 3거리의 합으로 볼 수 있다.
①발이 지면에서 떨어지는 순간 도약 발의 앞쪽 끝으로 무게 중심이 이동하는 수평 거리
②달리기의 공중 동작 기간 중에 무게 중심이 이동하는 수평 거리
③착지시 착지 발의 앞쪽 끝으로 무게 중심이 이동하는 수평 거리
(그림1-8)은 이 3거리를 구체적으로 나타내어 놓은 것이다.
1-8.달리기시의 스트라이드
첫 번째 요인은 선수의 신체적 특성, 특히 하지장과 히프 관절의 가동 범위, 발 끝 이 떨어지는 순간의 하지의 신전 범위, 발 끝이 떨어지는 순간 수평에 대해 다리가 이루는 각 등에 의해서 달라진다. 다리의 길이는 최소한으로 조정할 수 밖에 없다 하더라도 Slocum과 Bowerman(1962)은 주자는 하지의 역학적 길이를 효과적으로 늘일 수 있을 것으로 제안하였다. 즉 히프 관절에서 피봇하는 하지를 제외하고는 하지와 골반이 합쳐서 이루는 단위, 즉 허리가 스트라이드에 필요한 하지 지레 시 스템을 형성한다고 주장하였다.
두 번째 변인은 투사체에 영향을 미치는 변인들에 의해 영향받는 것들이다. 이 변 인 중에서 비행 거리를 증가시키는데 가장 크게 영향을 미치는 요인은 투사체의 투 사 초속도이다. 투사 초속도는 발현되는 반작용력의 크기와 관계가 있다. 투사 속 도가 증가함에 따라 투사각도 변하지만(9.5Km/h=10°,20.0Km/h=3°~5°),이 두 달 리기 속도에서 발에 의해 발현된 최종 지면 반작용력의 방향은 약70°이다. 따라서 각각의 달리기 속도에서도 투사각은 크게 변하지는 않는 것 같다.
세 번째 요인은 착지시 착지발의 앞쪽 끝에서부터 무게 중심 선까지의 수평 거리로 써, 이 거리는 전체 스트라이드 거리에 가장 작지만 일정하게 영향을 미치는 요인 이다. 즉 전방으로의 신체 운동을 강하게 제어하는 가장 작은 제동력을 발휘하는 요인으로 수cm에 지나지 않는 짧은 거리이다. 스트라이드 거리를 증가시키기 위해 서는 발이 지면에 접촉하는 순간에 무릎을 곧게 펴 주는 것이 논리적일 수 있다.
그러나 정상적인 달리기에서 무릎을 곧게 펴 주게 되면 수축하는 하지에 의한 제동 력이 증가하여 달리기 속도를 감소시킨다(과 스트라이드는 실제로 주자가 결승선을 통과한 후 감속시키기 위해서 사용한다).또한 장거리 선수에게서는 발이 지면에 닿 는 순간에는 무릎이 상당히 굽혀져 있음을 발견할 수 있다. 이 동작은 발에서 발현 되는 제동력이 최소가 되게 하기 위해서 신체의 질량의 중심을 착지 순간에 착지 발 위로 지나가게 하기 위한 것이다.
생리학적 변인과 관련있는 역학적 변인들을 설명하기 위해서 미국의 우수 장거리 선수 16명을 대상으로 달리기 효율을 연구하였는데, 이 연구에서 가장 효율이 높은 선수는 주어진 최대하 속도에서 가장 산소 소비량이 적은 선수로써①중력에 대한 일량이 가장적고(질량의 중심의 수직 운동이 적다.)②히프 굴근에서 발현되는 최대 토크가 낮으며③무릎 굴근에서 발현되는 최대 토크가 낮고④스트라이드 회수가 많 은 특징을 보였다.
(3)운동역학적 응용
적절한 조정 기기의 배치, 물체의 배치, 작업대의 높이 등 개인의 작업 환경과 밀 접한 관련을 갖고 있는 여러 형태의 동작 및 힘의 사용에 대해 적용할 수 있는 몇 가지 원리가 있다.
예를 들면 평명 작업대의 높이는 업무와 작업대에 가해지는 압력에 따라 변한다. 앉은 자세에서는 아래쪽으로 힘을 가하는 것이 쉽지 않다.
아래쪽으로 힘을 가하려 한다면 항상 선 자세를 취하여 체중과 물체에 가하는 힘이 수직 방향으로 합쳐서 작용하도록 하여야 한다.
작업대의 높이에 관한 한 모든 사람은 전완이 작업대와 일정한 각을 이루는 것을 선호한다. 손이 작업대 위에서 일하거나 혹은 작업대 위로 힘을 발휘하는 경우 팔 꿈치 높이와 작업대 사이의 일상적거리는 약 4.5~5인치 정도이다. 반면에 작업대 앞에 서서 업무를 수행하는 경우는 이 거리를 3.5인치 정도로 줄이는 것이 좋다.손 이 작업대 위에서 일하는 경우를 제외하고 작업대 앞에 앉아서 작업을 하는 경우는 작업대 앞에서 서서 일할 때와 유사하다. 이 경우에는 대부분의 사람들은 작업대의 높이가 팔꿈치보다 약간 높은 것을 선호한다.
작업 환경과 관련하여 몇 가지 항목을 요약하면 다음과같다.
- 책상의 높이는 약74Cm가 적당하다.
- 강당에서의 필기대 높이는 약15°후방으로 경사져야 한다
- 식탁은 책상보다는 2~3Cm 더 높아야 한다(물건이 잘 엎질러지지 않음)
- 책상이 높을 경우 체중의 상당 부분을 팔로 지탱해야 하기 때문에 책상을 많이 낮추어야한다(피로가 경감된다)
- 머리의 무게가 4~5kg이 되므로 척주의 적.상방에서 머리의 균형을 잡도록 해야 한다.
- 머리가 무겁기 때문에 패널의 시작적 전시 위치는 작업자가 머리를 수평으로 하 여 볼수 있는 위치여야한다.
이처럼 운동역학은 스포츠 뿐만 아니라 다양한 산업 현장 및 가정생활에도 영향 을 미친다. 따라서 운동역학은 생화학 ·생리학 ·해부학 등과 더불어 신체운동 과학 의 기초를 이루며 체육 ·스포츠 ·리허빌리테이션 ·바이오닉스 ·인간공학 등의 넓은 응용분야를 가진다.
참고문헌
1)양창수.김규완 역『역학개론』(홍경출판사,2003),pp215~290
2)진영완.유병인 공저『과학적인 운동과 건강』대경북스,p20~60
3)문병용『알기쉬운 운동 역학』,대경북스,pp10~50

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체육,   운동역학,   스포츠,   자전거,   생활지도사