Popsat otáčivý pohyb je pro nás důležité, neboť většina lidských pohybů je výsledkem otáčivého pohybu v jednotlivých kloubních spojeních segmentů lidského těla.
Druhý Newtonův pohybový zákon vyjadřuje vztah mezi příčinou (vnější síla) a následkem (zrychlení). Když lidské tělo zrychluje, víme, že na něj musí působit nenulová výsledná vnější síla. Když na lidské tělo hmotnosti m působí nenulová výsledná vnější síla ΣF (součet všech vnějších sil, které na těleso působí), víme, že musí zrychlovat. Matematicky tuto skutečnost můžeme vyjádřit takto:
kde a je zrychlení.
Kdykoliv lidské tělo nebo náčiní a nářadí ve sportu snižuje svou rychlost, zvyšuje svou rychlost nebo mění směr pohybu, pohybuje se s nenulovým zrychlením. Příčinou tohoto zrychlení je výsledná vnější síla48.
Podívejme se na příklad posilovacího cvičení. Jaké síly musí působit na činku o hmotnosti 30 kg během cvičení bench press? Na činku působí tíhová síla směrem dolů a reakční síla, kterou na činku působí naše ruce směrem vzhůru. Výsledná vnější vertikální síla (značena černě) je tvořena rozdílem těchto dvou působících sil (obr. 11).
Všimněme si, že výsledná síla je největší na začátku pohybu, kdy začínáme s činkou pohybovat a tedy zrychlujeme. Následně pohybujeme s činkou s malým zrychlením, proto se výsledná síla zmenšila. V opačném směru, když zastavujeme, musí působit síla brzdící, proto dochází ke zpomalení činky (záporná síla). Pokud činku jenom držíme v rukou, musíme na ni působit silou přibližně 294,3 N (síla = hmotnost x tíhové zrychlení). Pokud však zrychlujeme, musíme vynaložit sílu dokonce větší, než je tíha činky, jak vidíme na obrázku 1349 (síla = hmotnost x (tíhové zrychlení + zrychlení činky)).
Pokud bychom srovnali výsledné síly, kterými musíme na činku působit vertikálně a horizontálně, zjistíme, že horizontální síly jsou menší než síly vertikální (obr. 11). Tato skutečnost je mimo jiné způsobena tím, že ve směru horizontálním nepůsobí tíhová síla, proto nám v tomto směru stačí jen malá síla k regulaci pohybu činky. Na obrázku 11 vidíme, že anteroposteriorní síly (modře) jsou větší než síly mediolaterální (šedě).
Obrázek 11 Závislost výsledné vnější síly na čase u cvičení bench press s činkou o hmotnosti 29 kg. Černě je zobrazena vertikální složka síly, modře anteroposteriorní a šedě mediolaterální složka síly. Rozsah pohybu je od nejnižšího bodu činky po nejvyšší dosažený bod v průběhu cvičení bench press.
Představme si ještě jeden příklad. Co se děje při běhu atleta s konstantní velikostí rychlosti v při zatáčce poloměru r doleva? Pohybuje se se zrychlením? Ano, pohybuje se se zrychlením, protože mění směr své rychlosti! Toto zrychlení se nazývá dostředivé ad a pro jeho velikost platí:
Jaký je původ sil, které způsobují jeho dostředivé zrychlení v horizontálním směru? Představme si, že by atlet v jistou chvíli běžel po ledové ploše. Zřejmě by to nedopadlo dobře. Okamžitě by v zatáčce uklouznul a spadl by. Tření je vnější horizontální síla, která způsobuje změnu směru pohybu a následně dostředivé zrychlení atleta.
48 Příkladem zvyšování rychlosti ve sportu může být start s následným rozběhem sprintera v závodě na 100 m.Zpět
49 Na obrázku 13 vidíme výslednou sílu. Ve skutečnosti však člověk na činku působí silou, která je rovna reakční síle a ta je větší o tíhovou sílu 294,3 N v průběhu celé křivky závislosti síly na čase. Výslednou sílu však potřebujeme znát, abychom mohli určit zrychlení činky. Na činku působí obě síly – reakční i tíhová.Zpět