Schéma seminární práce Biomechanická charakteristika daného pohybu §Současné řešení problematiky (minimálně 5 autorů) §Kinematická charakteristika daného pohybu + kinogram §Dynamická charakteristika daného pohybu + rozkreslené sil, svalová smyčka Cíle a úkoly výzkumu §Vytyčený problém (optimalizace) §Cíle výzkumu §Úkoly výzkumu §Metodika –Charakteristika cvičence, souboru –Použité metody §Metody sběru údajů §Metody zpracování údajů §Metody vyhodnocení údajů §Výsledky a diskuse §Závěry do praxe §Literatura § – § Fyzika v bojových uměních KAT_tkdlogo Proč fyzika? §Bojová umění by měla být také předmětem teoretického studia, ne jen praxe §Fyzikálním zákonitostem se podřizuje všechno, co se ve světě děje §Porozumění těmto základním principům nám pomůže lépe pochopit techniku §Toto porozumění z nás udělá lepší učitele i sportovce Stěžejní pojmy §Hmotnost §Energie §Poloha, Rychlost, Zrychlení §Síla §Hybnost a Impuls §Síla reakce §Těžiště a rovnováha §Rotace §Dvojice sil §Moment síly §Moment setrvačnosti §Moment hybnosti a rychlost §Pořadí pohybů §Koncentrace síly – tlak §Pohyb vlastního těla §Pohyb segmentu v letové fázi § Stěžejní pojmy - hmotnost §Hmotnost [kg]= Tíha předmětu způsobená gravitací §(váha není odborně správný termín) §Velký člověk se stejnou rychlostí může vyprodukovat více síly než malý člověk. § § Low Mass: Women’s Flyweight High Mass: Men’s Heavyweight Stěžejní pojmy §Poloha – Kde se objekt nachází vzhledem k vztažné soustavě §Rychlost [m/s] ds/dt- Jak se poloha mění s časem §Zrychlení [m/s2] – dv/dt – Jak se rychlost mění s časem § –Rychlost i zrychlení jsou vektory, což znamená, že mají velikost i směr Stěžejní pojmy - hybnost §Hybnost [kg m/s]- Hmotnost krát rychlost m*v. –Hybnost se používá při řešení srážek –Celková hybnost soustavy se zachovává –p = m*v §Impulz [kg m/s2]- Hybnost dodaná v určitém čase m*v/t §F = m*a = m*v/t = I §Čím bude kop proveden v kratším čase, tím větší silou protivníka zasáhneme. § Stěžejní pojmy §Síla [F]- Schopnost pohybovat tělesem v prostoru –Obvykle to není to samé, jako když řekneme, že úder je silný –Síla kopu může člověka odhodit zpět – akce a reakce, z. z. hybnosti –2. Newtonův zákon – F = m*a Stěžejní pojmy – koncentrace síly - tlak §Uplatněním kontaktní síly na malou cílovou plochu, můžeme vyvinout ostřejší, koncentrovanější náraz – čím má střela (úder) menší plochu, tím síla vyvolá větší tlak. §p = F/S §[p] = N/m2 = Pa §Čím je větší tlak, tím síla způsobí větší deformaci. § Naměřené velikosti tlaku §Box – (Steve Petramale) – sledgehammer – 453,6 kg §Taekwondo - spinning back kick – 680,4 kg §Kung fu - flying double kick – 453,6 kg (Huynh – rychlost před nárazem – 12,2 m/s = 43,9 km/h = 4krát rychlejší než had) §Thajský box - knee to the chest - jako náraz v rychlosti 56,3 km/h Stěžejní pojmy – reakční síla §Třetí Newtonův zákon říká, že působení dvou těles jsou vždy stejně velká a míří na opačné strany. Síly současně vznikají a zanikají. http://www.usoe.k12.ut.us/curr/science/sciber00/8th/forces/images/shotgun.gif Reakční síla §Když zasadíme ránu soupeři nebo do boxovacího pytle, působí na nás zpětně stejně velká síla. Tato síla prochází naším tělem k základně opory postoje. Jestliže základ opory není silný, nevyužíváme dostatečně reakční sílu země §Tělo musí být zpevněno a zadní noha v postoji musí být zablokovaná (uzamčená). § Stěžejní pojmy - těžiště §Celé tělo může být představováno jednou silou působící v těžišti. §Využití: Rovnováha, síla procházející těžištěm nezpůsobí rotační moment. §Směr pohybu vašeho těžiště bude i směr vašeho celkového pohybu Rovnováha §Rovnováha musí být stále udržovaná – před, v průběhu i po provedení technického prvku. Kvalita rovnováhy souvisí s naší hmotností, rychlostí, těžištěm, koncentrací a schopností znovu obnovovat rovnováhu. §Statická rovnováha §Dynamická rovnováha – d´Alambertův princip § Stěžejní pojmy - rovnováha §Stabilita se zvyšuje se zvětšením oporné plochy, přiblížením těžiště směrem k očekávané rušivé síle (např. 70:30 rozložení hmotnosti těla při L postoji) a snížením těžiště směrem k podstavě. § http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:0dKB_O-lZ4bZDM:http://skluziny.sweb.cz/techkara_soubory/image007 .gif Stěžejní pojmy - rovnováha §Nachází-li se těžiště uvnitř těla a je podepřeno částí těla, která je v kontaktu se zemí. §Rovnováha může být narušená působením sil, které způsobí rotaci těla kolem těžiště nebo místa opory. §Pro udržení rovnováhy během provádění kopu je třeba pohyb jedné části těla kompenzovat pohybem jiné části těla. C.O.M Kicks Fg1 Fg2 r1 r2 §Σ F = 0 §Σ M = 0 Stěžejní pojmy - rotace §Pro vykonání rotace, např. rotace boků, potřebujeme excentrické síly, které ji vyvolají. Tyto síly neprocházejí těžištěm, ale mimo něj (na jedné a druhé straně od něho). Otáčivý efekt je výsledkem síly působící mimo osu otáčení, např. pohyb paže. § Stěžejní pojmy – moment síly, kroutivá síla Moment síly uvádí tělesa do rotačního pohybu. V případě zablokování kloubů (kdy rotace není možná) dochází k bolesti úměrné kroutivé síle - páky Moment síly je výsledkem síly působící na určitém rameni síly. M = F*r Cap0009 Stěžejní pojmy – dvojice sil §Dvojice sil – působení dvou rovnoběžných sil stejné velikosti opačného směru. §Rotace způsobená dvojicí sil je přímo úměrná velikosti sil a kolmé vzdálenosti mezi nimi. §D = r x F § volant_A volant_B judo2slam Stěžení pojmy – dvojice sil §Dvojice sil jsou používány v Taekwondo při práci s tyčí - bongsul, u technik rukou §Dvojice sil se často využívá také u technik grapplingu – páčení, přehozy,.. bo_8aqz taekwondo-bongsul-001-large Každý kloub má pohybové hranice. Pokud se tato hranice překročí, vzniká v kloubu bolest, a ta se zvětšuje, čím více se kloubem pohybuje do nepřirozené polohy a nakonec dojde k jeho poranění - vykloubení, natržení kloubního vaziva. Kote hineri ude gatame Fsv Fg rFg rFsv MFg = MFsv Stěžejní pojmy -rotace §Téměř všechny techniky taekwonda využívají nějakým způsobem rotaci, např. rotace kyčle a stáhnutí opačné paže zpět. Seiken tsuki Stěžejní pojmy – pořadí pohybů §Hybnost je nejprve založená ve velkých segmentech těla a pak přenesená do vymrštění (vrhu) koordinovanou prací kloubních spojení. Síla z každé činnosti kloubního spojení musí být spojená (propojená), aby byla vyvinuta maximální síla. Stěžejní pojmy- moment setrvačnosti Moment setrvačnosti vyjadřuje míru setrvačnosti tělesa při rotačním pohybu. Záleží na rozložení hmoty v tělese kolem osy otáčení. Pro každou osu může být moment setrvačnosti jiný. Body (části) tělesa s větší hmotností a umístěné dál od osy mají větší moment setrvačnosti. J = MR2 Stěžejní pojmy – Moment hybnosti a rychlost §Úhlová rychlost je rychlost, se kterou těleso rotuje (úhlová frekvence). (Rad/sec. nebo otáčky/sec.) §Všechny body pevného tělesa se otáčí stejně velkou úhlovou rychlostí. §Ne všechny body pevného tělesa však mají stejnou obvodovou rychlost. Vzdálenější body od osy otáčení musí urazit větší vzdálenost v daném čase. §Moment hybnosti má při rotačním pohybu stejný význam jako hybnost při pohybu přímočarém. §L = J*ω Rychlost křivočarého pohybu §Úder nebo vzdálenější částí končetiny nebo koncem zbraně dosahuje vyšší lineární (obvodové) rychlosti § v = ω x r §Kinetická energie Ek = ½ mv2 §Takže náraz vzdálenější částí končetiny způsobí silnější, prudší zásah cíle Wheel Kick Motion Rotational Motion Roundhouse Kick Stěžejní pojmy - energie § Energie [E]- Schopnost konat práci –Energie je základní pojem úzce spjat s prací –Energie se nikdy neztrácí, jen se mění z jedné formy na jinou §Kinetická Energie [Ek]- Energie spojená s pohybem předmětu § Ek = 1/2mv2 u posuvného pohybu § Ek = 1/2Jω2 u rotačního pohybu §Potencialní Energie [Ep]- Energie, která je spojená s polohou těla § Ep = mgh § Stěžejní pojmy – pohyb vlastního těla §Pohyb charakterizován výškou těžiště, která se projeví množstvím potenciální energie těla. § http://us.geocities.com/sadenoo2/jumpingkick.jpg Přeměny energie Jump Kick Sequence von Andrew Chuang. http://www.tangsoodoworld.com/photogallery/btsda20.jpg Pohyb segmentu v letové fázi Poloha těžiště David Bek : Dnešní Mistrovství Atletiky do 22 let v Plzni Medium_619200661533PM_Olympics,%20Los%20Angeles,%201984,%20Long%20Jump Pohyb jednoho segmentu v letové fázi vyvolá pohyb jiných segmentů v opačném směru DeeseJump Sekvence1_final Kop 540 Hook Taekwondo Side Kick Taekwondo TWIST KICK by Martin~H. Jump Kick Sequence von Andrew Chuang.