مبانی بیومکانیک بهینه سازی عملکرد ورزشی

معرفی کتاب مبانی بیومکانیک بهینه سازی عملکرد ورزشی

اعتقاد بر این است كه انسان‌ها در مقايسه با حيوانات موجودات ضعيفي هستند. به اين معنا كه مورچه 10 برابر وزن خودش را حمل می‌كند، چيتا با سرعتي بيش از 100 كيلومتر در ساعت مي‌دود، كك‌ها صدها برابر قد خود مي‌پرند و وال‌ها با استراحت بسيار كم هزاران كيلومتر مهاجرت مي‌كنند. انسان‌ها در هیچ کدام از این مهارتها به اندازه حيوانات موفق نيستند. با این حال محققان معتقدند که حیوانات قادرند تنها یک یا دو توانایی فیزیکی خارق‌العاده داشته باشند. اما آن‌ها از این که انسان تقریبا قادر به انجام هر کاری می‌باشد، شگفت‌زده هستند، برخی توانایی بالا بردن 260 کیلوگرم روی سر را دارند، بعضی با سرعت متجاوز از 40 كيلومتر در ساعت مي‌دوند، برخي مي‌توانند مدت زمان بالا با استراحت بسيار كم بدوند و ….

مبانی بیومکانیک بهینه سازی عملکرد ورزشی

انسان نمونه ای از موجودات با توانایی انجام مهارتهای بسیاری است. روحيه رقابتي، انسانها را وادار مي‌كند تا سریعتر بدوند، وزنه سنگینتری را بلند کنند، بيشتر بپرند و …. در نتيجه همواره در تلاش براي يافتن راهكارهاي مناسب جهت اجراي هرچه بهتر هستند. ورزشكاران براي شكستن ركوردهاي جهاني ساعتهای زيادي را در روز صرف تمرين مي‌كنند، اما متاسفانه علی‌رغم پیشرفت روش‌هاي تمريني به نظر نمي‌رسد كه به بسياري از جنبه‌هاي توانايي فيزيكي نوين دست پیدا کرده باشيم. از نظر فيزيولوژيكي، ورزشكاران امروزي همان ميزان اكسيژني را در عضلات خود استفاده مي‌كنند كه حدود 40 سال پیش استفاده مي‌شده است. آن‌ها قادر به تحمل فشار بيشتري نيستند. در سالهای نه چندان دور، ورزشكاران توانایی کنترل خود در مواجهه با استرسها را نداشته و قادر به تهییج خود و هم تیمی‌هایشان برای برد نبودند در حالي که بسياري از ورزشكاران امروزه توانايي انجام اين كارها را دارند. سوال اين است كه چگونه ورزشكاران قادر به مقابله با ركوردهاي جهاني بودند؟

جواب اين سوال در علم فيزيك و در عملكرد ورزشي ورزشکاران پنهان است. انسان‌ها در دوچرخه سواری از طراحي ايروديناميك استفاده می‌کنند و برای دويدن کفش‌های خاصی با قابلیت جذب انرژي ضربه‌اي را مي‌پوشند تا قادر به مانور دادن در هر سطحي باشند. لباس‌هاي مخصوصي با هدف کاهش ارتعاشات عضلاني پوشیده می‌شود که از نظر ايروديناميكي به ورزشكاران كمك مي‌كند. تغییر وضعیت بدن در حین پریدن یا دویدن منجر به عملکرد بهتر فرد به خصوص در ورزشکاران خواهد شد. این تغییر به گونه‌ای است که بتوان از نیروها بصورت بهینه استفاده کرد، برای مثال سریعتر دویدن یا پرتاب دورتر اجسام.
بيومكانيك، علم مطالعه مكانيك در سيستم‌هاي موجودات زنده است. به علاوه، بيومكانيك ورزشي شاخه‌ای تخصصي است که به مطالعه سيستم‌هاي بيولوژيكي و دست ساز بشر مي‌پردازد. به منظور درك بيومكانيك ورزشي بايد درک مناسبی از رياضيات داشته باشیم که اين، مشكلي عمده است. هیچکس نمي‌خواهد تنها براي نشان دادن این که به نيروي بزرگي برای پریدن به سمت بالا نیاز دارد (در حقيقت ما نيرو را به زمين وارد مي‌كنيم و زمين آن را به ما اعمال مي كند)، ساعت‌های زیادی را صرف آموختن شيوه‌ها و روش‌هاي پيچيده رياضيات كند. در واقع اکثر افراد تمایلی برای بررسی و حل معادلات و مسائل پیچیده ندارند. در حالي که باید توجه داشت که جواب‌ سوالات مطرح شده نيازمند درك فيزيك، رياضيات و در نهايت بيومكانيك است. اگر از ميزان نيرویی که باید توسط ورزشکار اعمال شود، اطلاعی در دست نباشد نمی‌توان در مورد روش و نوع تمرین و اینکه نیرو در چه جهتي، در چه محدوده حركتي و با چه سرعتي باشد، نظری ارائه کرد. به جاي این که ماهها زمان صرف شود تا يك ورزشكار برای رسیدن به مرز آمادگی، تمرينات طاقت فرساي فيزيكي و جسماني سختي انجام دهد، مي‌توان هفتههای كمتري را صرف تمرين تكنيك او کرد تا كاراتر باشد. به نظر مي‌رسد که دنياي اجراي مهارت‌های ورزشي، بكر و دست نخورده باشد. در اين كتاب از يك روش سوال گونه در جهت پاسخ سوالاتي كه همه با آنها در چالش هستيم، استفاده خواهد شد. در عین حال بحث در مورد چرايي و چگونگي جوابها نیز وجود خواهد داشت. بيومكانيك ورزشي آنقدر جذاب است كه براي درك آن مشكلي پيش نخواهد آمد. به منظور سهولت در یادگیری و درک بیومکانیک نكات کوتاهی مطرح می‌شود:

روش خواندن را تغییر دهید و شروع به كشيدن تصاوير آنچه که می‌خوانید در ذهن نمایید. براي مثال اگر در كتاب آمده بود با اعمال نیرو در مسافت دورتر گشتاور بيشتري ايجاد خواهد شد، تصور كنید براي باز كردن پيچ، اگر آچار نزديك به سر پيچ گرفته شود بهتر است یا يا با فاصله از آن. براي تحقق این موضوع، لازم است مطالب خوانده شده درک شود و بدانید که چه بحثی را مطالعه می‌کنید. برای نمونه در مثال قبلی باید بدانید که بحث گشتاور را می‌خوانید و آن را درک نمایید. به همین دلیل نیاز به ترجمه لغات به تصویری که درک می‌‌کنید دارید. لغاتي نظير گشتاور، اندازه حرکت، قانون بقا، اينرسي و غیره، ممكن است معنای چندانی نداشته باشند مگر این که در برخی موارد از آن‌ها استفاده نمایید. اگر آن‌ها را در گذشته بدون درک کردن معناي دقيقشان خوانده باشيد در این صورت هرگز متن نوشته شده را متوجه نخواهید شد.

ترجمه تصویری و کاربردی چيزي كه خوانده می‌شود ممكن است زمانبر باشد اما درک مطالب با این روش بسیار آسان خواهد شد. در این کتاب سعی شده است تا از لغات و كلمات خيلي پيچيده استفاده نشود در عین حال ترجمه و توضيح كامل هر كلمه در هر كجاي متن بيشتر از 5000 صفحه خواهد شد که قطعا خارج از حوصله خوانندگان است.
به ياد داشته باشيد كه كه يك معادله رياضي تنها يك عبارت كوتاه و اختصاري است: بعضی از افراد عادت به دیدن و حفظ معادلات رياضي دارند و از آن‌ها عبور می‌کنند به این امید که مشکلی برای آن‌ها ایجاد نخواهد کرد، چون آن‌ها را در گذشته خوانده‌اند. اما توجه داشته باشید كه ترجمه آن‌ها به زبان ساده خيلي مفيد خواهد بود. براي مثال τ=f.d به آساني به اين معني است كه گشتاور، حاصل ضرب نيرو در جابهجایی است. گشتاور اثر چرخشي نيرو يا نيروي چرخشي است. بنابراین اين معادله به آساني به این صورت خوانده مي‌شود: میزان نیروی چرخشی بستگی به مقدار نیرو و فاصله مرکز دوران تا محل اعمال نیرو دارد. معادله را مي‌توان این گونه نوشت : F= τ/d. نيرو برابر است با گشتاور تقسيم بر فاصله، يا يك نیرو زمانی بزرگتر است که اثر چرخشی بیشتری داشته باشد یا فاصله اعمال آن از مرکز دوران کمتر باشد.
اگر تا به حال گشتاور و نيرو را مطالعه نكرده‌ايد ممكن است منظور اين بحث را كامل متوجه نشويد اما اين قانون را به خاطر داشته باشيد: معادلات را در هر زمان كه مي‌بينيد ترجمه كنيد زیرا در غیر اینصورت متوجه آن‌ها نخواهید شد.
همواره كتاب را از ابتدا تا انتها بخوانيد:
منطقي به نظر مي‌رسد تا برای پیدا کردن پاسخ سوال‌های مورد نظر مستقیما به فصلي كه حاوي آن‌ها است مراجعه شود. اگرچه توضیح هر بحث و نظريه بيومكانيكي جز مختصري در ابتداي فصل میسر نخواهد بود. اگر در فصل يك در مورد بحث خاصی از بيومكانیك مطالبي آورده شود فرض بر اين است كه آن بحث درک شده است، بنابراين، در ابتداي فصل دوم توضيح مختصري در مورد آن ارائه خواهد شد. اگر مستقيما به فصل دوم برويد ممكن است سخت باشد به اين دليل كه تمامي مباحث فصل اول بطور كامل خوانده نشده است. پس لازم است كتاب به ترتيب فصول آن خوانده شود.
اميد بر اين است كه در انتهاي اين كتاب قادر به تحليل تکنیک ها و مهارت‌های ورزش خود باشيد و با بهينه سازي حرکت، آن را بهتر انجام دهيد. در ضمن از دانستن چگونگي حركت انسانها در محيط اطرافشان لذت ببريد.

تربیت بدنی و علوم ورزشی از جمله رشته‌هایی است که همگام با سایر علوم و فنون دستخوش تحولات چشمگیر و پیشرفتهای قابل ملاحظه‌ای شده است. اطلاعات وسیع و ارزشمندی در زمینه‌های گوناگون مانند فیزیولوژی، تغذیه، روان شناسی و … برای طیف گسترده ای از افراد شامل دانشمندان علمی تا مربیان ورزشی در عرصه قهرمانی در دسترس قرار گرفته است. این امر مرهون زحمات بدون وقفه و در خور تحسین فعالان این رشته و سایر رشته‌های وابسته است. بیومکانیک یا علم بررسی قوانین فیزیکی و مکانیکی حاکم بر رفتار حرکتی انسان، به عنوان یکی از زیر مجموعه‌های تربیت بدنی و علوم ورزشی، سهم بسزایی در پیشبرد اهداف ورزشی مربیان و ورزشکاران بویژه در اجرای بهینه مهارت‌های ورزشی دارد. گمان می‌رود بهره گیری از یافته‌های علمی در این زمینه به شناسایی عوامل موفقیت آمیز در اجرای مهارت و انطباق عملکرد ورزشی با قوانین فیزیک کمک فراوانی خواهد کرد.

کتاب حاضر تحت عنوان مبانی بیومکانیک و بهینه سازی عملکرد ورزشی، ترجمه چاپ جدید این کتاب است که نسبت به چاپ قبلی دستخوش تغییرات قابل ملاحظه‌ای شده است. این کتاب مشتمل بر 18 فصل بوده که در هرفصل به شیوه پرسش و پاسخ به بررسی قوانین فیزیکی و مکانیکی با رویکرد بهینه سازی اجرای مهارتهای ورزشی پرداخته شده است. با این هدف که یادگیری و استفاده از روش تجزیه و تحلیل مهارتهای ورزشی موجب پیشرفت عملکرد ورزشکاران در رشته‌های مشابه بوده و علاوه بر این بستری مناسب جهت شناخت توانایی‌ها و ظرفیت‌های جسمانی ورزشکاران باشد. لازم به ذکر است که سعی بر این بوده تا حد امکان امانت در گفتار مولف رعایت و از افزودن توضیحات و غیرضروری و زیادتر از متن اصلی خودداری شود.

آنچه در کتاب مبانی بیومکانیک بهینه سازی عملکرد ورزشی می خوانید :

فصل اول
موقعيت، سرعت و شتاب
فصل دوم
شتاب، سرعت و موقعيت زاويه‌اي
فصل سوم
حرکت ‌پرتابه‌ای
فصل چهارم
قوانین نیوتن
فصل پنجم
روابط ضربه- اندازه حرکت
فصل ششم
گشتاور و مرکز جرم جسم
فصل هفتم
کینتیک زاویه‌ای
فصل هشتم
قوانین اندازه حرکت زاویه‌ای
فصل نهم
کار- انرژی و توان
فصل دهم
برخورد (ضربه)
فصل یازدهم
ضریب ارتجاعی
فصل دوازدهم
اصطکاک
فصل سیزدهم
دینامیک مایعات- کشش
فصل چهاردهم
هیدرودینامیک کشش
فصل پانزدهم
هیدرودینامیک- نیروی پیشران
فصل شانزدهم
اثر ماگنوس
فصل هفدهم
زنجیره جنبشی
فصل هجدهم
کاربرد بیومکانیک
آزمون‌های فصول مختلف

پاسخ آزمون‌ها

واژه نامه