القوة من منظور علم الحركة

القوة (تعريفها نماذج عليها)
تحديد فاعلية القوة
الشغل
كيفية قياس الشغل الخارجي للعضلات
لتأثير الناتج عن قوتين أو أكثر
الطاقة الحرارية
القوة:حركة
طاقة الوضع
اقدرة
0
القوة : force
مقدار القوة : strength
Strength هي مقدار كمية القوة المبذولة في عمل فيقال قوة الجذب المركزية0
تعريف القوة:
عبارة للقوة: أو الدفع الذي ينتج عن الحركة المركبة أو تغيير الحركة0
نماذج للقوة :
1- قوة الجاذبية الأرضية: وهى شد عمودي إلى أسفل0
2- قوة الطرد المركزية، والقوة هنا دفع الأجسام بعيدا عند حركة الدوران0
3- قوة الجذب المركزية: وهى عبارة عن شد إلى المنتصف0
4- قوة العضلات : وهى عبارة عن شد0
فالانقباض في العضلات عبارة عن شد الأندغام تجاه المنشأ أو العكس في بعض الحركات – ويمكن للقوة أن تحدث بدون حركة ظاهرية (أي أن يكون تأثير القوة غير مرئي) أي أن يمكن أن يكون العمل العضلي الحقيقي أكبر من القوة الظاهرة0 وينتج ذلك نتيجة الانقباض العضلي الثابت0أى أن تأثير القوة هو الذي يمكن قياس
الانقباض العضلي في الجسم :
1- انقباض ثابت0 2- انقباض بالتقصير 3- انقباض بالتطويل
• القوة الناتجة عن التطويل أو التقصير قوة ديناميكية (ميكانيكية)0
• ويمكن للقوة أن يكون لها تأثير استاتيكى وذلك عن طريق العمل الثابت0
مثال: الوقوف على التوازنين.
• لتحديد فاعلية قوة معينة يجب معرفة :-
1- مقدار القوة strength : وهى كمية أو مقدار ويعبر عنها بوحدات الجاذبية الرطل والجرام والكيلو جرام (الجاذبية الأرضية
2- نقطة تأثير القوة : وهى نقطة على الجسم المعين التي تتركز فيها القوة وفى جسم الإنسان، تتركز الجاذبية الأرضية في مركز ثقل جسمه0
3- اتجاه عمل القوة Direction (مساحة:
اتجاه عمل القوة، وهو الخط المستقيم من نقطة تأثير القوة على طول المساحة إلى نقطة نهاية عمل القوة (المسافة التي تعمل فيها القوة)
ويعبر عنها بالوحدات الطولية سم، كيلومتر، القدم، البوصة
الشغل: warble
وهو عبارة عن التغلب على أي مقاومة ويمكن أن تكون
1- مقاومة احتكاك أو مقاومة الجاذبية الأرضية0
2- أو القصور الذاتي
وهى أهم المقاومات الوجود ويمكن عمل معادلة كيفية الشغل التي ينتجها الجسم المعين0
الشغل = مقدار القوة × المساحة
= رطل / حجم × قدم رسغ
ويمكن تطبيق هذه المعادلة في الجهاز الحركة للإنسان وذلك في حالة الحركة أي الانقباض العضلي الديناميكي، أما في الانقباض الثابت فيما أنه ليس هناك حركة فليس هناك شغل0
وهناك نوعان من الشغل :
1- شغل خارجيا ويكون الانقباض العضلي ديناميكي التقصير = تطويلا)0
2- شغل داخلي وهو نتيجة العمل العضلي الثابت ويحدث في جميع الحركات التي تعمل فيها العضلات للمحافظة على أوضاع الجسم في ثبات0
(من الناحية الفسيولوقياس:وصفات متشابهان) أما من الناحية الميكانيكية فهما مختلفان0
كيفية قياس الشغل الخارجي للعضلات :
وتتدخل عدة عوامل في قياس : (خلاف القوة والمساحة)
1-حجم العضلة: عضلات الرجلين تستطيع بجذل قوة أكبر من الأطراف العليا0
2- مستوى التدريب العضلة: التي تتدرب بانتظام لفترة من الزمن يكون الشغل لها أكبر من حالتها قبل التدريب0
3- الفروق الفردية:هناك فروض فردية بين الأفراد في مقدار القوة التي تنتجها عضلة معينة وسبب هذه العوامل مراجع إلى زيادة حجم العضلة بالتدريب0والعنصر الذي أيجب إضافة هنا هو القطاع العرضي الفسيولوجي للعضلة، أي القطاع العرضي للألياف العضلية فقط0
الشغل = القطاع العرضي × المساحة ( طول العضلة عند الراحة)
وذلك لعضلة تعمل بكافة قوتها (انقباض للتطويل أو التقصير) (العضلة التي تعمل للتطويل يبدأ عملها وهى منقبضة أساسا)0
ويقاس القطاع العرضي بوحدات مساحة سم2 بوصة
الشغل = القوة حجم أو رطل × القطاع العرضي للعضلة سم2 أو بوصة2
ثبت أن كل 1سم2 يعطى قوة تعادل 85 رطل كل بوصة مربعة0
الشكل – -.× القطاع العرضي الفسيولوجي بالبوصة × طول الألياف العضلية بالبوصة

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
12
والناتج - .......... رطل / قدم
أقصى قوة للعضلة تنتج عندما يشترك في الانقباض كل الألياف العضلية المكونة للعضلة سائل:
1- 2 بوصة مربعة لقطاع العرضي، 2 بوصة طول الألياف العضلية
2- 4 بوصة مربعة لقطاع العرضي، 2 بوصة طول الألياف العضلية
3- 2 بوصة مربعة لقطاع العرضي، 4 بوصة طول الألياف العضلية
4- 8 بوصة مربعة لقطاع العرضي، 2 بوصة طول الألياف العضلية
85 × 2× ×2 1
1- الشغل - ــــــــــــــ = ـــ 14 رطل / قدم
12 12
4 × 85 × ×2
2- الشغل - ـــــــــــــــ = 3, 28 رطل / قدم
12
2× 85 × ×2
3- الشغل = ـــــــــــــ = 33, 28 رطل / قدم
12
8 × 85× × 2
4- الشغل = ــــــــــــ = 66, 56 رطل / قدم
12
استنتاجات:
أ- الزيادة في مقدار الشغل يتناسب طردي على الزيادة أو النقصان في القطاع العرضي للعضلة0
ب- الزيادة أو النقصان في كمية الشغل يتناسب طردي مع طول الألياف العضلية (أم 3)
جـ- من الممكن أن تكون كمية الشغل واحدة إلا أن العمل يكون للتقلب على مقاومة كبيرة أو أن يكون العمل لمدى أطول في الحركة (المسافة للعمل)0
نقاط ضعف في المعادلة:
- هذه المعاركة مستخرجة نتيجة تجارب على عضلات معينة (نقطة ضعف)0
- إن قياس القوة يتم بطرق ميكانيكية (أجهزة) ونقطة ضعفها اشتراك مجموعات0
عضلية في نفس العمل – مع صعوبة قياس عمل العضلة الواحدة0
التأثير الناتج عن قوتين أو أكثر :
لو فرضنا أن قوتين لهما تأثير على جسم معين فهل يكون التأثير الناتج من القوتين هو مجموعها الحسابى – ومتى لا يكون مجموعها الحسابى0
1-إذا كانت القوتان في اتجاه واحد يكون مجموعهما هو الناتج الحسابي لهما0
2- إذا كانت القوتان غير متساويتان فإن اتجاه القوة يحدوه اتجاه تأثير عمل محصلة القوتين وفى اتجاه القوة الأكبر0
3- إذا تعادلت القوتان فيكون اتجاه تأثير القوة في منتصف المسافة0
هذه المبادئ الثلاثة يمكن تطبيقها في العمل العضلي لأجزاء الجسم0 والعمل هنا ناتج من محصلة قوة العضلات المشتركة في الحركة والاتجاه يحدده زاوية تأثير القوة للعضلات المختلفة، وهى عادة تكون مكان أندغام العضلة إلا في حالات معكوسة مثل الشد لأعلى فهنا يتحرك المنشأ للعضلة ناحية نقطة الاندغام0
- عندما تشترك مجموعة من العضلات في عمل، فالذي يحدث هو تعاون بين العمل العضلي للعضلات المشتركة وليس تكرار للعمل0
- في أي عمل الحرارية:د ينتج شغل، وتبعا لكمية الشغل المبذول تستنفذ طاقة – هذه الطاقة لها أنواع متعددة :
1- الطاقة الحرارية :
وحدة الطاقة الحرارية : سعر / رطل قدم
المشي:/ قدم يعادله 324 , 0 سعر حراري، كل 3 رطل / قدم شغل يستهلك طاقة بمقدار 1 سعر طردى0
- وقد وجد أن الأنشطة المختلفة تستهلك طاقة حرارية على أساس نوع أي أن الحركة تستنفذ طاقة حرارية على حسب نوع والمكان الذي تؤدى فيه0
المشي : تزيد الطاقة الحرارية المبذولة فيه كلما زادت سرعته0 وتستنفذ الطاقة الحرارية بصورة منتظمة عند المشي بسرعة 6 كلم / س0
- وقد وجد أنه بزيادة معدل (سرعة) المشي من 7 إلى 10 كلم/ س تصبح الزيادة في الطاقة الحرارية المبذولة مفاجئة وغير منتظمة أي أن بالمشي بسرعة 10 كم/ س تستفيد ضعف الطاقة المبذولة عند المشي بسرعة 6 كم/ س0
عوامل أخرى تتدخل في كمية الطاقة المستنفدة :
1- مستوى السن غير مؤثرا
2- نوع الجنس لا يؤثر
3- الوزن يؤثر على كمية الطاقة المبذولة- فكلما كان وزن الجسم ثقيل كلما كانت الطاقة الحرارية المستنفدة أكبر0
4- الاحتكاك – (للسطح ألمؤداه عيه الحركية)0
5- اتجاه الريح0
6- درجة الحرارة (الطقس)
7- نوع الجسم (النمط)0
8- مقدار الجاذبية الأرضية
2-طاقة الحركة :
وهى عبارة عن الطاقة المبذولة نتيجة تأثير قوة على مسافة معينة أي الطاقة المبذولة نتيجة العمل أو الشغل المعين0
طاقة الحركة = الكتلة × (السرعة)2 = ك × ع2 0
وزن الجسم
(الكتلة عبارة عن كمية المادة للجسم المعين) ويحددها قسمة ـــــــــــ
32 (عملية الجاذبية)
السرعة عبارةلمتحرك × الزمن الذي يستغرق في عمل الحركة
السرعة عبارة عن = ــــــــــــــــــــــــــــــــ
2
العمل1:× الزمن
= ـــــــــ
2
مثال 1 :
متابعة وثب عالي مركز ثقل لمساحة 18 بوصة من أسفل وضع القرفصاء إلى النطة التي تركت فيها قدم الارتقاء الأرض – والقوة التي يدفع بها عموديا على الأرض تساوى 300 رطل فما هو الثقل الذي تم0
الحل:ل : الثقل = ـــــ × 300 = 45- رطل / قدم
12
مثال2 :
إذا كان وزن المتسابق 160 رطل والسرعة التي يتحرك بها على الأرض 42, 13 قدم/ ن في هي طاقة الحركة للمتسابق0
الحل:
160 42, 13
طاقة الحركة = ــــ × (ـــــ )2
32 2
= 5 × 90 = 450 رطل / قدم
مكونات طاقة الشغل:
- الشغل = القوة × االعجلة،، طاقة الحركة = الكتلة × العجلة
- القوة = الكتلة × العجلة ، المسافة = الزمن × السرعة0
أما السرعة = العجلة ×
الكتلة × العجلة × الزمن × العجلة × الزمن
الشغل = ـــــــــــــــــــــ
2
الثقل = الكتلة × (السرعة)2
نقاط هامة:
- كمية الشغل المبذولة تساوى الطاقة المستنفذة أي أن الثقل الذي يبذل الفرد يعادل الطاقة التي يبذلها لكن الاختلاف هنا هو اختلاف مهارى (الكفاءة) بين كل فرد وآخر0
أي أنه يمكنالطويل:أن يؤدوها بدرجة فنية واحدة، لكن لأن كمية الشغل التي يبذلها فرد أكثر من آخر- فالطاقة التي يستنفذها الأول أقل من الثمانى0
- كمية الطاقة المبذولة تحدد الوسيلة المطلوبة لأداء المهارة المعينة باقتصاد في المجهود0
- مثال الوثب الطويل :
تثبت مساحة الوثب 1 ج 15 قدم وترك الفرد يثب بزوايا مختلفة من 35: 55  وعند تحليل الأدوار بحثت كمية الطاقة المبذولة فوجد أنها زاوية  أقل ما يمكن وقد تمت هذه النظرية بعد ذلك0
- عند تحليل الأداء وجد أنه عند < 45 تكون سرعة الفرد أقل من وجوده في زوايا أخرى0 أي أن لشغل يكون أقل ما يمكن0
- الشخصي البطء في الجري يمكن أن يسجل نفس الرقم الذي يسجله فرد أسرع منه فيما لو قفز بزاوية 45 والفرد الأخر قفز بزاوية أكبر أو أقل من 450

طاقة الوضع :

وهى الطاقة الكامنة (المخزونة) في الجسم نتيجة للوضع المعين الذي يتخذه الجسم0
- وهى تدل على إمكان حدوث الشغل، وهى تساوى كمية الشغل الممكن حدوثها0
- عند قفز الفرد إلى أقصى ارتفاع له أثناء أداء هذه الحركة فالطاقة هنا هي طاقة حركة- فعند وصول الجسم إلى أقصى ارتفاع له فالطاقة التي يحفظها الجسم في هذا الارتفاع تعتبر طاقة وضع0
وهى هامة جداً في كل حركات المرجحات لأنها التي تنمى (تزيد) السرعة في المرجحة إلى أسفل0
(وصول اللاعب إلى أقصى ارتفاع له فوق العقلة يعتبر طاقة كافة)0
الطاقة الكامنة = وزن الجسم × الارتفاع العمودي (المسافة العمودية عن قاعدة الارتكاز)
= الوزن × المسافة العمودية0
والطاقة الكامنة تتناسب طرديا مع الأرتفاع العمودى عن قاعدة الارتكاز
- طاقة الوضع = كمي الشغل الممكن حدوثها0
- طاقة الوضع = الكتلة × عجلة الجاذبية × الارتفاع العمودى = كمية الشغل0
مسألة :
سيدة تزن 120 رطلاً وثبت 4, 1 قدم لأعلى وثب عمودي واستخدمت القوة على مساحة 6, قدم المطلوب :
1- كمية الطاقة المبذولة 2- ما هو مقدار القوة المستخدمة0
الحل :
كمية الطاقة المبذولة = 120 × 4, 1 = 168 رطل / قدم
الثقل 168
مقدار القوة المستخدمة = ــــ = ـــــ= 280 رطل / قدم
المساحة 6,
القدرة : poewer
وهى أساس طاقة الحركة أو بعبارة أخرى هي : كمية الطاقة المبذولة في الوحدة الزمنية المعينة القدرة هي كمية الشغل في وحدة زمنية معينة0
القدرة تتناسب مناسب طردي مع مكعب السرعة0
المعادلة :
القدرة = القوة × السرعة
علاقة القدرة بالشغل :
المساحة
- السرعة = ـــــ
الزمن
المساحة
القدرة = القوة × ـــــ
الزمن
الثقل
القدرة = ــــ
الزمن
فالقدرة موجودة بالنسبة لأداء الجسم لثقل في زمن معين0
مكلوى :
أجرى دراسة لمعرفة أنسب طريقة لجرى الميل بحيث يكون هناك إقتصاد في القدرة وبناء عليه أقتصاد في الطاقة المبذولة وكذلك في الشغل0
- وقد وجد أن لاعبين جورا الميل في زمين معين – لاعب جرى الميل بمعدل ثابت والثانى يغير معدل سرعته أثناء المسافة، وقد سجل اللاعبان نفس الزمن0
- وقد وجد أن اللاعب الذي يجرى بمعدل سرعة ثابت يبذل طاقة أقل فهو يوفر في القدرة وفى الشغل0
- أي أن أحد اللاعبين عند كفاية والثانى أقل0
- أي أن لكي تخفض كمية الطاقة والثقل يجب أن يتم تنظيم معدل السرعة للاعب0