كاربرد علم فيزيك و علوم وابسته علم مكانيك و مكانيك زيستي ” بيومكانيك ” در تكنيك و مهارتهاي ورزشي :
حدودا از سال 1914 ميلادي اهميت استفاده از قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته آن خصوصا علم مكانيك در فعاليتهاي روزمره و ورزشي مورد توجه قرار گرفت . خانم واتز ” WATTS ” در همین سال با بكار گيري وسايل تحقيقاتي ساده ، اهميت درك و كاربرد صحيح اصول علم مكانيك را در فعاليتهاي روزانه و ورزشي گوشزد نمود و گفت :
زمانيكه اين اصول كاملا تفهيم شد ، آنوقت ما مجاز به استفاده از آنها نه تنها براي تمرينهاي بخصوص ، بلكه در تمام رشته هاي ورزشي و فعاليتهاي عادي روزمره هستيم .
خانم واتز گفت : كاربرد درست اصول علم مكانيك ، نتايج فعاليتهايي ورزشي شما را مطلوبتر و از جراحات هولناك به نحو چشم گيري پيش گيري كي نمايد . ناخودآگاه ، در حركات ورزشي و فعاليتهاي ورزشي روزمره قوانين علم مكانيك و مكانيك زيستي ” بيو مكانيك ” نظير ، قوانين نيروي جاذبه ، تعادل ، حركت ، طرز بكار بردن اهرم ، نيرو ، شناوري ” در ورزشهاي آبي ” برخورد و پرتاب و غيره مورد استفاده قرار مي گيرند . از سال 1950 ميلادي سود جستند از اين علوم و رقابتهاي المپيك و بين المللي توسط كشورهاي صاحب در ورزش خصوصا شوروی سابق جنبه جدي و ظهور خط سياسي در ورزش را هر چه بيشتر دامن زد . كاربرد قوانين فيزيك زماني شگفتي آفريد كه ورزشكاران آلمان شرقي سابق با شركت خود در مسابقات بين المللي و ثبت ركوردهايي باور نكردني در اكثر رشته ها ، دو كشور صاحب نام ورزشي يعني شوروي سابق و آمريكا را مات و مبهوت نمودند .
انستيتوهاي ورزشي آلمان شرقي با تجهيزات آزمايشگاهي فوق مدرن و اساتيد مجرب و صاحب كلاس و با ارائه سيستم هاي مدرن و جديد تمريني و تربيتي و خلق تكنيك هاي باور نكردني بر مبناي قوانين علم مكانيك ، فاصله خود را در تحقيقات علمي ورزشي با ساير كشورها به نحو چشم گيري عميق تر كردند . اين چنين تكنيك هاي علمي تا حدود زيادي موضوع شانس يا بهانه قرعه سخت و جهت گيري دارو بنفع كشور خاصي را خنثي كرد و ثابت نمود ، تنها ورزشكاران صاحب تكنيكهاي علمي كامل و بي نقصي مي توانند مبارز به طلبند .
امروزه شاهد شكوفائي ورزش علمي در تمام زمينه ها هستيم و آينده نشان خواهد داد كه كشورهاي صاحب ” علم و تحقيقات ” و آماده سرمايه گذاري معنوي و اقتصادي دراين جهت ، مقامهاي بزرگ را به دست مي آورند . در اين مقالات سعي مي شود با زبان ساده ، قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته ” مكانيك و بيو مكانيك ” و كاربرد مؤثر آنها را در ورزش بررسي كنيم . قبل از ارائه اين قوانين ، لازم است ، رابطه بين علم فيزيك و مكانيك و بيو مكانيك براي خوانندگان عزيز تشريح گردد :
فيزيك چيست ؟
فيزيك يكي از شاخه هاي مهم ” شايد مهم ترين ” علوم طبيعي بوده و بررسي تمام پديده هاي طبيعي را به نحوي زير پوشش خود قرار مي دهد . علم فيزيك در مطالعه عناصر تشكيل دهنده ماده يا جسم مادي و عمل متقابل اين عناصر غير قابل انكار و بررسي چنين برهم كنشها ، خواص جسم مادي را در پيش روي ما قرار داده و دسترسي به مجهولات پديده هاي طبيعي را آسان مي كند . فيزيك علاوه بر بررسي ساختار جسم مادي و عوامل تشكيل دهنده آن ، ارتباط نزديك با ساير علوم طبيعي در رشته و بعنوان يك پديده بنيادي در تمامي پژوهشهاي علمي كاربرد وسيعي را به خود اختصاص مي دهد . بررسي اوضاع و احوال علومي نظير انرژي ، نور ، مكانيك ” جامدات و سيالات ” شيمي ، نجوم ، زمين شناسي بدون استفاده از فيزيك امكان ندارد.
شاخه هاي سنتي فيزيك :
تا پايان قرن نوزدهم و شروع قرن بيستم ، حيطه عمليات علم فيزيك را در علومي نظير ، مكانيك ، ترموديناميك ، الكتريسيته ، مغناطيس ، صدا و نور خلاصه مي دانستند . مثلا ،مكانيك را علم الحركات و نور را براي دستيابي به علم اپتيك و صدا و شنوائي را براي دسترسي به علم اكوستييك و الكترومغناطيس را بعنوان رابط با تمامي شاخه هاي ذكر شده بكار مي گرفتند . علم مكانيك بعنوان شاخص ترينن رشته هاي علم فيزيك بكار گرفته شد و بسرعت توسعه يافت و بهه دو بخش استاتيك وديناميك تقسيم گرديد. قوانين بيشماري در ارتباط با استاتيك و ديناميك مطرح شد كه اغلب آنها امروز نيز در فعاليتهاي علمي ـ صنعتي ـ ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند ” در مقالات آتي به اين قوانين و كاربرد آنها در ورزش اشاره خواهد شد “. در شروع قرن بيستم ديدگاه ها نسبت به علم فيزيك دستخوش دگرگوني گرديد و شاخه جديدي بنام فيزيك نوين خصوصا بررسي انرژي هسته اي بدان اضافه شد . اين تغييرات بيشتر تحت تاثير انديشه هاي نوين ، ستاره تابناك و جاويدان عالم فيزيك يعني ” آلبرت انيشتين ” قرار داشت . انيشتين ديده فيزيك دانان ، عالمان و دانشمندان را نسبت به فضا ، زمان و سرعت و حركت بكلي دگرگون ساخت و مسائل پيچيده نيروي جاذبه ومعماهاي كهكشانها را حل نمود . كارهاي علمي انيشتين و معادلات و برداشت او از نيروي جاذبه ” كه بنحو چشم گيري با تعريف نيروي جاذبه نيوتن اختلاف دارد ” زمان فعلي را پوشش ميدهد و قوانين ارائه شده او برآينده جهان تاثير خواهد گذاشت . ثقل انيشتيني يا ” نسببيت عام ” همانطوري كه بر اجرام سماوي و اقمار و ستارگان و سفينه ها اثر ميگذارد ، مطمئنا رشته هاي مختلف ورزش را متحول و متاثر خواهد كرد . چرا كه سرعت در بيدار كردن انرژي نهفته اجسام رل اساسي بازي مي كند و اين مهم در فرمول E= mc انيشتين بيان شده . مي دانيم سرعت و شتاب در كسب ركوردهاي بالا رل اساسي را بازي مي كند و كسب انرژي بالا توسط ورزشكار ” يعني فرمول انيشتين ” قادر به خلق ركوردهاي غير قابل باور در سالهاي 2500 يا 3000 ميلادي خواهد بود . البته آنچه در رابطه باانرژي نهفته و سرعت گفته شد ، مي تواند بعنوان خيال پردازي تلقي شده ، ولي آينده ركوردهاي حيرت انگيز در رشته هاي گوناگون ورزشي بستگي به سرعت و جذب انرژي دراين راستا دارد . بهر صورت با بكارگيري و استفاده از ثقل انيشتيني و حذف ثقل نيوتني ” به هر حال در مقابل ثقل انيشتيني قابل هضم نيست ” كار ركوردها و ورزش نيز بهمين جا ختم نمي شود . به هر صورت فيزيك نوين ايجاب مي كند در هر زمان ، اصول و مباني و تفكرات قبلي دانشمندان علوم رياضي ـ فيزيك مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات جديد بكار رود .
پيدايش علم مكانيك زيستي يا بيومكانيك در ورزش :
در سالهايي اخير براي تجزيه و تحليل حركات جسماني موجودات زنده خصوصا انسان ” بيش از همه حركات ورزشي ” دانشمندان پس از بحث هايي طولاني به واژه بيو مكانيك يا مكانيك زيستي رو آوردند . در حقيقت بيو مكانيك نيز شاخه اي از علم مادر يعني فيزيك است و همان قوانين در اين رشته نيز صادق مي باشد .
تعريف علم بيومكانيك :
در رابطه با تكنيكها ومهارتهاي ورزشي ، بيو مكانيك باين شرح تعريف مي شود :
بيو مكانيك علمي است كه با بكارگيري قوانين فيزيك و مكانيك در حركات ورزشي و فعاليت هاي روزمره انسان و تجزيه و تحليل عمل و عكس العمل نيروهاي داخل و خارجي بر بدن انسان وتاثيرات نهائي اين نيروها صحبت مي كند .
مكانيك زيستي يا بيو مكانيك چه تغييراتي در روشها و فنون ورزشي ايجاد كرده :
بطور كلي كاربرد قوانين علم بيو مكانيك يا مكانيك زيستي در ورزش وتكنيكهاي مربوطه موجب تغييرات شگرف و باورنكردني شده . مثلا ، تغيير در حركات كلاسيك وزنه درر حركات كلاسيك وزنه برداري و برگزيدن ” استيل چمباتمه ” و كشش هاي انفجاري ” كشش با شتاب بالا ” ركوردهاي اين ورزش سنگين را بنحو چشم گيري تغيير داده ، ضمنا موجب دگرگوني پايه اي در تكنيك هاي آن گرديده .
تعريف علم مكانيك :
علم مكانيك علمي است كه در رابطه با حركت و تاثير نيروها بر اجسام صحبت مي كند .
تعريف علم ورزش :
علم ورزش علمي است كه ، در ارتباط با بكارگيري نيروي عضلاني ورزشكار و انتقال آن توسط تاندونهاي ماهيچه به اهرمهاي بدن او حركت و جنبش آنها را باعث شده و فعاليتهاي ورزشي به سرانجام مي رسد يا نيروهاي واقعي ورزشكار كه نيروي عضلانني مي باشند ، بر اجسام كه مي تواند وسايل ورزشي و غيره باشد اثر كرده و تحركات اهرمها را بدنبال مي آورد وموجب تكامل حركت ورزشي خواهد شد . اين دو تعريف بسيار شبيه مي باشند و ميي رساند چقدر قوانين فيزيك ورشته هاي مربوط آن در تكنيكهاي ورزش موثرند .
همين طور زمانيكه سرعت و قدرت و نرمش و كم نياوردن نفس در كشتي آزاد فرنگي با ضوابط و قوانين جديد اعمال گرديد ، اين دو ورزش از حالت خسته كننده و بي تحرك به ورزشي فعال و صاحب سبك و تكننيك و جذاب مبدل گرديد يا زمانيكه مقررات شنا در برگشت تغيير كرد بطور وضوح بر روي ركوردها اثرات عميق گذاشت. اين مسئله در پرش ارتفاع با بكارگيري نيزه هاي فايبر گلاس و قابل انعطاف نيز معجزه كرد اما در اين ميان كوچ ها و مربيان با بروز چنين تغيرات غير قابل پيش بيني روبرو و غافل گير شدند ، ولي كلاسهاي توجيهي ـ آموزشي و تئوريك ـ عملي اين نقيصه را نيز جبران رركد . علم بيو مكانيك مربيان و مدرسين ورزشي را در تجزيه وتحليل علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي راهنمائي و تصميم گيري را برايي آنان آسان تر مي كند .
مثلا در وزنه برداري استفاده وسيع از قوانين بيو مكانيك و مكانيك در حركات كلاسيك و آموزشي جنبه هاي فني ـ تكنيكي اين دو حركت بعهده مربي است . اين مربيان در سطح خيلي پيشرفته بايد دانش بيو مكانيك وقوانين مربوط به آنها را جذب كرده و بكار گيرند . نقطه شروع جذب اين دانش علمي بدون شك دانشكده هاي ورزش است . اين دانشكده ها بجايي واحد هاي درسي غير ضروري ، بايد دروس فيزيك و بيو مكانيك ورياضيات مربوطه را جدي گرفته ، علاوه بر واحدهاي تئوريك ، آزمايشگاههاي آنها را كه به شكل عملي چگونگي كاربرد قوانين فيزيك و بيو مكانيك در ورزش را نشان مي دهند ، بر پا و تجهيز نمايند . آنچه ارزش علم بيو مكانيك را هر چه وسيع تر نمايان مي كند ، بهبود بخشيدن بر تكنيكها و ركورهاي ورزشي است و سرانجام شكوفائي استعدادهاي نهفته نوآموزان ورزشكار است كه از وظايف مربي بحساب مي آيد .
فوتبالیستی را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زدن به توپ فقط از عضلات دو قلوی پای خود استفاده می کند. این فوتبالیست هنگام ضربه زدن به توپ از دو عضله استفاده میکند و اگر قدرت وارد کردن انرژی این دو عضله را ۱۰۰نیوتن در نظر بگریم توپ او با سرعت مثلا۴۰ کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد.حالافوتبالیست دیگری را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زده علاوه بر استفاده از عضلات ساق پای خود،از عضلات ران نیز استفاده می کند فوتبالیستی را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زدن به توپ فقط از عضلات دو قلوی پای خود استفاده می کند. این فوتبالیست هنگام ضربه زدن به توپ از دو عضله استفاده میکند و اگر قدرت وارد کردن انرژی این دو عضله را ۱۰۰نیوتن در نظر بگریم توپ او با سرعت مثلا۴۰ کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد.حالافوتبالیست دیگری را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زده علاوه بر استفاده از عضلات ساق پای خود،از عضلات ران نیز استفاده می کند. این شخص علاوه براینکه عضلات بیشتری استفاده می کند نیروی بیشتری را برروی توپ وارد می کند (۲۰۰نیوتن)در نتیجه سرعت توپ او با ۶۰یا ۸۰کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد .ودر نهیت شوت او برای دروازبان حریف مشکل ساز خواهد بود می بینید که استفاده بسیار ساده وپیش پا افتاده ای از علم فیزیک در مثال بالا یک فوتبالیست را از نظر قدرت شلیک توپ به حد بالایی می رساند .پس می توان نتیجه گرفت که علم در ورزش بی تاثیر نیست.برای توجه بیشت مثال زیر را در نظر بگیرید:اسکی بازی را در نظر بگیرید که در حدود۶۰کیلو گرم وزن داشته و در مسابقه اسکی مارپیچ المپیک شرکت کرده است ،قانون نیروی ثقل و وزن که در فیزیک به صورت تئوری در کتاب ها مطرح شده است این شخص را بر اثر نیروی کشش زمین ونیروی گرانش وطبق فرمول زیر نیروی خاصی را بر او وارد می کند.واو را از کوه به سمت پایین می کشد ونیرویی که هر دو جرم را به سمت یکیذیگر می کشاند نیروی گرانش نام دارد ونیز ربایش زمین را بر یک جسم ،وزن ان جسم یا نیروی گرانش می گویند و می دانیم وزن با جرم فرق می کند نتیجتا وزن این اسکی باز طبق قانون زیر برابر است با ۶۰کیلو گرم ونیروی واردشده بر اوبرابراست با: W=۶۰(kg)*۱۰(n/kg)=۶۰۰N ورزشکار دیگری را در نظر بگیرید که وزن او اصطلاحا ۱۰۰کیلو گرم باشد و نیروی وارد شده بر او برابر است با W=۱۰۰(kg)*۱۰(n/kg)=۱۰۰۰N نیرویی که شخص دوم را به پایین می کشد، حدودا۴۰۰نیوتن از نیروی شخص اول بیشتر است .در نتیجه سر عت نفر دوم نیز به مراتب بیشتر خواهد شد.بنابراین شانس موفقیت نفر دوم در صورتی که دارای فاکتور های مشترک دیگر مثل داشتناسکی هایی با کیفیت یکسان وغیره ،برای پیروزی در مسابقه بیشتر است.اکنون که تا حدی به نقش علم فیزیک و تاثیر موثر بر ور زش اشنا شدید وقت ان است که شاخه های مختلف ان را برسی کرده و نقش هر کدام را در ورزش روشن کنیم .
- پرتوهای نوری و قوانین شکست نوری هنگامی که نور به یک محیط شفاف وارد ویا از آن خارج می شود،ممکن است پرتو های نور شکسته شوند واثر های جالب و گاهی زیبا را پدید می اورند.مثلا اگر به یک سکه در ته لیوان نگاه کنید سکه بال ا تر از محل واقعی خود به نظر می رسد. یا وقتی که یک قاشق را بطور مایل در لیوان آب فرو می برید ان را در محل ورود به اب شکسته می بینید.وقتی نور بطور مایل از یک محیط شفاف وارد محیط شفاف دیگری می شود ،هنگام عبور نور از سطح جدا کننده دو محیط مسیر ان را تغییر می کند . این پدهده را شکست نور می گویند.علت شکست نور اختلاف سرعت در دو محیط است اگر نور از خلا وارد محیط شفاف شود و سزعت نور در خلا و محیط را به ترتیب باCوVنشان دهیم ،ضریب شکست عبارت خواهد بود از : N=C/V بیشترین کابرد این تکنیک در ورزش برای ساخت عینک های شنا و غواصی می باشد. عینک غواصی در هوا دارای دید تار می باشند ولی در آب با اصل ضریب شکست توسط محیط اب دارای دید صاف و شفاف می شوند.روی این اصل شناگران با اینگونه عینک ها می توانند کف استخر را به خوبی ببینند .خط های سفیدی که در ته استخر کشیده می شوند باعث می شوند تا شناگران در مسیر خود قرار بگیرند وبه مسیر دیگر ورزشکاران وارد نشوند و با چشم غیر مسلح و با عینک مخصوص شنا این خط ها دیده نمی شوند.همچنین شناگران قادرند به خوبی با این عینک ها حریفان خود را زیر نظر داشته باشند.
- تجزیه پرنوهای نوری و رنگ های مختلف نوری وداستان عدسی ها نور سفید به وسیله منشور می تواند تجزیه شود ومثل عینک های آفتابی و مه شکن ومخصوص برای رشته های اسکی ،قایقسواری،موج سواری و… استفاده می شوند.ونیز عدسی ها اشکالی هستند که جسم را نزدیک تر یا دورتر نشان می دهند.از این قضیه بیشتر در ورزش شکار استفاده می شود (ساخت دوربین های قوی)
- بازده زمانی در بسیاری از موارد به جای دانستن لحظه شروع یک رویداد،نیاز به اندازه گیری مدت زمان آن رویداد داریم.مدت زمان بین شروع رویدادرابا T۱ولحظه پایان یک رویداد را باT۲نشان دهیم،بازده زمانی برابر T۲-T۱استکه آن را با Tنشان می دهیم. T= T۲-T۱این مسئله به صورت آشکار در ورزش هایی که نقش زمان وتایم گیری در آن مهم است مطرح می باشد .مثل ورزش دو ،دو چرخه سواری و ورزش اسکی.البته در بیشتر این ورزش ها شروع حرکت یا T۱با زمان صفرمحاسبه می شود و این ثبت زمان T۲است که با کرنو متر های پیشرفته اندازه گیری می شود.
- نیرو ما همواره بدو ن آنکه توجه کافی داشته باشیم ،نیروهایی را که هل می دهند ومی کشند ویا اجسام را به حرکت وا می دارند ویا حرکت آنها را کند میکنند ،به سهولت می توان شناخت.اما نیروهایی که در اجسام در حا ل تعادل ،مثل اجسام ساکن وارد می شوند ،کمتر آشکارند.نیرو به کمک اثر هایی که بر یک جسم می گذارند می شناسیم و توسط همین اثرها می توانیم توصیف کنیم.اثرهای نیرو عبارتند از:نیرو می تواند جسم را به حرکت وا دارد. نیرو می تواند عامل ترمز وایستادن جسم باشد. نیرو می تواند عامل مخرب باشد یعنی می تواند موجب فشرده شدن ویا له شدن جسم شود.نیرو جهت جسم را نیز عوض می کند .نیرو می تواند ماهیت جسم را نیز عوض کند . نیرو می تواند جسم را خم کند و یا بطور کلی تغییر شکل می دهد. نیرو می تواند اثر نیروهای دیگر را که بر یک جسم ساکن وارد می شوند را خنثی کند واز حرکت جسم جلوگیری کند نیرو می تواند سبب چرخش جسم شود. نیرو ها بر حسب اثرهای آن نام گذاری می شوند.نیروی مالش (اصطکاک)، نیروی کشش نخ،نیروی شناوری ، نیروی کشسانی و… در اینجا با بعضی از نیرو ها آشنا ونقش هر کدام را در ورزش برسی می کنیم.
- نیروی گرانش نیرویی که دو جرم مشخص با نیروی مشخص که آن را نیروی گرانش می گوییم،یکدیگر را می ربایند.ربایش زمین بر یک جسم را وزن آن جسم یا نیروی گرانش میگویند.در ورزش این نیرو گاهی مفید و گاهی مضر است.مثلا در ورزش اسکی این نیرو نقشی مثبت داشته و موثر است.اسکی که اصول اولیه آن بر پایه حرکت ورزشکار با اسکی از کوه به سمت پایین است.نتیجتا هر اسکی باز که سنگین تر است، با سرعت بیشتری به سمت پایین کشیده می شود.طبق فرمول زیر : W=جرم(kg)*۱۰(n/kg) در نتیجه این نیرو برای ورزش اسکی مثبت و مفید است .ولی در ورزش پرش ارتفاع که ورزشکار با پریدن از سطح زمین انرژی خود را صرف غلبه برنیروی گرانش زمین می کند ،طبق فرمول: W=جرم*۱۰ این در خلاف جهت حرکت ورزشکار قرار دارد به عنوان نیروی مزاحم به حساب می آید .پس در رشته اسکی هر کسی که سنگین تر است سرعت بیشتری دارد وبر عکس در ورزش پرش ارتفاع هر کس که سبکتر است موفق تر خواهد بود وبهتر می تواند بپرد ▪ نیروی کشسانی وقتی فنری را می شیم یا فشرده می کنیم ،فنر دست ما را می کشد یا می راند.به نیرویی که فنر کشیده یا فشرده اعمال می کند نیروی کشسانی فنر می گوییم.این نیرو درورزش کارایی چندانی نداشته ،به جز در موارد خاص.در ورزش از این نیرو به صورت دستگاه های بدن سازی که با فنر های مخصوص کار می کند، استفاده می شود.
- نیروی مالش به نیروهای بین سطح تماس بین دو جسم که با سطح تماس موازیند وبا حرکت دوجسم بر روی هم مخالفت می کنند نیروی مالش(نیروی اصطکاک)می گویند.این نیرو به جنس های سطح تماس وصافی وزبری آن بستگی دارد و متناسب با نیروی عمودی است که دو سطح تماس را به هم می فشارد.این نیرو در ورزش بسیار تاثیر گذار می باشد.این نیرو تاثیر خودرا به صورت مثبت و منفی می گذارد.یعنی اینکه این نیرو برای رشته های ورزش هم مفید و هم مضر است. مثلادر ورزش های لوژسواری ،شنا واسکی و….یک عامل مزاحم به شمار می رود.ولی در ورزش هایی مثل تنیس والیبال فوتبال و…نیروی اصطکاک عامل پایداری ورزشکار در سطح زمین به شمار می آید و در جهت مثبت فعالیت ورزشکاران قرار دارد.اصطکاک در عامل پایداری ورزشکار در سطح زمین به شمار می آید ودر جهت مثبت فعالیت ورزشکاران قرار دارد. اصطکاک در ورزش لوژسواری باعث می شود نیروی مزاحم وترمز کننده بین تیغه های لوژو یخ ایجاد شود ودر نتیجه از سر عت لوژسوار کاسته شود،برای رفع این مزاحمت مربیان ومتخصصان تیم های ورزشی با ساخت تیغه هایی که کمترین سطح زبر رادارا می باشد (بسیار تیز وصیقلی)می باشد در زیر لوژهای ورزشکاران نصب می کنند.در ورزش اسکی که تماس بین کف اسکی و برف عامل ایجاد اصطکاک است وتا حدودی از سرعت ورزشکاران جلوگیری می کند ،به صورت تجربی به اثبات رسیده که اگرورزشکار واکس مربوط به هر برف (دمای برف معیار واکسها می باشد)را به ته اسکی خود بزنند اسکی با سرعت بیشتری به دلیل رفع نیروی اصطکاک بین کف اسکی و برف حرکت خواهد کرد.در ورزش شنا نیز نیروی اصطکاک بین آب وبدن شناگر عامل مزاحمی برای سرعت او محسوب می شود.اینگونه مشکلات را که می توانندمانعی برای رسیدن ورزشکاران به سرعت ایده آل ومناسب باشند را فیزیک به آسانی حل کرده است. دانشمندان فیزیک با درست کردن لباس های شنا (مثل پوست فک ها که سطح اصطکاک را به میزان نسبتا زیادی پایین می آورند)باعث شدند عامل مزاحم نیروی اصطکاک در ورزش شنا به حداقل برسدو همین کشف تا حدودی رکود سرعت شنا را بالا برده است.در ورزش هایی مثل تنیس و والیبال کهورزشکار باید با پاهای استوار در سطح زمین به جابجایی بپردازد وبتواند خود را کنترل کند واز لیز خوردن در سطح صاف سالن جلوگیری کند حلتی کاملا بر عکس شنا واسکی وجود دارد به همین دلیل در این ورزش ها به نیروی اصطکاک بیشتر نیاز داریم ونتیجتا متخصصین وصاحب کارخانه های معروف کفش هایی ساخته اند که بتوانند نیروی اصطکاک بین کفش وزمین چندین برابر کند.
- نیروی مقاومت شاره نیرویی که با حرکت جسم مخالف حرکت می کند نیروی مقاومت نامیده می شود.نیروی مقاومت هوا بر یک اتومبیل نمونه ای از این نیرویست که با افزایش سرعت اتومبیل افزایش می یابد.علمی است در فیزیک که در آن نقس اصطکاک هوا وبرخورد غیر مفید هوا با ورزشکار ویا وسیله نقلیه به کار گرفته توسط ورزشکار را به ما نشان می دهد…از این علم برای شکل وسایل ورزشی و همچنین فرم تکنیکی ورزشکار به حالت مناسب آئرودینامیک استفاده می شود.وسایل ورزشی مثل دوچرخه،اسکی،لباس های ورزشی به نحوه ای طراحی می شوند که کمترین بر خورد با هوا را داشته باشند.که اغلب دوچرخه سواران با این تکنیک روی دو چرخه قرار می گیرند برای اینکه برخورد هوا با ورزشکاران به حداقل برسد.
- نیروی اشمیدس به اجسام شناور یا غوطه ور در یک جسم نیروی به سوی بالا وارد می شود این نیرو بیشترین کارایی خودرا در ورزش های آبی مثل :شنا،واترپلو،قایق سواری و……داردواز آن برای شناور ماندن بهتر بر سطح آب استفاده می شود.
- راستی تکنیک چیست؟
- تکنیک پیاده شدن اصول و مبانی مربوط به ورزش وانجام دادن حرکت درست موثر مربوط به هر رشته ورزشی می باشد.تکنیک یعنی نشان دادن عملی مبانی تئوری که مربی یا آموزگار ورزش برای ورزشکار بیان کرده است.تکنیک با علم فیزیک در ارتباط است.تکنیک زاییده شاخه های مختلف فیزیک می باشد.تکنیک یعنی به کار گیری فکر در ورزش.ورزشکار تکنیکی کسی است که زیرک و با هوش باشد.واز فکر خود بهتر بتواند در ورزش استفاده کند.در ورزش بوکس یکی از تکنیک های مطرح وموثر این است که بوکسر ضربه هوک خود را از انتهای کتف وبا استفاده از چرخش کمر بر حریف وارد میکند.در این تکنیک کوچک ولی مهم چند نکته علمی در مورد فیزیک نهفته است :
۱-هنگامی که بوکسر ضربه خود رابه به وسیله کتف باشوک می زند از اصل اهرم استفاده می کند تا بتواند نیروی بیشتری مضاعف برنیروی بازووساعد برحیف وارد کند.
۲-چرخش کمر وایستادن روی پنجه پای عقب در هنگام ضربه هوک قانون برایند نیروها را تداعی می کند.بوکسر توط این چرخش یک نیروی مضاعف را بر نیروی بالاتنه می افزاید.در ورزش اسکی تکنیکی بنام شوس (حالت تخم مرغی) وجود دارد.این تکنیک دقیقا با رفغ نیروی شاره هوا به کار می رود.زیرا در این حالت اسکی باز حالت آئرودینامیکی موثر وزیبا را در بدن خود به نمایش گذاشته وبه سرعت خود می افزاید وبا زمان کمتری مسافت را می پیماید.
- قوانین حرکت بیشتر رشته های ورزشی بر اساس پیموده شدن مسافت برای ورزشکار با سرعت بیشتر سنجیده می شوند.مسابقه هایی مثل دومیدانی،دوچرخه سواری ،اتومبیل رانی و قایق رانی و…که در آنها ورزشکار مسافت تعیین شده را می پیماید سرعت در پیروزی ورزشکار عامل اصلی می باشد.جهان پر از اجسامی است که نسبت به ما در حرکتند .حرکت وسرعت برخی از این اجسام که ساخته دست انسانند مانند:اتومبیل، دوچرخه ها، اسکی، لوژ، موتور، قابل کنترل اند و برای میادین ورزش به کار می روند ثبت واندازه گیری سزعت براساس واحد زمان مساوی است با برنده شدن.حرکت ها با همدیگر فرق می کنندحرکت بر روی خط (حرکت یک بعدی )نوعی حرکت ساده است ولی حرکت بر روی منحنی (حرکت دو بعدی )مانند حرکت بر مسیر دایرهای پیچیده تر است. قوانین حرکت در ورزش به صورت شتاب افزایش سرعت چگونگی برقراری تعادل در حرکت روی مسیر منحنی ترمزهای اضطراری وکلا افزایش رکود سرعت در واحد زمان نمایان شده است.سرعت عبارت است از:جا به جایی متحرک در واحد زمان وبا فرمول زیر محاسبه می شود. X۱مکان اولیه،T۱زمان اولیه،X۲مکان ثانویه،T۲زمان ثانویه مثال:دریک مسابقه شنا۱۰۰متری شناگرطول۰۰۰/۵۰متری استخررا در یک رفت وبرگشتدر مدت ۰۰/۵۶ثانیه پیموده است.اگر بتوانیم سرعت شناگر را در سرعت رفت و هنگام برگشت جداگانه حساب کنیم ضعف او را در مسیر نشان دادهایم زیرا با افزایش و کاهش سر عت ضعف او نمایان خواهد شد . زمان رفت ۲۷ثانیه زمان برگشت۲۹ثانیه این ورزشکار در هنگام رفت سرعت بیشتری داشته است و هنگام برگشت سرعت او کم شده است.با یک فرمول ساده اما مهم مربی می تواند شاگردان خود را از نظر رفتار سرعتی در هنگام تمرین یامسابقه به خوبی کنترل کند ونکته های لازم را به موقع در موردنحوه حرکت وسرعت ورزشکار به او بگوید وضعف ورزشکار را در مسیر ها برسی کند.
● شتاب تغییرات سرعت را برای یک محرک در هنگام حرکت شتاب می نامند.شتاب در ورزش بسیار مهم می باشدزیرا هنگامی که ورزشکار در میادین رقابتی نیاز به افزایش سرعت داردبایستی به سر عت خود شتاب دهد تا سرعت خود را افزایش دهد.ورزشکارانی که قوانین شتاب را به خوبی می شناسد وآن رابه صورت عملی تجربه کرده اند،می توانندبه نحو احسن از آن سود ببرند.اکثر ورزش هایی که درآنهارکودزمانی باعث بردوباخت می شود مثل دومیدانی،دوچرخه سواری اسکی و…شروع حرکت ورزشکاران استارت نامیده می شود.استارت در ورزش نقش شتاب را در عامل محرک بازی می کند.در اینگونه ورزش ها اگر ورزشکار از استارت قوی وجهت دهنده و انفجاری وبا قدرت بالا برخوردار باشد شتاب بیشتری به سرعت خود خواهد داد.طبق فرمول: اگر ورزشکار بعداز اعلام شروع مسابقه که زمان صفروسرعت نیز صفر باشد با استارت زدن خوب وقوی سرعت خودرا مثلا به ۶۰kmبرسانددرزمان کمتری(یعنی استارت سریع وانفجاری) تایم او به ۳ثانیه برسد شتاب او برابر خواهد بود: هرچه این شتاب در ابتدای مسیر بیشتر باشد (مثلا سرعت۶۰km)عاملی خواهد شد تا او بسیاری از جریان خود را پشت سر بگذارد. ولی نبایستی از عوامل فیزیولوژیکی و قوانین دیگر فیزیک در هنگام طی مسیر برای افزایش بهروری از سرعت چشم پوشی کنید.