کاربرد علم فیزیک و علوم وابسته علم مکانیک و مکانیک زیستی " بیومکانیک " در تکنیک و مهارتهای ورزشی :
حدودا از سال 1914 میلادی اهمیت استفاده از قوانین علم فیزیک و رشته های وابسته آن خصوصا علم مکانیک در فعالیتهای روزمره و ورزشی مورد توجه قرار گرفت .
خانم واتز " WATTS " در همین سال با بکار گیری وسایل تحقیقاتی ساده ، اهمیت درک و کاربرد صحیح اصول علم مکانیک را در فعالیتهای روزانه و ورزشی گوشزد نمود و گفت :
زمانیکه این اصول کاملا تفهیم شد ، آنوقت ما مجاز به استفاده از آنها نه تنها برای تمرینهای بخصوص ، بلکه در تمام رشته های ورزشی و فعالیتهای عادی روزمره هستیم .
خانم واتز گفت : کاربرد درست اصول علم مکانیک ، نتایج فعالیتهایی ورزشی شما را مطلوبتر و از جراحات هولناک به نحو چشم گیری پیش گیری کی نماید .
ناخودآگاه ، در حرکات ورزشی و فعالیتهای ورزشی روزمره قوانین علم مکانیک و مکانیک زیستی " بیو مکانیک " نظیر ، قوانین نیروی جاذبه ، تعادل ، حرکت ، طرز بکار بردن اهرم ، نیرو ، شناوری " در ورزشهای آبی " برخورد و پرتاب و غیره مورد استفاده قرار می گیرند .
از سال 1950 میلادی سود جستند از این علوم و رقابتهای المپیک و بین المللی توسط کشورهای صاحب در ورزش خصوصا شوروی سابق جنبه جدی و ظهور خط سیاسی در ورزش را هر چه بیشتر دامن زد .
کاربرد قوانین فیزیک زمانی شگفتی آفرید که ورزشکاران آلمان شرقی سابق با شرکت خود در مسابقات بین المللی و ثبت رکوردهایی باور نکردنی در اکثر رشته ها ، دو کشور صاحب نام ورزشی یعنی شوروی سابق و آمریکا را مات و مبهوت نمودند .
انستیتوهای ورزشی آلمان شرقی با تجهیزات آزمایشگاهی فوق مدرن و اساتید مجرب و صاحب کلاس و با ارائه سیستم های مدرن و جدید تمرینی و تربیتی و خلق تکنیک های باور نکردنی بر مبنای قوانین علم مکانیک ، فاصله خود را در تحقیقات علمی ورزشی با سایر کشورها به نحو چشم گیری عمیق تر کردند .
این چنین تکنیک های علمی تا حدود زیادی موضوع شانس یا بهانه قرعه سخت و جهت گیری دارو بنفع کشور خاصی را خنثی کرد و ثابت نمود ، تنها ورزشکاران صاحب تکنیکهای علمی کامل و بی نقصی می توانند مبارز به طلبند .
امروزه شاهد شکوفائی ورزش علمی در تمام زمینه ها هستیم و آینده نشان خواهد داد که کشورهای صاحب " علم و تحقیقات " و آماده سرمایه گذاری معنوی و اقتصادی دراین جهت ، مقامهای بزرگ را به دست می آورند .
در این مقالات سعی می شود با زبان ساده ، قوانین علم فیزیک و رشته های وابسته " مکانیک و بیو مکانیک " و کاربرد مؤثر آنها را در ورزش بررسی کنیم .
قبل از ارائه این قوانین ، لازم است ، رابطه بین علم فیزیک و مکانیک و بیو مکانیک برای خوانندگان عزیز تشریح گردد :
فیزیک چیست ؟
فیزیک یکی از شاخه های مهم " شاید مهم ترین " علوم طبیعی بوده و بررسی تمام پدیده های طبیعی را به نحوی زیر پوشش خود قرار می دهد .
علم فیزیک در مطالعه عناصر تشکیل دهنده ماده یا جسم مادی و عمل متقابل این عناصر غیر قابل انکار و بررسی چنین برهم کنشها ، خواص جسم مادی را در پیش روی ما قرار داده و دسترسی به مجهولات پدیده های طبیعی را آسان می کند .
فیزیک علاوه بر بررسی ساختار جسم مادی و عوامل تشکیل دهنده آن ، ارتباط نزدیک با سایر علوم طبیعی در رشته و بعنوان یک پدیده بنیادی در تمامی پژوهشهای علمی کاربرد وسیعی را به خود اختصاص می دهد .
بررسی اوضاع و احوال علومی نظیر انرژی ، نور ، مکانیک " جامدات و سیالات " شیمی ، نجوم ، زمین شناسی بدون استفاده از فیزیک امکان ندارد.
فیزیک یکی از شاخه های مهم " شاید مهم ترین " علوم طبیعی بوده و بررسی تمام پدیده های طبیعی را به نحوی زیر پوشش خود قرار می دهد .
بررسی اوضاع و احوال علومی نظیر انرژی ، نور ، مکانیک " جامدات و سیالات " شیمی ، نجوم ، زمین شناسی بدون استفاده از فیزیک امکان ندارد.
شاخه های سنتی فیزیک : تا پایان قرن نوزدهم و شروع قرن بیستم ، حیطه عملیات علم فیزیک را در علومی نظیر ، مکانیک ، ترمودینامیک ، الکتریسیته ، مغناطیس ، صدا و نور خلاصه می دانستند .
مثلا ،مکانیک را علم الحرکات و نور را برای دستیابی به علم اپتیک و صدا و شنوائی را برای دسترسی به علم اکوستییک و الکترومغناطیس را بعنوان رابط با تمامی شاخه های ذکر شده بکار می گرفتند .
علم مکانیک بعنوان شاخص ترینن رشته های علم فیزیک بکار گرفته شد و بسرعت توسعه یافت و بهه دو بخش استاتیک ودینامیک تقسیم گردید.
قوانین بیشماری در ارتباط با استاتیک و دینامیک مطرح شد که اغلب آنها امروز نیز در فعالیتهای علمی ـ صنعتی ـ ورزشی مورد استفاده قرار می گیرند " در مقالات آتی به این قوانین و کاربرد آنها در ورزش اشاره خواهد شد ".
در شروع قرن بیستم دیدگاه ها نسبت به علم فیزیک دستخوش دگرگونی گردید و شاخه جدیدی بنام فیزیک نوین خصوصا بررسی انرژی هسته ای بدان اضافه شد .
این تغییرات بیشتر تحت تاثیر اندیشه های نوین ، ستاره تابناک و جاویدان عالم فیزیک یعنی " آلبرت انیشتین " قرار داشت .
انیشتین دیده فیزیک دانان ، عالمان و دانشمندان را نسبت به فضا ، زمان و سرعت و حرکت بکلی دگرگون ساخت و مسائل پیچیده نیروی جاذبه ومعماهای کهکشانها را حل نمود .
کارهای علمی انیشتین و معادلات و برداشت او از نیروی جاذبه " که بنحو چشم گیری با تعریف نیروی جاذبه نیوتن اختلاف دارد " زمان فعلی را پوشش میدهد و قوانین ارائه شده او برآینده جهان تاثیر خواهد گذاشت .
ثقل انیشتینی یا " نسببیت عام " همانطوری که بر اجرام سماوی و اقمار و ستارگان و سفینه ها اثر میگذارد ، مطمئنا رشته های مختلف ورزش را متحول و متاثر خواهد کرد .
چرا که سرعت در بیدار کردن انرژی نهفته اجسام رل اساسی بازی می کند و این مهم در فرمول E= mc انیشتین بیان شده .
می دانیم سرعت و شتاب در کسب رکوردهای بالا رل اساسی را بازی می کند و کسب انرژی بالا توسط ورزشکار " یعنی فرمول انیشتین " قادر به خلق رکوردهای غیر قابل باور در سالهای 2500 یا 3000 میلادی خواهد بود .
البته آنچه در رابطه باانرژی نهفته و سرعت گفته شد ، می تواند بعنوان خیال پردازی تلقی شده ، ولی آینده رکوردهای حیرت انگیز در رشته های گوناگون ورزشی بستگی به سرعت و جذب انرژی دراین راستا دارد .
بهر صورت با بکارگیری و استفاده از ثقل انیشتینی و حذف ثقل نیوتنی " به هر حال در مقابل ثقل انیشتینی قابل هضم نیست " کار رکوردها و ورزش نیز بهمین جا ختم نمی شود .
به هر صورت فیزیک نوین ایجاب می کند در هر زمان ، اصول و مبانی و تفکرات قبلی دانشمندان علوم ریاضی ـ فیزیک مورد بررسی قرار گرفته و تغییرات جدید بکار رود .
پیدایش علم مکانیک زیستی یا بیومکانیک در ورزش : در سالهایی اخیر برای تجزیه و تحلیل حرکات جسمانی موجودات زنده خصوصا انسان " بیش از همه حرکات ورزشی " دانشمندان پس از بحث هایی طولانی به واژه بیو مکانیک یا مکانیک زیستی رو آوردند .
در حقیقت بیو مکانیک نیز شاخه ای از علم مادر یعنی فیزیک است و همان قوانین در این رشته نیز صادق می باشد .
تعریف علم بیومکانیک : در رابطه با تکنیکها ومهارتهای ورزشی ، بیو مکانیک باین شرح تعریف می شود : بیو مکانیک علمی است که با بکارگیری قوانین فیزیک و مکانیک در حرکات ورزشی و فعالیت های روزمره انسان و تجزیه و تحلیل عمل و عکس العمل نیروهای داخل و خارجی بر بدن انسان وتاثیرات نهائی این نیروها صحبت می کند .
مکانیک زیستی یا بیو مکانیک چه تغییراتی در روشها و فنون ورزشی ایجاد کرده : بطور کلی کاربرد قوانین علم بیو مکانیک یا مکانیک زیستی در ورزش وتکنیکهای مربوطه موجب تغییرات شگرف و باورنکردنی شده .
مثلا ، تغییر در حرکات کلاسیک وزنه درر حرکات کلاسیک وزنه برداری و برگزیدن " استیل چمباتمه " و کشش های انفجاری " کشش با شتاب بالا " رکوردهای این ورزش سنگین را بنحو چشم گیری تغییر داده ، ضمنا موجب دگرگونی پایه ای در تکنیک های آن گردیده .
تعریف علم مکانیک : علم مکانیک علمی است که در رابطه با حرکت و تاثیر نیروها بر اجسام صحبت می کند .
تعریف علم ورزش : علم ورزش علمی است که ، در ارتباط با بکارگیری نیروی عضلانی ورزشکار و انتقال آن توسط تاندونهای ماهیچه به اهرمهای بدن او حرکت و جنبش آنها را باعث شده و فعالیتهای ورزشی به سرانجام می رسد یا نیروهای واقعی ورزشکار که نیروی عضلاننی می باشند ، بر اجسام که می تواند وسایل ورزشی و غیره باشد اثر کرده و تحرکات اهرمها را بدنبال می آورد وموجب تکامل حرکت ورزشی خواهد شد .
این دو تعریف بسیار شبیه می باشند و میی رساند چقدر قوانین فیزیک ورشته های مربوط آن در تکنیکهای ورزش موثرند .
همین طور زمانیکه سرعت و قدرت و نرمش و کم نیاوردن نفس در کشتی آزاد فرنگی با ضوابط و قوانین جدید اعمال گردید ، این دو ورزش از حالت خسته کننده و بی تحرک به ورزشی فعال و صاحب سبک و تکننیک و جذاب مبدل گردید یا زمانیکه مقررات شنا در برگشت تغییر کرد بطور وضوح بر روی رکوردها اثرات عمیق گذاشت.
این مسئله در پرش ارتفاع با بکارگیری نیزه های فایبر گلاس و قابل انعطاف نیز معجزه کرد اما در این میان کوچ ها و مربیان با بروز چنین تغیرات غیر قابل پیش بینی روبرو و غافل گیر شدند ، ولی کلاسهای توجیهی ـ آموزشی و تئوریک ـ عملی این نقیصه را نیز جبران ررکد .
علم بیو مکانیک مربیان و مدرسین ورزشی را در تجزیه وتحلیل علمی حرکات ورزشی یاری داده و آنها را در اجراء تکنیک ها و فنون علمی حرکات ورزشی یاری داده و آنها را در اجراء تکنیک ها و فنون علمی راهنمائی و تصمیم گیری را برایی آنان آسان تر می کند .
مثلا در وزنه برداری استفاده وسیع از قوانین بیو مکانیک و مکانیک در حرکات کلاسیک و آموزشی جنبه های فنی ـ تکنیکی این دو حرکت بعهده مربی است .
این مربیان در سطح خیلی پیشرفته باید دانش بیو مکانیک وقوانین مربوط به آنها را جذب کرده و بکار گیرند .
نقطه شروع جذب این دانش علمی بدون شک دانشکده های ورزش است .
این دانشکده ها بجایی واحد های درسی غیر ضروری ، باید دروس فیزیک و بیو مکانیک وریاضیات مربوطه را جدی گرفته ، علاوه بر واحدهای تئوریک ، آزمایشگاههای آنها را که به شکل عملی چگونگی کاربرد قوانین فیزیک و بیو مکانیک در ورزش را نشان می دهند ، بر پا و تجهیز نمایند .
آنچه ارزش علم بیو مکانیک را هر چه وسیع تر نمایان می کند ، بهبود بخشیدن بر تکنیکها و رکورهای ورزشی است و سرانجام شکوفائی استعدادهای نهفته نوآموزان ورزشکار است که از وظایف مربی بحساب می آید .
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.