الميكانيك الحيوية ...

الحركات طبقا للمسار الزمني

الحركات المنتظمة:

هي أبسط أنواع الحركات و هي حركة منتظمة السرعة أو ذات سرعة ثابتة، و هي التي يقطع فيها الجسم مسافة معينة في وحدات زمنية ثابتة على طول المسافة، و لقياس سرعة جسم يتحرك بسرعة منتظمة فإننا نحتاج فقط إلى قياس المسافة بحيث:

س = سرxز           x = v.t

v= x/t(m/s)

(X) la distance  (v) la vitesse  (t )le temps

مثال: سرعة العداء الذي يستغرق أدائه لسباق 200 م 26.32 ثا تتمثل في :

T = 26.32 s

X = 200 m

V= 200/26.32

    = 7.60 m/s

الحركات الغير المنتظمة:

و تتمثل في الحركات التي يقطع فيها الجسم مسافة معينة بسرعة متغيرة و هي الأكثر شيوعا في المجال الرياضي حيث أنه خلال الأداء تتغير سرعة حركة الجسم و التي يقطع فيها مسافات غير متساوية. و هناك نوعان من تغيير السرعة و هما كما يلي:

- تتغير السرعة بمقادير متساوية و هذا خارجا عن نطاقها.

- تتغير السرعة بمقادير متساوية أي بانتظام و يعني أنها تزداد أو تقل بمقادير متساوية في أزمنة متساوية, و مهما ضفرت هذه الأزمنة فإن العجلة (التسارع ) هي التي تحكمها , و التي تمثل معدل التغيير في السرعة بالنسبة للزمن و تكون إما تزايدية أو تناقصية .

السرعة: la vitesse

تعد السرعة من المكونات الأساسية للأداء البدني في معظم الأنشطة الرياضية إذ تلعب دوراً حاسماً في عدو المسافات القصيرة فهي ( المكون الأول لتحقيق الانجاز الأفضل في عدو هذه المسافة فضلا عن دورها في تنمية الفعاليات الأخرى) وتعد السرعة من الصفات البدنية صعبة التطوير قياساً إلى بقية الصفات البدنية الأخرى، لأنها تحتاج إلى وقت طويل وجهد متواصل للحصول على تطور ملحوظ سواء في السرعة الانتقالية والحركية والعامل الأساسي الذي يحدد زيادة نسبة التطور هو العامل الفسيولوجي"أي زيادة نسبة قطر الألياف العضلية البيضاء السريعة التقلص والانبساط في المجاميع العضلية العاملة والتي تكون محددة وراثيا  ومن الناحية الميكانيكية فإن معدل سرعة الجسم هو التغير في المسافة بدلالة الزمن.

التسارع : l’accélération

ويعرّف التسارع أو العجلة رياضيا بأنه "تغير السرعة مع الزمن. فإذا كانت السرعة تقاس بالمتر في الثانية فإن التسارع يقاس بالمتر في الثانية مربع (م/ث ²).

و عليه فالتسارع أو العجلة هو المعدل الزمني لتغير سرعة الجسم المتجهة. ويرمز للتسارع بالرمز (a) وهو كمية متجهة أي أن التسارع هو المشتقة التفاضلية للسرعة مع الزمن.

قانون التسارع

مقارنة بين السرعة المتجهة و التسارع

إن القيمة النهائية للتسارع هي التي تحدد طبيعة الحركة حيث أن:

- إذا كان  a > 0  فالحركة متزايدة .

- إذا كان   a= 0   فالحركة منتظمة .

- إذا كان   a< 0   فالحركة متناقصة .

ويكون للجسم تسارع موجب عندما يكون اتجاه  التسارع في الاتجاه الموجب للحركة . فالسرعة هنا تزداد مع الزمن أي إذا كانت السرعة 5 متر / ثا والتسارع 5 م /ثا فالسرعة ستصبح بعد مرور 1 ثا مساوية 10 م/ثا وبعد ثانيتين تصبح 15 م/ثا .

ويكون للجسم تسارع سالب عندما يكون اتجاه التسارع متجه في الاتجاه السالب للحركة، فيلاحظ انخفاض السرعة مع الزمن (مثلا عند كبح السيارة) يلاحظ هذا التسارع العكسي ، بحيث أن عند القيام بالضغط على دواسة المكابح في السيارة تتباطئ سرعة السيارة بمعدل ثابت حتى تتوقف.

مثال : في سباق 100 م عدو يبدأ العداء فترة السباق بالتزايد في سرعته و تصل إلى أقصاها في نهاية السباق حيث تبلغ 15 م/ثا بحيث استغرق فترة زمنية بلغت 12 ثا. فيمكن حساب التسارع (العجلة ) من خلال المعادلة التالية:

تع ز= سرن – سر0              at = vf - v0

سر0 : السرعة الابتدائية v0

سرن : السرعة النهائية vf

تع : التسارع a

ومن خلال المعطيات في المثال السابق فإنه:

at = vf - v0

v0= 0

a= v-v0/t

a=v/t=15/12=1.25m/s²

وبتطبيق نفس المبادئ والمعادلات الرياضية يمكن استخراج كل قيم وأنواع التسارع والتي تتمثل في:

التسارع المنتظم: تغير السرعة بمعدل منتظم خلال زمن معين .

التسارع المتوسط: هو تغير السرعة خلال فترة زمنية مقسوما على هذه الفترة الزمنية .

التسارع اللحظي: هو تسارع الجسم في لحظة معينة.

- و يجب الإشارة إلا أن التعرف على هذه المتغيرات يمكننا من تحديد التغيير في حركة الأجسام سواء كانوا لاعبين أو أدوات ) الجلة, الرمح...( و التي تسمح لنا بالتحديد العوامل الأساسية و المؤثرات في المنحنيات و المسارات الحركية سواء كانت عوامل مساعدة أو معيقة للحركة )القوى( و ذلك وفقا للهدف المرجو من الأداء الحركي .