Conf.univ.dr.Dora Gavrilescu

Lect.univ.dr.Margareta Anton Lect.univ.drd.Olivia Timnea

NOŢIUNI DE BIOMECANICĂ CU

APLICAŢIE ÎN EDUCAŢIE FIZICĂ ŞI

SPORT

2007

CUVÂNT ÎNAINTE

1

În ştiinţa sportului biomecanica ocupă o poziţie bine consolidată

din punct de vedere al prestigiului şi acest fapt se datoreşte în principal

progreselor pe care le-a realizat acest segment al ştiinţei sportului şi

faptului că aceste progrese se regăsesc la baza unor performanţe sportive

de excepţie, cum ar fi cele din atletism, înot etc.

Pe de altă parte trebuie să recunoaştem că publicaţiile din

domeniul biomecanicii sportive, mai puţin pe plan internaţional dar

dominant pe plan naţioal sunt în inferioritate faţă de cele din domeniul

biochimiei, psihologiei sportive (acestea din urmă s-ar putea să furnizeze

concluzii aplicative mai concrete pentru antrenamentul sportiv) şi această

realitate susţine obiectiv necesitatea aducerii la zi a informaţiilor privind

biomecanica sportivă. Ne permitem să apreciem că una din intenţiile

autorilor a fost şi aceasta iar din punctul nostru de vedere s-a reuşit cu

prisosinţă îndeplinirea acestui deziderat. Sub acest aspect lucrarea de faţă

poate fi considerată ca un manual ce lasă deschisă în viitor completări la

alte sporturi şi probe sportive (ex. Jocuri sportive) şi mai ales înotul,

sport în care progresele realizate în cercetarea biomecanică sunt practic

uriaşe şi pot în mare parte explica rezultatele sportive de excepţie din

înot.

Autorul principal al lucrării, conf. univ. dr. Dora Gavrilescu a

avut şansa de a se forma ca specialist la catedra de la ANEFS, condusă de

omul de ştiinţă, profesorul emerit general doctor Andrei Iliescu, la rândul

lui elev al profesorului Francisc Rainer, fondatorul biomecanicii sportive

din România; împreună cu şef de lucrări dr. Anton Margareta şi şef de

lucrări drd. Timnea Olivia autorul coordonator reuşeşte să elaboreze o

lucrare actuală şi modernă.

Lucrarea este structurată pe două părţi: PARTEA I-

BIOMECANICA GENERALĂ, care conţine şase capitole şi PARTEA A

2

II-A BIOMECANICA SPECIALĂ, care conţine două capitole ce tratează

despre analiza biomecanică a poziţiilor, analiza biomecanică a mişcărilor

şi a unor probe din atletism şi câteva jocuri sportive (volei, baschet,

handbal, fotbal).

Ne permitem să apreciem că ultimile două capitole (VII şi VIII)

sunt doar câteva exemple, care obligă însă pe autori să întregească

această lucrare de biomecanică sportivă cel puţin cu alte câteva jocuri; ne

gândim la hokey pe gheaţă, hokey pe iarbă, etc. Şi mai ales cu alte

sporturi, cum ar fi înotul, scrima, luptele, judo, halterele, gimnastica,

boxul, karatele etc. Oricum ce va apărea va fi binevenit şi va prefigura

lucrarea următoare. Ambele nu pot lipsi din biblioteca niciunui specialist

din sport. Este recomandarea unui om de sport.

Acad. Prof.dr.cons. Ioan Drăgan

UMF „ Carol Davila” Bucureşti

3

PREFAŢĂ

Motivaţia pentru a scrie această carte a fost generată de lipsa unei

lucrări recente în domeniu, care să fie accesibilă studenţilor, profesorilor

şi antrenorilor implicaţi în vastul domeniu al educaţiei fizice şi sportului.

Prin această lucrare autorii caută să ofere primele trepte în

înţelegerea biomecanicii.

Am structurat biomecanica educaţiei fizice şi sportului în

biomecanica generală, care studiază legile obiective generale ale mişcării

şi biomecanica specială dedicată particularităţilor mişcărilor în câteva

domenii de actvitate motrică. Studiul mişcărilor trebuie să descopere

greşelile care pot apărea în timpul formării şi consolidării deprinderilor

motrice de bază şi specifice unor ramuri sau probe sportive şi să indice

metodele înlăturării lor. In acest sens biomecanica este ştiinţa care poate

oferi indicaţii metodice şi practice valoroase pentru îmbunătăţirea

pregătirii fizice şi tehnice în vederea unei dezvoltări armonioase a

corpului şi a creşterii randamentului sportiv.

Autorii consideră că lucrarea se adresează în egală măsură atât

celor care vor şi trebuie să se iniţieze în domeniul biomecanicii (studenţi

în educaţie fizică, antrenori) cât şi celor care vor să-şi revadă noţiunile

fundamentale. Desigur că cititorii avizaţi nu vor găsi toate informaţiile

dorite ale unei asemenea probleme. Cercetarea biomecanică a apărut ca

urmare a orientării funcţionale a anatomiei datorită Prof. Dr. Francisc

RAINER şi a fost continuată de şcoala creată de acesta.

Ulterior datele furnizate de cercetările efectuate pe plan mondial,

ca şi rezultatele studiilor româneşti, au permis fundamentarea şi

dezvoltarea acestei ştiinţe implicate în vastul domeniu al educaţiei fizice

şi sportului. Astfel am selectat în această carte cele mai importante idei

4

şi le-am prelucrat, prin experienţa didactică câştigată în cei peste 15 ani

de activitate, alături de Prof. Dr. Andrei Iliescu, personalitate de prestigiu

în domeniul anatomiei şi biomecanicii căruia îi dedicăm lucrarea noastră.

Cu aceste cuvinte introductive recomandăm lucrarea de faţă

specialiştilor şi studenţilor din domeniul educaţiei fizice şi sportului şi ne

anunţăm încă de pe acum intenţia, obligaţia de a continua preocupările

noastre publicistice cu abordarea altor probe şi jocuri sportive şi cu

precădere a înotului, zonă în care progresele pe plan mondial în ceea ce

priveşte biomecanica se regăsesc în performanţele sportive de excepţie.

Dora Gavrilescu

5

PARTEA I. BIOMECANICĂ GENERALĂ

Biomecanica este ştiinţa care studiază aplicarea legilor mecanicii

la specificul fiinţelor vii. Mişcările corpurilor vii, indiferent care ar fie

ele, ale omului sau animalelor sunt supuse fără excepţie legilor mecanice

şi concomitent şi legilor biologice.

GOWAERTS, defineşte biomecanica ca “ştiinţa care se ocupă cu

studiul repercursiunilor forţelor mecanice asupra structurii funcţionale a

omului în ceea ce priveşte arhitectura oaselor, articulaţiilor şi a muşchilor

ca factori determinanţi ai mişcării”.

Biomecanica exerciţiilor fizice şi a sportului - se ocupă cu studiul

poziţiilor şi mişcărilor corpului omenesc. Ea studiază modul în care legile

mecanicii generale, se aplică la particularităţile biologice ale corpului

omenesc, cum iau naştere forţele musculare şi cum acţionează ele în

interdependenţă cu forţele externe.

Studiul biomecanicii cuprinde:

I. Biomecanica generală - care studiază legile generale ale mecanicii

aplicate la specificul organismelor vii.

II. Biomecanica specială - care studiază şi analizează statica şi

dinamica în diferitele domenii ale activităţii motrice.

Mecanica ramură a fizicii tratează informaţiile, problemele în mod

analitic. Ea foloseşte în acest scop limbajul matematic pe care trebuie să

îl cunoaştem.

6

CAPITOLUL I. NOŢIUNI SUMARE DE MATEMATICĂ

Analiza biomecanică a unui act sportiv necesită cunoaşterea unor

reguli matematice. Vom expune în cele ce urmează teoremele cele mai

folosite:

O dreapta (D) care întretaie două drepte paralele (A) şi (B)

determină patru unghiuri egale (fig.1)

Fig. 1

opuse prin vârfurile lor (1, 2, 3, 4), 1 şi 3 sunt unghiurile alterne

interne.

Două unghiuri ale căror laturi sunt perpendiculare două câte două

sunt egale (fig.2)

7

Fig.2

Exemplificăm această situaţie pe o radiografie a coloanei

vertebrale, care reprezintă gradul de rotaţie al unei scolioze (fig. 3).

Fig.3

Tragem o dreaptă care prelungeşte marginea superioară a vertebrei

superioare cea mai înclinată faţă de orizontală; apoi o altă dreaptă care

8

prelungeşte marginea inferioară a vertebrei inferioare deasemeni cu

gradul cel mai mare de înclinare faţă de orizontală. Unghiul 1 format de

aceste două drepte este adesea în afara clişeului radiologic, de aceea

este mai practic să tragem perpendicularele acestor două drepte. Astfel

unghiul 2 este egal cu unghiul 1 şi indică gradul de rotaţie al scolizei.

1.1. Elemente de trigonometrie

Trigonometria – este o ramură a matematicii care are ca obiect de

calcul elementele unui triunghi, stabilind o relaţie între unghiuri şi laturi.

Dacă consideram un cerc cu raza egală cu unitatea putem defini (fig. 4):

Fig. 4

AB = sin α (se citeşte sinus alpha)

OB = cos α (se citeşte cosinus alpha)

CD = tg α (se citeşte tangentă alpha ).

Dacă se proiectează un vector AB pe o dreaptă (D) (fig.5),

9

Fig. 5

α fiind unghiul vectorului AB şi al dreptei (D) se obţine segmental A’

B’. Se poate scrie A’ B’ = AB cos α. Dacă se proiectează un vector

AB pe două axe perpendiculare Ox şi Oy se defineşte:

Fig. 6

A’ B’ = AB cos α

A”B” = AB sin α

1.2. Elemente de mecanică aplicate la corpul omenesc

Mecanica se ocupă cu studiul legilor mişcării. Mişcarea mecanică

este forma cea mai simplă de mişcare a materiei; ea constă în

deplasarea unui corp faţă de altul, spre exemplu mişcarea unui vehicul,

mişcarea roţilor, mişcarea unor piese de maşini, etc.

10

Mecanica cuprinde trei capitole:

1. Statica – care studiază poziţiile şi condiţiile de echilibru ale forţelor

care acţionează asupra corpurilor;

2. Dinamica – care studiază cauza mişcării;

3. Cinematica – care studiază cum se desfaşoară mişcările.

Fiecare dintre aceste capitole cuprinde noţiuni pe care le vom dezvolta

în cele ce urmează, exemplificându-le cu aplicaţiile lor la mecanica

corpului omenesc.

11

CAPITOLUL II. STATICA

2.1. Masă, greutate, forţa gravitaţională

Noţiunea de masă a unui corp este adesea confundată din eroare

cu aceea de greutate. Tuturor corpurilor le corespunde noţiunea de

masă. Masa unui corp exprima proprietăţile sale de inerţie. Ea este

invariabilă faţă de locul unde se află corpul, la pol sau la ecuator, la

nivelul mării sau la înalţime sau pe lună.

Greutatea unui corp - este de natură diferită. Ea corespunde forţei

cu care un corp este atras de forţa de gravitaţie, într-un anumit loc.

Coeficientul de intensitate al gravitaţiei se notează cu g şi se măsoară

în metri pe secundă la pătrat (m.sec2). Astfel la ecuator

g = 9,78 m.sec²; la pol g = 9.83 m.sec²; pe lună g = 1.17 m.sec²

etc.

Forţa gravitaţională descrisă de Newton este cea mai

importantă forţa care acţionează asupra corpurilor în natură. Corpul

sau segmentele lui în mişcare trebuie să învingă greutatea corpului sau

a segmentelor respective, forţa gravitaţională care tinde să atragă

corpul la pământ; inerţia, presiunea atmosferică, rezistenţa mediului

(în care se face mişcarea), forţa de reacţie a suprafeţei de sprijin, forţa

de frecare, precum şi alte rezistenţe exterioare, cum ar fi greutăţile cu

care se încarcă corpul în mişcare. De fapt toate aceste forţe externe

enumerate mai sus şi care intervin în timpul mişcărilor, rezultă din

forţa gravitaţională. Forţa gravitaţională acţionează întotdeauna

vertical, de sus în jos atrăgând spre sol corpul şi segmentele lui, cu

tendinţa de a le imobiliza. Forţele interne (musculatura) ale

12

organismului acţionează în sens invers, de jos în sus, cu mare consum

energetic pentru învingerea forţei gravitaţionale prin mişcare.

2.2. Centrul de greutate

În statica exerciţiilor fizice la asigurarea poziţiilor corpului

concură mai multe forţe care se echilibrează reciproc; aceste forţe sunt

fie forţe exterioare: gravitaţia, reazemul, presiunea atmosferică, forţe

de frecare, etc fie forţe interioare: forţa musculară.

Dacă asupra unui corp acţionează mai multe forţe care au

acelaşi punct de aplicare (spre exemplu centrul de greutate sau alt

punct al corpului), ele se pot înlocui cu una singură denumită forţa

rezultantă; forţele înlocuite se numesc forţe componente.

Aflarea rezultantei este denumită compunerea forţelor, iar aflarea

componentelor în cazul în care cunoaştem numai rezultanta este

descompunerea forţelor.

Centrul general de greutate al corpului (C.G.G.) care se mai

numeşte şi centrul de masă sau de inerţie este cel în care se întretaie

rezultantele tuturor forţelor care acţionează asupra corpului.

Cunoaşterea locului centrului general de greutate este necesară în

studiul poziţiei corpului pentru aprecierea condiţiilor de echilibru.

Fiecare segment al corpului are un centru de greutate parţial (g) şi o

masă proprie (m) (tabelul 1).

13

Segmentul Poziţia centrului de

greutate a segmenelor

(g)

Masa

segmentului

Procente la

% din masa

corporală

Capul

Şeaua turcească

(figura.7)

4 kg

7,1 %

Trunchiul

Faţa anterioară L1

(figura.8, a şi b)

26 kg

4,3 %

Braţul La jumatatea sa

(figura. 9)

2 kg

3,4 %

Antebraţul In cele 4/9 superioare

(figura. 9)

1,5 kg

2,3 %

Mâna Epifiza inferioară a

metacarpianului al-II-

lea ( figura. 9 )

0,5 kg

0,8 %

Coapsa

In cele 4/9 superioare.

(figura 9)

7 kg

11,6 %

Gamba In cele 4/9 superioare.

(figura 10)

3 kg

5,3 %

Piciorul

Capul astragalian

(figura 10)

1kg

1,7 %

Tabelul 1. Masele segmentare ale unui subiect cu greutate de 60 kg.

Determinarea centrelor de greutate parţiale, segmentare g1, g 2)

permite determinarea centrului de greutate al întregului corp (G). (fig.7

– 10).

14

Fig.7. Capul

Fig.8a. Trunchiul

15

Fig.8b. Trunchiul

Fig.9. Membrul superior

16

Fig.10 Membrul inferior

2.3. Determinarea centrelor de greutate segmentară

Determinarea centrelor de greutate ale segmentelor este o

problemă foarte dificilă, datorită greutăţii în determinarea masei

acestor segmente pe viu. Există procedee complicate care permit

calcularea masei segmentelor corpului prin măsurarea volumului

diferitelor segmente sau prin echilibrarea lor în diferite poziţii. După

obţinerea prin calcule a centrelor de greutate segmentare (g1, g2), ele

se trasează şi se încorporează în masa segmentului, şi apoi se unesc

printr-o dreaptă (fig.11).

17

Fig.11- Centrul de greutate rezultat din cele două segmente-coapsă şi gambă

Suma celor două mase segmentare coapsa şi gamba (7 kg

respectiv 3 kg) permit divizarea segmentului de dreapta în tot atâtea

părţi. Se obţine astfel g3 care este situat în raport invers cu masele

respective. (3 / 10). Acest centru de greutate (g3) se poate apoi în

continuare asocia cu alte centre de greutate segmentare, şi din aproape

în aproape se poate ajunge până la ultima determinare care corespunde

centrului de greutate al întregului corp (G) sau mai sugestiv C.G.G.

(centrul general de greutate).

Dificultatea determinării greutăţii precise a segmentelor, a făcut ca

în practică să se folosească determinarea greutăţii relative a acestora.

Astfel se consideră ca centrul de greutate al membrelor este situat pe

axul longitudinal al acestora mai aproape de articulaţia proximală

datorită faptului ca distribuţia ţesuturilor este neuniformă, fiind mai

voluminoasă către articulaţia proximală a segmentului de membru.

18

Astfel locul centrului de greutate (g) este în medie situate la 0,44

din lungimea coapsei, 0,42 din lungimea gambei, 0,47 din lungimea

braţului si 0,42 din lungimea antebraţului (după E. REPCIUC).

Centrul de greutate al trunchiului - este situat pe linia care uneşte

mijlocul axelor transversale care trec prin articulaţiile scapulo-

humerale şi coxofemurale; la adulţii cu dezvoltare medie, centrul de

greutate al trunchiului se află la o distanţă de 0,44 faţă de linia

biscapulară; el coboară la persoanele cu torace astenic şi abdomen

voluminos.

Centrul de greutate al capului se află înapoia şeii turceşti.

2.4. Centrul general de greutate

Centrul general de greutate (C.G.G) al corpului omenesc în

poziţia stând, braţele libere în jos este situat în 56 – 57 % din cazuri în

spaţiul cuprins între vertebrele S I – S II ( la adult) şi a vertebrei T7 –

T 8 la noul născut. In plan sagital C.G.G este situat între sacru şi

pubis, în funcţie de gradul de înclinare a corpului înainte sau înapoi.

Planul sagital care trece prin C.G.G este situat mai la dreapta faţă de

planul mediu sagital al corpului, la marea majoritate a oamenilor,

întrucât jumatatea dreaptă a corpului are o masă mai mare cu 4 – 500

gr. decât cea stângă, datorită prezenţei ficatului, a dispoziţiei

asimetrice a organelor interne, precum şi a dezvoltării neuniforme a

masei aparatului locomotor (membrul superior şi inferior sunt mai

dezvoltate în jumătatea dreaptă a corpului).

C.G.G îşi schimbă poziţia şi în funcţie de mişcările respiratorii

(în înspiraţie coboară) şi de cantitatea de lichide şi alimente introduse

în stomac.

19

C.G.G a corpului omenesc se deplasează în aceeaşi direcţie cu

deplasările pe care le face omul, chiar numai mişcarea membrelor;

astfel încât C.G.G se deplasează în sus de câte ori ridicăm membrele

superioare sau inferioare şi coboară, atunci când ele revin la poziţia

iniţială. Astfel, la săritura în înălţime ridicarea membrelor superioare şi

a piciorului de atac prin ducerea lor înainte, deplasează C.G.G în sus şi

înainte, favorizând trecerea ştachetei. Datorită acestor variaţii multiple

ale C.G.G, poziţia precisă a acestuia nu se poate stabili; în schimb

poate fi determinată traiectoria C.G.G în diferite mişcări, oricât de

complexe precum şi locul său în diferite poziţii: stând, sezând în

sprijin, atârnat, etc.

Determinarea C.G.G este o operaţie dificilă însă foarte necesară

pentru studiul mecanicii corpului omenesc. Pentru aceasta, încă de

multă vreme savanţii s-au preocupat şi au imaginat numeroase metode

de determinare a poziţiei sau a traiectoriei C.G.G. Astfel, prima

metodă datează din anul 1679 şi aparţine lui Borelli, şi se bazează pe

principiul echilibrării corpului pe o platformă. De atunci au fost

descrise numeroase metode, dintre care subliniem: metoda prezentată

de E. Willems şi P. Swalus de la “Universitatea din Leuven” care au

prezentat la primul congres de biomecanică de la Zurich (1967) o

instalaţie electronică care permite citirea imediată fără calcul a

înălţimii C.G.G).

La noi în ţară primele determinări ale C.G.G au fost făcute de

către E. Repciuc de la Facultatea de Medicină din Bucureşti, care a

adaptat şi înbunătăţit o metodă pe care o folosim şi noi în prezent, la

facultăţile de educaţie fizică şi sport în procesul didactic şi de cercetare

ştiinţifică.

20

Pentru determinarea C.G.G prin metoda E. Repciuc, este

nevoie de un cântar pentru personae, o riglă antropometrică pentru

măsurarea înălţimii corpului, o targă de lemn specială cu lungimea de

2 m şi lăţimea de 0,5 m, prevăzută cu 2 suporţi metalici ascuţiţi la

capete, un bloc suport de lemn de aceeaşi înalţime cu platforma

cântarului, astfel încât targa sprijinită pe cântar şi pe blocul suport să

fie perfect orizontală, situaţie în care se citeşte greutatea parţială a

tărgii şi se notează cu T (fig.12).

Fig.12) a) Determinarea centrului de greutate prin metoda ponderilor parţiale;

b) Determinarea relaţiei dintre elementele care folosesc la aflarea C.G.G. (înalţimea

desupra solului).

Se culcă subiectul pe targă astfel încât să fie cu planetele tangente

pe reazemul tărgii, (fig.12) citim greutatea înregistrată de cântar care

reprezintă suma greutăţilor parţiale ale tărgii şi subiectului şi o notăm

cu P. Nu cunoaştem pe M, care este greutatea parţiala a corpului.

El poate fi determinat din relaţia P = M + T, iar M = P – T.

Ridicăm subiectul şi targa de pe cântar şi determinăm greutatea

persoanei situate în poziţie verticală pe cântar şi o notam cu G.

21

Cu aceste date putem calcula înalţimea C.G.G faţă de sol

folosind ecuaţia:

d = P – T /G, x L (2 m lungimea tărgii),

unde d este înalţimea C.G.G. a corpului.

Metoda se bazează pe faptul că greutatea G a corpului se

descompune când corpul este culcat orizontal pe targă, în două

componente F 1 şi F 2, care apasă asupra fiecăruia din capetele tărgii.

Intre G, L, F şi d există relaţii de proporţionalitate.

Deci : G / L = F1/ d, de unde deducem că d = F1 x L / G, dar F1

= M (greutatea parţială a corpului) şi prin înlocuire rezultă

d = M x L / G.

În această ultimă ecuaţie toate datele sunt cunoscute, deci se poate

calcula d, adică înalţimea C.G.G faţă de sol.

Determinarea C.G.G nu trebuie făcută numai în plan transversal

(adică înalţimea sa faţă de sol) ci şi în plan sagital (adică în poziţia sa

la stânga sau la dreapta planului) şi în plan frontal (adică poziţia sa

mai ventrală sau mai dorsală).

Prin metoda de determinare a poziţiei C.G.G descrisă mai sus,

aceasta poate fi aflată cu o oarecare aproximaţie; există erori de 2-3%

date de cântar (sensibilitatea limitată), targa (nu este confecţionată din

lemn perfect uniform), precum şi de mişcarea segmentelor corpului,

etc.

Acestor factori de eroare li se mai adaugă şi variaţiile multiple

ale înălţimii C.G.G produse de masa corporală, poziţia corpului şi a

segmentelor sale, momentul din zi când este determinat (înainte sau

după ingerarea de alimente), vârsta, sexul, etc. Astfel la copii C.G.G-

ul este situat mai sus decât la adulţi, la femei mai jos decât la bărbaţi

(fig.13).

22

Fig.13.Inălţimea C.G.G la bărbaţi şi femei în poziţia stând.

Aceasta poziţie a C.G.G. mult deasupra solului (în bazin în dreptul

vertebrei S II) produce la om o dificultate în timpul schimbărilor de

direcţie. Acest neajuns lipseşte la animale care au C.G.G aproape de sol.

2.5. Centrul volumului corpului

Centrul volumului corpului (C .V.) este situat la întretăierea

planurilor care împart corpul în două jumătăţi egale. El se foloseşte

pentru studiile biomecanice la înotători şi poate fi considerat ca C.G.G

al volumului apei dislocate prin scufundarea corpului omenesc în apă (şi

care are forma identică cu cea a corpului) C. V este situat ceva mai sus

decât C.G.G.

23

2.6. Centrul suprafeţei corpului

Centrul suprafeţei corpului (C.S) - se obţine prin proiectarea

corpului pe o suprafaţă perpendiculară pe direcţia de mişcare. In poziţia

stând C.S este situat puţin deasupra C.G.G-ului.

Determinarea C.S şi relaţia sa faţă de C.G.G se folosesc în

studiul mişcării corpului în aer (faza de zbor din sărituri, săritura cu

schiurile, etc) pentru menţinerea unei poziţii corespunzătoare a corpului

în aer şi pentru o aterizare bună.

2.7. Linia de gravitaţie

Linia de gravitaţie (vericala C.G.G) – este verticala imaginară

care trece prin C.G.G (fig.14).

Determinarea ei permite stabilirea factorilor care asigură

echilibrul în principal cel antero-posterior şi care defineşte noţiunile de

cifoză şi hiperlordoză.

Această linie pleacă din mijlocul segmentului care leagă cele

două tragusuri puţin înaintea condililor occipitali. Ea atinge curbura

cervicală anterior, ceea ce explică tendinţa de cădere a capului spre

înainte şi necesitatea de contracţie permanentă a extensorilor capului, pe

coloana cervicală pentru a-l menţine în poziţia corectă.

24

Fig. 14. Linia de gravitaţie (verticala C.G.G.)

Ea trece înaintea coloanei toracale intersectează vertebra L 2 şi

trece posterior de ultimele vertebre lombare. Apoi trece înaintea vertebrei

S 2 posterior faţă de articulaţia coxo–femurală, anterior faţă de genunchi

şi se proiectează pe sol la nivelul articulaţiilor medio–tarsiene.

Această linie de gravitaţie permite stabilirea principalelor

condiţii de echilibru în plan sagital şi frontal al corpului omenesc.

2.8. Poligonul de sprijin (susţinere)

Omul are un grad mare de adaptare la poziţia stând, ceea ce

permite eliberarea membrelor superioare pentru prehensiune şi lansări,

lăsând membrelor inferioare rolul de susţinere şi locomoţie.

25

Se poate afirma că poziţia stând reprezintă o adevarată

homeostazie biomecanică pe care activităţile sportive o vor putea

influenţa.

Poziţia stând este aproape o poziţie de odihnă. Ea nu antrenează

decât o slabă participare musculară şi din acest punct de vedere este

puţin obositoare. Studiul ei începe prin sprijinul pe sol şi permite să

definim poligonul de sprijin.

Practic, această suprafaţă de sprijin pe sol este cea care va

delimita marginea zonelor de sprijin (fig 15). Această suprfaţă este

înscrisă într-un triunghi isoscel.

Fig.15. Poligonul de sprijin în ortostatism

Pentru ca poziţia să fie stabilă trebuie ca linia de gravitaţie care trece

prin C.G.G să se proiecteze pe mediana triunghiului deasupra

articulaţiilor medio–tarsiene, deci puţin înintea articulaţiilor tibio-

tarsiene.

Unghiul de stabilitate este unghiul format de verticala C.G.G cu

linia care uneşte marginea bazei de sprijin (fig 16).

26

LEGENDĂ : alfa-unghiul de stabilitate ; P-verticala centrului de greutate ; G-centrul de

greutate.

Fig.16. Unghiul de stabilitate

Unghiul de stabilitate, deci « stabilitatea » (în condiţiile

echilibrului instabil) este direct proportional cu mărimea suprafeţei de

sprijin şi invers proporţională cu înalţimea C.G.G faţă de baza de sprijin.

Asfel în poziţia stând vertical, baza de sprijin este mică, iar înalţimea

C.G.G este mare, la poziţia şezând, baza de sprijin este mai mare, iar

înalţimea C.G.G este mai mică.

Teoretic, unghiul de stabilitate este cu atât mai mare cu cât C.G.G–ul

este situat mai jos, iar baza de sprijin este mai mare. Practic însă acest

unghi nu are valoare absolută deoarece proiecţia C.G.G se deplasează pe

diversele puncte ale suprafeţei de sprijin. Unghiul de stabilitate va fi

altul, pentru aceeaşi poziţie în raport cu marginea bazei de susţinere faţă

de care se calculează (anterioară sau posterioară).

27

2.9. Echilibrul corpurilor

Un corp este în echilibru atunci când punctul de sprijin sau de

susţinere şi centrul său de greutate se găsesc pe acceaşi verticală, când

forţele care acţionează asupra masei corpului se anulează.

Rezultanta tuturor forţelor care trec prin C.G.G trebuie să fie

egale cu zero. Deci nu trebuie să existe forţe care să provoace

accelerarea lineară a C.G.G-ul al corpului şi nici momente ale forţelor

care să determine rotaţia corpului în jurul C.G.G- ului.

Menţinerea poziţiilor nu este posibilă fără menţinerea echilibrului

omenesc, care rezultă din intrarea în acţiune a reflexelor posturale.

Din punct de vedere biomecanic şi conform legii echilibrului, starea

de echilibru se relizează atunci când proiecţia verticală a C.G.G al

corpului omenesc cade în interiorul bazei de susţinere. Stabilitatea

poziţiei este cu atât mai mare cu cât proiecţia centrului de greutate este

mai apropiată de centrul bazei de susţinere.

Orice poziţie a corpului este rezultatul echilibrării foţtelor care

acţionează asupra lui.

Pentru corpurile inerte, echilibrul este de trei feluri: stabil, instabil

şi indiferent. La vietuiţoare, deci şi la om nu există poziţii cu echilibru

indiferent, există numai echilibru stabil şi instabil.

2.9.1. Echilibrul stabil

Echilibrul stabil - există atunci când C.G.G al corpului se găseşte

sub punctul de sprijin. Exemplu: poziţia atârnat la bară fixă sau la inele

(fig.17).

28

Fig. 17. Echilibru stabil

Caracteristica principală a echilibrului stabil constă în faptul că la

orice deplasare a corpului din poziţia sa iniţială, iau naştere momente de

forţă care readuc corpul la poziţia de echilibru stabil. Cu alte cuvinte,

corpul pendulează şi revine la poziţia iniţială, greutatea corpului se

descompune în două componente: una îndreaptată, spre punctul de

sprijin, iar cealaltă într-o direcţie perpendiculară pe prima. Din (figura

17) rezultă că forţa componentă F2 se anulează prin rezistenţa punctului

de sprijin, iar componenta F1 deplasează corpul spre poziţia de echilibru,

în care ajunge după câteva oscilări (mişcarea încetează din cauza frecării

în punctul de sprijin şi al rezistenţei aerului).

2.9.2. Echilibrul instabil

Echilibrul instabil există ori de câte ori C.G.G se găseşte deasupra

suprafeţei de sprijin. Exemplele sunt foarte numeroase din activitatea de

educaţie fizică şi sport : poziţia stând, şezând în sprijin, etc (fig.18).

29

Fig.18. Echilibru nestabil

Caracteristica principală a acestui tip de echilibru constă în faptul că

la o modificare cât de mică a poziţiei, iau naştere momente de forţă care

provoacă devierea continuă a corpului şi căderea lui ; momentul acestor

forţe creşte proporţional cu creşterea devierii. Deci, în toate cazurile de

echilibru nestabil, momentele forţelor care iau naştere în caz de

dezechilibrare se opun reîntoarcerii corpului în poziţia iniţială, spre

deosebire de poziţiile de echilibru stabil, când momentele forţelor care

iau naştere în caz de deviere, tind să readucă corpul în poziţia iniţială.

La cea mai mică deviere a corpului faţă de poziţia de echilibru,

greutatea lui nu mai trece prin punctul de sprijin şi se descompune în

două componente :

F2 pe direcţia punctului de sprijin şi F1 perpendiculară pe prima

(fig.18). Componenta F2 este anulată de rezistenţa punctului de sprijin,

iar F1 produce devierea corpului faţă de poziţia iniţială.

La poziţia de echilibru nestabil există numeroase variante, care

imprimă un grad mai mare sau mai mic de stabilitate, în condiţiile în care

echilibrul general este nestabil. Astfel poziţia stând verticală are un grad

de stabilitate mai mic decât poziţia şezând, deci ambele poziţii sunt în

echilibru nestabil.

30

Gradul de stabilitate mai mare sau mai mic, în condiţiile echilibrului

nestabil este determinat de unghiul de stabilitate.

2.9.3. Echilibrul indiferent

Echilibrul indiferent prezent numai la corpurile inerte se

caracterizează prin faptul că sprijinul coincide cu C.G.G sau se găseşte

pe verticală acestuia. In cazul echilibrului indiferent orice poziţie am

imprima corpului, el rămâne în echilibru. De exemplu un disc străbătut

de un ax central poate fi învârtit şi rămâne constant în echilibru sau o

sferă pe un plan orizontal se află permanent în echilibru, indiferent de

felul cum ia contact cu planul.

2.10. Pârghiile şi aplicaţiile lor la corpul omenesc

Pârghia este cel mai simplu dispozitiv mecanic cu ajutorul căruia se

pot transmite mişcări în mod convenabil în ceea ce priveşte consumul de

energie.

Oasele corpului formează pârghii, care sunt mobilizate de muşchi

după toate regulile mecanice ale parghiilor.

Există totuşi unele particularităţi ale pârghiilor din corpul omenesc

care rezultă din specificul biologic al structurii şi funcţiilor organismului

omenesc.

La o pârghie deosebim următoarele elemente :

1. Punctul de sprijin (O) în jurul căruia se roteşte;

2. Punctul de rezistenţă (R) care trebuie învinsă;

3. Forţa activă (F) cu care se învinge forţa de rezistenţă;

31

4. Braţul rezistenţei (OR) de la punctul de sprijin până la punctul de

aplicare a rezistenţei.

5. Braţul forţei (OF) de la punctul de sprijin până la punctul de

aplicare a forţei active.

După felul cum se grupează aceste elemente, pârghiile pot fi :

a). pârghii de forţă, cu ajutorul cărora economisim forţa, adică

învingem o forţă de rezistenţă mai mare întrebuinţând o forţă activă mai

mică;

b). pârghii de deplasare, cu ajutorul cărora economisim deplasarea

însă cu pierdere de forţă;

Din punct de vedere al fizicii avem trei grade de pârghii :

1. Pârghii de gradul I – cu punct de sprijin situat între forţa de

rezistenţă şi forţa activă;

2. Pârghii de gradul II – cu punctul de sprijin situat la unul dintre

capete şi forţa activă la celalalt capăt ;

3. Pârghii de gradul III – cu punctul de sprijin situat la unul

dintre capete şi forţa de rezistenţă la celalalt capat.

32

Se recunosc astfel la pârghiile mecanice trei puncte de aplicare a

forţelor :

- punctul de sprijin (O),

- pun ctul rezistentei adica (R),

- punctul de aplicare al fortei active (F).

Pârghiile - au deci două puncte în care se aplică forţele statice (O) şi

(R) şi un punct în care se aplică forţa activă (F).

In pârghia de gradul I forţele activează în acelaşi sens în timp ce

la pârghiile de gradul II şi III, forţele lucrează în sens opus.

Pârghiile de gradul I si II sunt pârghiile de forţă, în timp ce

pârghiile de gradul III sunt pârghii de deplasare. Aplicarea forţelor pe

pârghii crează momente de rotaţie faţă de punctul de sprijin. Astfel o

pârghie va fi în echilibru când momentul de rotaţie al forţei active este

egal şi de sens opus cu momentul de rotaţie al forţei de rezistenţă faţă

de acelaşi punct.

Este cunoscut că la pârghiile de gradul III se pierde o parte

din forţă, însă această pierdere este compensată de o alungire a

deplasării. Legea de aur a mecanicii se poate deci enunţa astfel : «ce

se pierde din forţă se câştigă în deplasare». Aceste genuri de pârghii

sunt în mecanică, dar mai ales în corpul omenesc şi se mai numesc şi

pârghii de viteză întrucât favorizează deplasările largi şi în viteză.

Exemple de pârghii în corpul omenesc:

A). Pârghiile de gradul I. Sprijinul capului pe articulaţia atlanto –

occipitală; forţele active şi de rezistenţă sunt dispuse înainte şi înapoia

33

sprijinului. In acest caz braţul forţei reprezentat prin distanţa de la

inserţia muşchilor cefei până la articulaţia atlanto – occipitală, este mai

mic decât braţul rezistenţei. De aceea musculatura cefei este mult mai

dezvoltată decât musculatura ventrală a gâtului.

Pentru echilibrarea acestei pârghii, muşchii cefei mânuiesc un

braţ de pârghie mai mic. Tot pârghie de gradul I este şi în staţiunea

bipedă la nivelul articulaţiei coxo-femurale cu sprijinul în articulaţie şi

aplicarea forţelor active ventral şi dorsal.

B). Pârghiile de gradul II : sunt contestate că ar exista în corpul

omenesc. După unii, o astfel de pârghie ar exista în articulaţia

talocrurală, în poziţia stând pe vârfuri în care sprijinul ar fi pe vârful

degetelor şi capetele metatarsienelor.

Rezistenţa este reprezentată de greutatea corpului care apasă pe

tibie şi talus, iar forţa activă muşchiul, triceps sural care trage de

calcaneu în sus.

C). Pârghiile de gradul III sunt cele mai numeroase în corpul

uman.

Exemplu :

- flexia coapsei pe bazin ;

- antebraţul în flexie pe braţ;

- braţul în anteducţie în articulaţia umărului;

- gamba în flexie pe coapsă; etc.

Datorită acestui fapt, omul poate executa mişcări ample de viteză şi

de precizie. Este adevărat că aceste pârghii lucrează cu pierdere de

forţă, însă conform legii de aur a mecanicii : «Ce se pierde din forţă se

câştigă în deplasare».

O particularitate deosebită a pârghiilor de gradul III, o constituie

faptul că pe lângă pârghii de gradul III cu un singur punct de aplicare a

34

forţei, (exemplu deltoidul pe humerus în mişcarea de abducţie a

braţului, există şi pârghii de gradul III cu două puncte de aplicare a

forţei. Exemplu : flexia gambei pe coapsă ce se face atât cu ischio–

gambierii care mânuiesc un braţ mic de forţă, cât şi cu tricepsul sural

care mânuieşte un braţ lung de forţă). Există şi pârghii de gradul III cu

mai multe puncte de aplicare a forţei active, cum este la mişcarea de

flexie a antebraţului unde acţionează F1 – bicepsul, cu braţ scurt, F2–

rotundul pronator, cu un braţ mai lung, F3 – brahio-radialul, F4-

flexorul carpului, F5- flexorii degetelor, cu braţul din ce în ce mai lung.

(fig.19). Ce avantaj mecanic conferă această dispoziţie anatomică ?

Fig. 19. Flexorii cotului, carpului şi degetelor

Fiecare dintre cele cinci forţe active au momente de rotaţie

diferite, care le dau posibilitatea să intre în acţiunea de flexie succesivă

şi să confere acestei mişcări de flexie pe lângă rapiditate şi precizie

foarte necesară mâinii omului.

O altă caracteristică a pârghiilor biologice constă în faptul că pe

parcursul mişcărilor, genul pârghiilor se poate schimba.

Astfel, în poziţia verticală, la nivelul articulaţiei coxo – femurale se

stabileşte o pârghie de gradul I. Dacă din această poziţie efectuam o

flexie a coapsei pe bazin, coapsa devine o pârghie de gradul III cu

punct de sprijin în articulaţia coxo – femurală.

35

Faptul că sensul pârghiilor se schimbă pe parcursul mişcărilor

sau din trecerea de la o poziţie la o mişcare, conferă omului

posibilitatea efectuării unor mişcări suple, în viteză, iar la nevoie să

dezvolte şi forţă.

În activitatea de educaţie fizică şi sport cunoaşterea pârghiilor şi

a legilor lor, dă posibilitatea intervenirii în mod ştiinţific la dezvoltarea

calităţilor motrice.

36

CAPITOLUL III. DINAMICA

Dinamica – ca ramură a mecanicii are rolul de a explica modul

cum se produce variaţia mişcărilor corpurilor şi de a stabili raporturile

dintre corpurile aflate în mişcare.

3.1. Legile mişcării descrise de Newton (I, II, III)

Bazele studiilor moderne ale mişcării au fost puse de Isaac Newton

încă din secolul al – XVII-lea când a formulat cele trei legi

fundamentale ale mecanicii.

Legea I – orice corp îşi menţine starea de repaus sau de mişcare,

dacă nu este obligat de forţe aplicate asupra lui să şi-o modifice.

Această lege este descrisă şi ca lege a inerţiei deoarece, ea explică

necesitatea unei forţe care să acţioneze asupra corpurilor pentru a le

schimba starea de repaus sau de mişcare şi implicit să învingă

rezistenţa care se opune acestei schimbări.

Cauza care determină menţinerea stării de repaus sau de

mişcare se numeşte inerţie.

În mecanică aceasta proprietate a corpurilor, această opoziţie de

a-şi schimba starea în care se află (repaus sau mişcare), este cunoscută

sub denumirea de inerţie. Cantitatea de substrat din care este alcătuit

corpul, este masa corporală, ea fiind o măsură a inerţiei sale. De

exemplu dacă într-un antrenament de forţă, se creşte încărcătura

adăugând un nou disc, masa care va trebui ridicată, măsurată în kg, va

fi mai mare. Rezistenţa încărcăturii la punerea ei în mişcare, va

necesita un efort mai mare decât (înainte de îngreunare) pentru că şi

inerţia sa va fi mai mare.

37

Forţa de inerţie se manifestă ca o rezistenţă, atunci când un

corp este pus în mişcare, (o greutate sau o halteră opun rezistenţă atunci

când sunt ridicate) sau o presiune atunci când un corp este oprit din

mişcare (presiunea pe sol la aterizarea din săritură).

Inerţia poate fi de repaus sau de mişcare. Corpurile în

mişcare au tendinţa de a–şi continua mişcarea, prin acţiunea inerţiei de

mişcare. De exemplu, alergătorii aflaţi în viteză au tendinţa să îşi

continue alergarea şi pentru ai opri este nevoie de o forţă de frânare.

Corpurile aflate în repaus tind să rămâna în repaus.

Legea a – II- a : (sau a accelerării), se enunţă astfel: mărimea

forţei (F) care acţionează asupra unui corp îi imprimă acestuia o

anumită acceleraţie, ea este egală cu produsul dintre masa corpului (m)

şi mărimea acceleraţiei (a) :

F = m x a

Forţa este cauza care produce acceleraţia. Forţa se măsoară cu

ajutorul dinamometrului, iar acceleraţia se calculează cu ajutorul

spaţiului străbătut de un corp într-un anumit interval de timp; o forţă

mai mare produce o acceleraţie sporită şi invers.

Legea a III-a, numită şi a reacţiei reciproce se enunţă astfel:

acţiunile reciproce a două corpuri sunt totdeauna egale ca mărime şi de

sens contrar.

Toate corpurile din natură acţionează unele asupra altora, iar

forţele sunt de sens contrar. Sub acţiunea acestor forţe se dezvoltă

acceleraţii şi viteze invers proporţionale cu masele corpurilor. De

exemplu în mers, atunci când planta ia contact cu solul exercitand o

presiune asupra acestuia, solul răspunde cu o forţă egală dar de sens

opus.

38

Prin contracţia, musculara (în mers) omul poate acţiona asupra

solului, cu o forţă mai mare decât greutatea lui, surplusul de forţă

imprimându-i o mişcare în sus (fig.20).

Fig. 20. Amortizarea in mers

Când omul stă pe sol fără a a efectua nici o mişcare, forţele

care acţionează asupra lui se echilibrează reciproc.

Vom mai da exemplul unui înotător, în momentul startului

(fig.21) care exercită să spunem, o forţă de 1000 N (Newtonul unitate

de măsură a forţei) orientată în jos şi asupra bloc-startului; bloc-startul

exercită o forţă tot de 1000 N, dar orientata în sus (fig.21) şi asupra

înotătorului.

Fig.21a. Forţa exercitată de înotător asupra bloc-startului “acţiunea”

39

Fig. 21 b. Forţa exercitată de bloc-start asupra înotătorului « reacţia »

Se numesc aceste forţe arbitrar, una de «acţiune» şi alta de

«reacţie». Una dintre cele mai comune cauze de eroare în aplicarea

«Legii a –III –a» a lui Newton, este lipsa recunoaşterii că «acţiunea» şi

«reacţia» nu acţionează împreună asupra aceluiaşi corp. Subliniem în

acest sens că «acţiunea» este o forţă ce se exercită asupra unui corp, iar

«reactia» este forţa opusă, ce acţioneaza asupra altui corp.

3.2. Forţa

O energie care modifică sau tinde să modifice starea de mişcare a

unui corp se numeşte forţă. Dacă corpul este în repaus, o forţă

exercitată de un alt corp asupra sa, îl va pune în mişcare, sau va tinde

să-l pună în mişcare. Dacă un corp este în mişcare rectilinie, forţa

exercitată asupra sa de alt corp va modifica sau va tinde să modifice

viteza cu care acesta se deplasează.

Forţele sunt vectori cantitativi care au o dimensiune şi o

direcţie, şi se pot suma într-o rezultantă folosind paralelogramul

forţelor (vectorilor) (fig. 22).

40

Fig.22. Descompunerea forţei F în două componente P şi Q şi compunerera

paralelogramului forţei F.

Forţa se măsoară în Newtoni (N). Astfel 1 Newton este acea

forţă care produce într-un corp cu masa de 1 kg. o acceleraţie de

1m/sec².

1 N = 1 kg x 1m/ sec²

Adesea când un număr de forţe acţionează asupra corpului,

trebuie să găsim o singură forţă numită rezultantă care va avea

acelaşi efect asupra corpului ca cel al forţelor combinate pe care le

înlocuieşte. Acest proces se numeşte compunerea forţelor. Situaţia cea

mai comună pe care o întâlnim în mişcarea corpului omenesc este

aceea de a rezolva o singură forţă prin două componente.

3.3. Momentul forţei

Termenul de moment este adesea folosit în atletism pentru a

exprima dominanta unei faze a mişcării, precum şi în faze ale jocurilor

de echipă ca alternativă al termenului de viteză.

In mecanică, moment are un înţeles limitat şi precis. El este

produsul dintre masa corpului şi viteza sa, şi astfel este vector

41

cantitativ. Momentul reprezintă cantitatea de mişcare pe care o are un

corp.

Algebric se exprimă astfel :

M= m x v

În care : M = momentul; m = masa şi v = viteza.

Astfel un schior coborâtor cu o masă corporală de 70 kg, şi o viteză

de 30 m/sec, are momentul de 2.100 kg. m / sec.

Momentul are mare importanţă în situaţiile de impact. Rezultatul

impactului este în funcţie de momentul pe care îl are fiecare din cele

două corpuri implicate.

Noţiunea de moment din mecanică, îsi găseşte aplicaţia şi la

corpul omenesc când vorbim despre momentul muşchiului. In diferitele

lui momente muşchiul poate fi mai mult sau mai puţin perpendicular pe

pârghia pe care acţionează. Faza de acţiune în care incidenţa

perpendiculară îi permite un maximum de acţiune, se numeşte

momentul muşchiului, (DEBRIERRE).

3.4. Lucrul mecanic

Ori de câte ori, o forţă acţionează asupra unui corp oarecare,

produce deplasarea acestuia, acea forţă efectuează un lucru mecanic.

Noţiunea de forţă nu trebuie confundantă cu lucrul mecanic, întrucât

există numeroase forţe care acţionând asupra corpurilor nu produc

deplasarea acestora. Asigurarea diferitelor poziţii ale corpului, sau ale

segmentelor sale necesită un important consum de forţă musculară fără

42

însă a produce lucru mecanic. De asemenea asigurarea tuturor

mişcărilor corpului sau ale segmentelor sale, se face tot cu consum

mare de forţă musculară pentru a produce lucrul mecanic, întrucat forţa

consumată produce deplasarea corpului.

Deci, lucrul mecanic rezultă din învingerea unei rezistenţe de

către o forţă.

Lucrul mecanic este proporţional cu mărimea forţei care–l

efectuează şi lungimea drumului pe care este deplasat acel corp.

Astfel, dacă un halterofil ridică o halteră de 20 kg f, efectuează un lucru

mecanic de două ori mai mare decât dacă ar ridica o halteră de 10 kg f

şi invers.

Totodată dacă acelaşi sportiv ridică o halteră la 2 m înalţime,

efectuează un lucru mecanic de două ori mai mare decât dacă ar ridica-

o la numai 1 m.

Lucrul mecanic efectuat este egal cu produsul dintre forţă şi

deplasare.

Lm = F x L,

unde F = forţa care acţionează,

iar L = lungimea deplasării

În corpul omenesc sunt numeroase exemple de acest fel, care

demonstreză ce este lucrul mecanic şi care este deosebirea dintre forţa

musculară în sine şi lucrul mecanic pe care această forţă îl depune

pentru efectuarea diferitelor mişcări.

Lucrul mecanic într-o situaţie dată poate fi pozitiv, zero sau

negativ. Astfel, un atlet (figura 23 a) care face exerciţii de forţă cu o

halteră, exercită constant o forţa de 1000 N, pentru a o ridica până la

0,3 m (figura 23,b). Lucrul mecanic pe care-l efectuează este

(1000 N x 0,3m) =300 Nm sau 300 joules (1 joule (J) = 1Nm).

43

Fig. 23 a. Lucrul mecanic este pozitiv la ridicarea halterei

Fig.23 b. Lucrul mecanic efectuat este zero când haltera este menţinută ridicată

Acest lucru mecanic este pozitiv, pentru că direcţia în care se

mişcă corpul este aceeaşi cu cea a forţei care acţionează pentru a coborî

haltera.

44

De aici pentru a cobora haltera (fig.23, c) forţa este tot de 1000

N, fiind vorba de aceeaşi distanţă (0,3 m), iar lucrul mecanic va fi tot de

300 J.

Fig.23 c. Lucrul mecanic este negativ la coborârea halterei

Pentru că direcţia de mişcare a corpului este opusă celei de

aplicare a forţei, lucrul mecanic este considerat negativ. Este important să

spunem că în situaţia dată, lucrul mecanic este pozitiv când muşchii care

dezvoltă această forţă (în acest caz extensorii cotului şi flexorii umărului)

se scurtează şi lucrul este negativ când ei se alungesc. Astfel, din punct

de vedere muscular, lucrul mecanic pozitiv şi negativ poate fi indentificat

cu contracţia concentrică respectiv excentrică.

Execuţia acestui efort de forţă cu haltera s-a făcut în poziţia culcat

pe o banchetă (vezi fig. 23), situaţii în care ridicarea halterei la verticală

se face de către două forţe verticale; o forţă de ridicare a halterei

exercitată de sportiv şi altă forţă de coborâre exercitată de forţa

gravitaţională. Lucrul mecanic total efectuat cu haltera este egal cu

suma lucrului efectuat de aceste două forţe, mai precis de rezultanta lor.

Dacă haltera (fig.23) cântăreşte 800 N, lucrul mecanic total

efectuat pentru ridicarea ei la 0,3 m este egal cu suma lucrului mecanic

45

efectuat de sportiv şi forţa gravitaţională sau lucrul mecanic exprimat

prin rezultanta forţelor.

(1000 N x 0,3 m) – (800 N x 0,3 m) = 60 J

(1000 N – 800 N) x 0,3 m = 60 J.

Dacă direcţia forţei face un unghi cu direcţia deplasării aşa cum

se întâmplă cu majoritatea muşchilor corpului, care se inseră oblic

(fig.24) pe pârghiile osoase, lucrul mecanic va fi diferit şi se calculează

după formula :

L m = F x L x cosinus (alfa)

în care alfa este unghiul dintre direcţia forţei şi direcţia deplasării.

Este cunoscut faptul că pentru deplasarea unei greutăţi este necesară o

anumită forţă; când încercăm să deplasăm aceeaşi greutate însă cu o

forţă care se aplică oblic pe direcţia mişcării cu care face un unghi (alfa),

este necesară o forţă mai mare. Numai o parte din forţa F serveşte la

efectuarea deplasării, deci la efectuarea lucrului mecanic.

Fig. 24.Aplicarea unei forţe oblic pe pârghia osoasă

46

Ce se întâmplă cu forţa F2, adică acea parte a forţei care este

opusă direcţiei de tracţiune a muşchiului? Ea se consumă pentru a presa

pârghia osoasă mobilă pe axul articulaţiei, adică pe axul mişcării.

In biomecanică această parte a forţei care nu se foloseşte pentru

mişcare (adică pentru lucrul mecanic) se numeşte componentă articulară

de presiune. În orice mişcare a corpului mers, alergare, sărituri, jocuri

sportive, etc. musculatura corpului depune atât efort muscular dinamic

(acela care produce deplasarea şi deci lucrul mecanic), cât şi efort static

(acel care nu produce lucrul mecanic şi se cheltuieşte pentru învingerea

forţei gravitaţiei, adică a greutăţii corpului). Dacă forţa de greutate a

corpului G este perpendiculară (fig.25) pe direcţia deplasării corpului

cum este cazul în deplasările pe un plan orizontal, aplicând formula

lucrului mecanic, când forţa face un unghi drept cu direcţia deplasării

folosim formula:

L m = G x L x cosinus alfa/2

Fig.25. Aplicarea unei forţe perpendicular pe pârghia osoasă

47

Din această relaţie rezultă că pentru învingerea greutăţii corpului

nu se produce lucru mecanic. Totuşi musculatura corpului depune un

efort pentru a merge, a alerga, etc. Care este explicaţia?

Datorită forţei de gravitaţie se produce o forţă de frecare care

trebuie învinsă. Forţa la frecare F este proporţională cu greutatea

corpului şi coeficientul de frecare.

F = G x K

Coeficientul de frecare (K), este variabil după caracteristicile de

alunecare a suprafeţelor aflate în contact.

De aceea, în toate deplasările pe un plan orizontal valoarea

lucrului mecanic depus de musculatura corpului va fi egală cu lucrul

mecanic depus pentru activitatea dinamică, la care se adaugă lucrul

mecanic pentru învingerea forţei de frecare.

Unitatea de măsură a lucrului mecanic este kilogrammetrul

(kgm) care reprezintă lucrul mecanic efectuat de o forţă de 1 kg pe o

distanţă de deplasare de 1 m în direcţia forţei.

3.5. Puterea

Puterea este lucrul mecanic efectuat în unitatea de timp/secundă.

Dacă notăm lucrul mecanic cu L, puterea cu P şi timpul cu t

avem relaţia:

P = L/t

Din această relaţie se poate afla orice componentă dacă le

cunoaştem pe celelalte două. Astfel:

L = P x t şi t = L/P

De exemplu un alergător de viteză care parcurge 100 m în

48

11 sec. are o putere mai mare decât cel care a parcurs aceeaşi distanţă în

12 sau 13 sec. Un halterofil care ridică o halteră cu greutatea de 600 J în

1,5 sec, depune o putere de : (600j/1,5 sec) = 400 j /sec sau 400Watt (1

W) =1 j/sec. Unitatea de putere se numeşte Watt, iar unitatea de 1000 de

ori mai mare se numeşte KILO-WATT. În practică se foloseşte şi altă

unitate, cal putere (C.P)

1 C.P = 75 kgm/sec.

3.6. Energia

Energia este capacitatea de a efectua lucrul mecanic. Ea apare în

univers sub diferite forme: electrică, chimică, nucleară, mecanică. In

contextual energiei mecanice (singura formă de energie de care ne vom

ocupa aici) când o forţă (F), acţionează asupra unui corp, astfel înacât

acesta se mişcă pe o distanţă (X), lucrul efectuat de corp sau energia pe

care o cheltuieşte (W) este:

W = F x X

Lucrul mecanic şi energia folosesc acelaşi tip de unităţi de măsură

din S.I (sistemul internaţional de unităţi) pentru forţa exprimarea se face

în newtoni distanţa în metri şi lucrul mecanic sau energia în jouli.

Energia mecanică este de două feluri: energie cinetică şi

potenţială.

3.6.1. Energia cinetică

Energia cinetică: Energia pe care o posedă un corp în mişcare se

numeşte energie cinetică (Ec) şi se exprimă prin ecuaţia :

Ec = 1/2 m V ²

49

în care m este masa corpului şi V = viteza de deplasare a acestuia

Astfel un fundaş de 100 kg care aleargă cu 9 m/sec are o

energie cinetică de :

(½ x 100 x 9²) 4050 kg x m/sec² sau 4050 jouli

[1J = 1 kg x (m/sec² )]

Este o energie cinetică mare şi va fi greu de stăpânit fundaşul în

acţiune de cei ce-i vor sta în cale.

3.6.2. Energia potenţială

Energia potenţială. Când un corp este situat la înălţime deasupra

solului, el este dotat cu o energie potenţială (Ep) sau de poziţie. Inălţimea

relativă la care se află corpul prin coborâre la nivelul solului poate

produce lucrul mecanic.

Energia potenţială a unui corp se poate exprima prin ecuaţia:

Ep = W x h,

în care W este greutatea corpului şi h este înălţimea corpului faţă de

suprafaţa solului. Astfel când săritura de la trambulină cu o greutate de

600 N parcurge prin aer 3 m până la nivelul apei, va avea o energie

potenţială de (600 N x 3 m) = 1800 j.

Exemple sugestive de energii potenţiale pot fi cele din viaţa de zi

cu zi, ciocanul pneumatic, pistonul unei maşini cu aburi sau destinderea

arcului ceasornicului, care pun în mişcare întregul mecanism, prin

energia potenţială acumulată.

50

CAPITOLUL IV. CINEMATICA

Este aceea teorie a mecanicii care are ca obiect descrierea

mişcărilor sistemelor materiale (corpul omenesc, maşini etc.) fără a căuta

cauzele care le produc.

Cinetica este în egală măsură o teorie, parţială a mecanicii. Ea face

apel la noţiunile de lungime, timp şi masă.

4.1. Mişcarea

Studiul unei mişcări presupune stabilirea convenţională a unor

elemente de bază fără de care studiul nu este posibil. Aceste elemente

sunt: reperul faţă de care se realizează mişcarea, direcţia de mişcare şi

viteza cu care se execută mişcarea şi timpul în care se realizează.

Reperul. Orice mişcare observată în spaţiu este relativă, în sensul

că ea este considerată convenţional ca atare faţă de un anumit punct

considerat în mod convenţional fix. Un săritor cu prăjina de exemplu se

deplasează în timpul elanului faţă de pistă, în timpul pendulării faţă de

prăjină, în timpul săriturii propriu-zise faţă de ştachetă şi în timpul

căderii faţă de groapa de nisip. Pe parcursul acestei mişcări complexe, în

plus, fiecare segment al corpului se deplasează într-un anumit fel, faţă de

alt segment al corpului.

Direcţia de mişcare. Orice mişcare se realizează pe o anumită

traiectorie în spaţiu, deci faţă de trei dimensiuni. DESCARTES încă în

anul 1637 a propus un sistem de coordonate rectangulare, în care se

consideră că direcţia mişcării se stabileşte faţă de originea celor trei

51

coordonate: pe orizontală-înainte şi înapoi; pe verticală-în sus şi în jos; şi

lateral–la dreapta şi la stânga.

4.1.1. Mişcarea lineară, curbilinie, translaţie, rotaţie şi generală

Direcţia de mişcare a unui punct izolat poate fi rectilinie când

punctul se deplasează pe o traiectorie dreaptă sau curbilinie când punctul

se deplasează pe o traiectorie curbă.

Mişcările corpului omenesc sau ale segmentelor lui nu sunt ale unor

puncte izolate ci ale unor corpuri materiale cu o anumită formă

geometrică, alcătuite dintr-un număr infinit de puncte. Aceasta face ca

mişcările acestor corpuri sa fie de translaţie (sau lineare) de rotaţie (sau

unghiulare). Când toate punctele se deplasează pe traiectorii paralele,

mişcarea este de translaţie (fie ea rectilinie sau curbilinie), (fig.26 ,27).

Fig. 26. Alunecarea liniară şi neliniară a schiorului în proba de sărituri de la trambulină.

52

Fig. 27. Poziţiile consecutive ale liniei punctate dintre umerii şi gleznele unui săritor cu schiurile pot fi folosite pentru a determina tipul de mişcare al corpului a) liniară sau b)

neliniară.

Când punctele corpului se mişcă pe o circumferinţă în jurul unei

axe, mişcarea este de rotaţie. (fig.28).

Fig.28. Mişcarea de rotaţie în jurul axei transversale

53

Mişcările lineare şi de rotaţie (fig.29– 30) se întâlnesc frecvent în

educaţia fizică, atletism în reabilitare, fie împreună, fie în combinaţii de

mai multe mişcări lineare şi de rotaţie.

În astfel de mişcări vorbim de mişcare generală (fig.31).

Fig.29. Mişcarea de rotaţie a braţelor produce o mişcare liniară a restului corpului

Fig.30. Mişcarea de rotaţie a membrelor inferioare ce produce mişcarea lineară a prăjinii

54

Fig.31. Mişcarea generală a corpului la cal cu mânere

4.1.2. Viteza şi acceleraţia

Reperul faţă de care se execută o mişcare şi direcţia de mişcare se

referă la spaţiul tridimensional în care se realizează mişcarea respectivă.

Mişcarea se excută şi cu viteze deosebite, ceea ce impune ca studiul ei să

se refere nu numai la spaţiul ci şi la timpul în care se realizează. Astfel în

întrecerile sportive, în alergare, patinaj, schi, ciclism, canotaj,

automobilism, etc. concurenţii străbat acelaşi drum însă în intervale de

timp diferite. Rezultă că mişcarea mai are o calitate: viteza. Noţiunea de

viteză a fost introdusă în cinematică de către Galileu, înca din anul 1638,

tot GALILEU a intrudus şi noţiunea de acceleraţie ca un indice al

modificării vitezei în timp.

Spaţiul, viteza şi acceleraţia reprezintă datele de bază care permit

studiul mişcărilor şi de aceea sunt considerate în cinematică vectori.

55

Aceşti vectori au o anumită valoare cifrică şi o anumită direcţie. După

viteza ei, mişcarea poate fi uniformă sau variată. In mişcarea uniformă

punctul care se mişcă parcurge spaţii egale în perioade de timp egale.

S = V x t, iar V = S/t

În mişcarea variată, viteza se schimbă continuu.Corpul parcurge

spaţii diferite în timpuri egale. Variaţia vitezei în unitatea de timp se

numeşte acceleraţie (g). Acceleraţia (g) poate fi uniform variată sau

neuniformă.

Când acceleraţia păstrează valoarea sa (uniform încetinită sau

uniform accelerată) mişcarea este uniform variată. Căderea unui corp în

vid este exemplul clasic de mişcare uniform variată. Când acceleraţia îşi

modifică valorile, mişcarea este neuniformă. Majoritatea exerciţiilor

fizice sunt mişcări neuniforme din acest punct de vedere. Acceleraţia (g

pozitiv) îndreptată în sensul mişcării se numeşte acceleraţie pozitivă şi

măreşte viteza mişcării (ca în săritura cu paraşuta), cea îndreptată în sens

opus mişcării se numeşte accelerţtie negativă, (g – negativ) şi micşorează

viteza mişcării (ca în săriturile în sus la înalţime sau cu prăjina).

Concluzie:

Am descris în capitolul “elemente de mecanică, aplicate la corpul

omenesc”, aspectele fundamentale ale mecanicii aplicate, pe care în

capitolele ce vor urma le vom adapta la specificul mişcării umane.

56

CAPITOLUL V. NOŢIUNI DE MECANICĂ APLICATE LA

APARATUL LOCOMOTOR

Aparatul specializat care îndeplineşte funcţia locomotorie a

organismului, se numeşte aparat locomotor. El este alcătuit dintr-un

complex de organe cu structuri şi funcţii diferite.

Acestea sunt segmentele osoase, muşchii striaţi, articulaţii, o

bogată reţea nervoasă (alcătuită din căile aferente şi eferente care

comandă mişcarea) şi reţeaua vasculară care irigă toate componentele

aparatului locomotor.

Locomţia, mişcările segmentelor aparatului locomotor, exerciţiile

fizice reprezintă funcţia aparatului locomotor. Factorii morfofuncţionali

(oase, articulaţii, muşchi) care îl alcătuiesc reprezintă forma lui.

Funcţia reprezintă excitantul indispensabil vieţuirii materiei, mai

précis modul de existenţă al formei. Excitantul (funcţia) are o valoare

trofică, întreţinând forma, dar nu direct ci prin intermediul sistemului

nervos. Deci forma este permanent modelată de funcţie, este o formă

funcţională.

Din coroborarea acţiunilor factorilor morfo-funcţionali (impulsuri

nervoase, contracţii musculare, pârghii osoase, mobilitate articulară)

rezultă exerciţiile fizice. Acestea produc tensiuni asupra factorilor morfo-

funcţionali pe care-i structurează funcţional.

5.1. Proprietăţile mecanice ale osului

Osul este supus în timpul exerciţiilor fizice, la variate şi repetate

solicitări mecanice, produse de acţiunea forţelor externe (gravitaţia) şi a

forţelor interne (contracţia musculară, forţele elastice, vâscozitatea etc).

57

Aceste forţe sunt în mare parte responsabile de dezvoltarea

osului, de orientarea structurii şi de încărcarea sa cu substanţe minerale.

Exemplul cel mai caracteristic este acela al bazinului a cărui

organizare de ansamblu (fig.32) este asemănată cu noţiunea de cheie de

boltă din arhitectura (fig.33).

Fig. 32. Fortele care actioneaza la

nivelul centurii pelviene

Fig. 33. Cheia de bolta din arhitectura

.

Această arhitectură este vizibilă şi la nivelul extremităţii superioare a

femurului pe o secţiune longitudinală (fig.34).

Forţele mecanice externe declanşate de exerciţiile fizice,

acţionează asupra ţesuturilor şi organelor. Aceste forţe mecanice externe

sunt în număr de cinci:

a). forţele de compresiune care tind să deformeze ţesuturile

comprimandu-le;

b). forţele de încovoiere care tind să deformeze ţesuturile

îndoindu-le;

c). forţele de torsiune care tind să deformeze ţesuturile răsucindu-le;

58

d). forţele de forfecare ce rezultă din combinarea a trei forţe

(compresiunea, încovoirea, torsiune), care tind să deformeze ţesutul

comprimându-l, îndoindu-l şi răsucindu-l în acelaşi timp. Aceste patru

tipuri de forţe mecanice externe enumerate mai sus rezultă în special din

acţiunea forţelor gravitaţionale greutatea corpului, greutatea segmentelor,

greutatea obiectelor sau a aparatelor cu care se lucrează;

e). forţele de tracţiune tind să deformeze ţesuturile, întinzându-

le. Ele rezultă în special din acţiunea tonusului muscular şi a contracţiilor

diferitelor grupe musculare.

În afara forţelor mecanice externe, asupra ţesuturilor acţionează

şi o serie de forţe mecanice interne rezultate din procesele de dezvoltare

ale ţesuturilor, presiunea vasculară, procesele metabolice, factori chimici

etc. Ţesutul asupra căruia acţionează o forţă oarecare, reacţionează printr-

un răspuns, care este sub forma unei stări speciale de tensiune.

Starea de tensiune, este cea care acţionează asupra ţesutului, în

sensul structurării funcţionale a acestuia, conform cerinţelor mecanice.

Aceste structuri tisulare apărute sub influenţa forţelor mecanice sunt

numite mecanostructuri.

Fig.34. Traveele osoase indica liniile de forta carora le este supus osul.

59

În concluzie, se poate afirma că, deşi în organismul vieţuitoarelor

există mecanostructuri nu toate aspectele structurale sunt un caz

particular al structurilor funcţional; pe lângă ele există structuri

determinate de alţi factori fizici, chimici, metabolici.

Factorii mecanici pot provoca direct orientarea structurii

ţesuturilor asupra cărora acţionează, dar geneza acestuia este determinată

de sistemul neuro-endocrin.

Prin intermediul exerciţiilor fizice se pot influenţa structurile

funcţionale, activându-se procesele biochimice tisulare şi intensificându-

se schimburile din substanţa fundamentală a ţesuturilor conjunctive,

cartilaginos şi osos, care alcătuiesc aparatul locomotor.

Rezistenţa. Sub influienţa exerciţiilor fizice, structura oaselor se

modifică concomitent cu creşterea rezistenţei la factorii mecanici. Astfel,

au fost descrise modificări osoase caracteristice la piciorul de bătaie al

săritorilor, la fotbalişti, boxeri, etc.

Osul are o rezistenţă mai mare la compresiune decât la tracţiune.

Rezistenţa la compresiune se datoreşte cristalelor de fosfat de calciu.

Rezistenţa la tracţiune provine atât din prezenţa cristalelor cât şi a

fibrelor de colagen.

Radiusul este osul cel mai rezistent la tracţiune; el solidarizează

mâna de braţ în special în exerciţiile din poziţia atârnat (fig.35)

Femurul este osul care rezistă cel mai bine la compresiune (fig. 36).

60

Fig. 35. Radiusul este

cel mai rezistent la

tracţiuni.

Fig. 36. Femurul este

osul cel mai rezistent la

compresiune.

Rezistenţa osului este mai solicitată în activităţile dinamice decât

în cele statice.

Anizotropia este o altă proprietate mecanică a osului care se referă la

faptul că osul nu prezintă acelaşi grad de elasticitate în toate sensurile.

Microstructurile, ca cele ce se referă la cristalele de fosfat, de calciu,

vasele de sânge, fibrele de colagen, fibrele elastice, sunt orientate după

axul longitudinal al osului.

Plasticitatea. Deformarea plastică a osului este mare mai ales

atunci când forţele ce acţionează asupra sa sunt reprezentate de

încărcături mari. Astfel, forma osului poate fi remodelată, pentru a

susţine adecvat forţele mecanice, prin osteoliza şi osteogeneză.

Solicitarea fizica continuă stimulează depunerea osteoblastică a osului.

Aceasta plasticitate este deosebit de importantă la copil, pentru că

organismul acestuia este maleabil, deci «modelabil» când este supus la

61

încărcătură importantă. In această situaţie dacă nu se vor lua din timp

măsurile curente, vor apărea deformaţii care pot deveni ireversibile

(deformări ale oaselor lungi, incluziuni ale discurilor intervertebrale pe

platoul vertebral etc).

Oboseala osului. Acţiuni repetate şi de intensitate mare care se

apropie de limita superioară a capacităţii elastice a osului, pot produce

fractură de oboseală. Aceste fracturi apar în cursul surmenajului structurii

osoase, prin instalarea unei insuficienţe a proceselor de remaniere osoasă

şi o oboseală a lanţurilor musculare.

5.2. Proprietăţile mecanice ale muşchilor

Muşchii sunt organe care aparţin aparatului locomotor. Ei au

proprietatea de a se contracta.

Configuraţia muşchiului striat (scheletic). Un muşchi este alcătuit din

două părţi:

- o parte mediană, densă, de consistenţă moale şi roşie,

care este partea contractilă a muşchiului numită şi

corpul mşchiului;

- o parte care alcătuieşte extremităţile muşchiului densă,

albă, sidefie este partea tendinoasă.

Inserţiile musculare se realizează cu ajutorul tendoanelor fie pe

os, fie pe cartilaje, fie pe aponevroze (tendoane lăţite), fie direct pe piele

(sunt muşchii pieloşi).

Adesea tendonul de inserţie este foarte scurt când implantarea

fibrelor musculare pare să se facă direct pe zona de inserţie. Inserţiile se

diferenţiază şi prin aspectul lor funcţional :

- o inserţie este fixă numită origine (proximală)

62

- cealaltă mobilă numită inserţie (distală).

Cel mai frecvent tendonul distal este cel mai mobil şi mai alungit, decât

tendonul proximal, ansamblul muscular conferând segmentelor

membrelor au aspect de trunchi de con cu baza mare situată proximal.

Implantarea fibrelor musculare pe tendon poate să se facă fie ca ele să

prelungească fibra tendinoasă, fie ca ele să ia o direcţie oblică faţă de

axul lung al muşchiului (fig 37; 38).

Fig.37. Structura care permite

deplasare mare.

Fig. 38. Structura care arată că orientarea

fibrelor musculare nu produce deplasare

mare în timpul contracţiei lor. Ea se opune

forţelor de tracţiune.

Fibrele tendinoase ale tendoanelor scurte sunt paralele între ele şi

cu axul lung al muşchiului.

Fibrele tendinoase ale tendoanelor lungi, sunt adesea helicoidale sau

reflectate la nivelul extremităţilor dând muşchiului un rol de amortizare,

de bară de torsiune.

5.3. Lanţurile articulare

63

Articulaţiile care participă la executarea unei mişcări, se asociază

pentru a forma lanţuri articulare.

Două segmente osoase articulate mobil, formează un cuplu

cinematic (de exemplu braţul cu antebraţul sau coapsa cu gamba); mai

multe segmente articulate mobil, formează un lanţ cinematic (de

exemplu segmentele care formează membrul superior, braţul, antebraţul

şi mâna sau membrul inferior, coapsa, gamba şi laba piciorului).

Lanţurile cinematice pot fi :

- deschise;

- închise;

- parţial închise.

5.3.1. Lanţuri cinematice deschise

Deschise, când este vorba de o suită de segmente articulate între ele,

dintre care cel mai distal are o extremitate liberă, de exemplu un

segment fix celălalt mobil, cotul rămâne fix în momentul flexiei

antebraţului pe braţ (fig. 39 a) ; două segmente mobile: braţul şi

antebraţul în timpul flexiei şi extensiei cotului din poziţia sprijin

facial; - trei segmente mobile braţul, antebraţul şi mâna în momentul

lansării mingiei.

64

Fig. 39 a. Lanţ cinematic deschis

5.3.2. Lanţuri cinematice închise

Închise când ambele capete ale lanţului sunt fixate (fig.39 b).

Fig. 39 b. Lanţ cinematic închis

65

De exemplu când punctele fixe, sunt la nivelul mâinilor şi

picioarelor, aşa cum se întâmplă în escalada din alpinism (fig.40).

Fig. 40

Alpinistul realizează aici câte două puncte de sprijin extreme.

Mâinile şi picioarele sunt fixate, greutatea corpului creează aici două

efecte (forte) F1 şi F2 (noţiune legată de paralelogramul forţelor), F1

este dirijat spre sprijinul inferior şi devine F1’ transmite peretelui de

escaladă efectul lui F1 la nivelul picioarelor.

F’1 poate fi descompus într-o forţă orizontală f’1h anulată prin

reacţia peretelui, şi într-o forţă verticală f’2 v. Această componentă

verticală este o componentă de cădere; este nevoie să o diminuăm

deci :

66

f ’ 2v= F1’ cos alfa = F1 cos alfa

Pentru a-l diminua pe f1 2v trebuie să diminuăm cos alfa, adică să-l

creştem pe alfa. Aceasta se realizează dacă alpinistul îndepărtează G

(centrul de greutate) de peretele de escaladat. F2 are acelaşi efect ca

F’2 acţionând la nivelul sprijinului superior; F’2 are o componentă

f’2 h de smulgere care impune o puternică participare a flexorilor

degetelor.

5.3.3. Lanţuri cinematice parţial închise

Parţial închise când există o suită de segmente articulate între ele,

când o extremitate corespunde unui punct fix, iar cealaltă corespunde,

unei puternice rezistenţe.

De exemplu: membrele superioare în timpul mobilizării lor în

poziţia culcată a corpului; membrele inferioare în stând cu genunchii

uşor flexaţi (fig.41).

Fig 41

67

Stând cu genunchii uşor flexaţi reprezintă un lanţ articular, închis

parţial, greutatea corpului P se poate descompune într-o componentă F1

perpendiculară pe axa care leagă articulaţia coxo-femurală de genunchi.

Se numeşte componentă de rotaţie. Ea trage bazinul posterior, şi tinde să

închidă unghiul bazin-coapsă. Muşchii fesieri, extensori ai articulaţiei

coxo-femurale se opun acestei componente.

F2- F’2 are aceleaşi efecte ca F’2 aplicat la nivelul genunchiului.

Este denumită componentă longitudinală. Ea tinde să tragă genunchiul

anterior prin componenta F4. Această tendinţă de flexie a genunchiului

este contracarată de cvadriceps F3 componenta longitudinală a lui F’2,

acţionează în direcţia articulaţiei tibio-tarsiene a cărei componentă

orizontală F’3 are o componentă orizontală f3 care trage calcaneul

posterior. Această tendinţă de flexie a glesnei este contracarată de

tricepsul sural. Fesierii, cvadricepsul şi tricepsul constituie un lanţ

muscular de extensie a membrului inferior, care se opune greutăţii P, a

corpului.

Articulaţiile realizează legătura mecanică dintre pârgiile osoase.

Majoritatea articulaţiilor corpului sunt mobile, permiţând mişcări în

diferite direcţii. Mişcările în articulaţie pot fi de rotaţie, în jurul unui ax

sau de alunecare (translaţie).

Mişcările sunt condiţionate de forma oaselor care alcătuiesc

articulaţia.

Intr-un lanţ cinematic deschis, mobilitatea fiecărui segment este cu

atât mai mare, cu cât se apropie de extremitatea liberă; mobilitatea unui

segment de membru (gamba, antebraţul, etc) este egală cu mobilitatea sa,

plus mobilitatea segmentelor care o preced. Astfel, coapsa are trei grade

de libertate (mişcări în trei axe) iar gamba şi laba piciorului are câte un

68

grad de libertate; laba piciorului în ansamblul membrului inferior are în

total cinci grade de libertate (de mişcare), dintre care unul propriu (în

articulaţia gleznei) şi celelate aparţinând segmentelor precedente (gambă

şi coapsă).

5.4. Lanţurile cinematice musculare

Muşchii, pentru mobilizarea lanţurilor cinematice, formează lanţuri

musculare, care sunt o înlănţuire de grupe musculare. Ele corespund unei

asocieri mecanice a muşchilor cu funcţii identice la nivelul unei

articulaţii, a mai multor articulaţii, chiar al corpului în ansamblu când

acesta execută, un gest sportiv global.

5.4.1. Acţiunea musculară localizată şi extinsă

Muşchii se clasifică funcţional în: flexori, extensori, anteductori,

retroductori, abductori, etc.

De exmplu: semimembranosul, semitendinosul, bicepsul crural,

marele fesier sunt muşchi extensori ai articulaţiei coxofemurale. Acţiunea

fiecăruia din aceşti muşchi, este localizată la articulaţia corespunzatoare,

în timp ce ischio-gambierii situaţi pe partea posterioară a coapsei, sunt

extensori şi în articulaţia genunchiului.

Astfel o parte a forţei anumitor muşchi poate interveni în execuţia

mişcărilor, să ajute executarea unei mişcări, dar nu să o producă: aceasta

este acţiunea localizată.

Dar pentru ca acţiunea localizată să poată avea loc, este nevoie ca şi alţi

muşchi să fie puşi în joc. In sprijin pe un picior; dacă se ridică membrul

inferior opus, alţi muşchi intervin pentru a da un punct de sprijin

69

muşchilor motori. Blocarea bazinului, acolo unde se inseră muşchii

flexori ai articulaţiei coxo–femurale, se va realiza prin participarea

muşchilor fesieri, din partea piciorului de sprijin şi printr-o contracţie a

musculaturii abdominale.

Dacă mişcarea este intensă, bruscă, violentă, acest blocaj, va necesita

imobilizarea toracelui prin blocaj ventilator, ce se va obţine prin

tensiunea muşchilor expiratori şi inspiratori (diafragma şi inspiratorii

accesori). Acţiunea musculară se extinde din aproape în aproape cu atât

mai mult, cu cât exerciţiul este mai intens şi pune probleme de echilibru.

Se stabilesc astfel, lanţuri musculare (exemplu, aruncătorul de suliţă din

fig. 42).

Fig.42. Schiţa lanţurilor musculare ale extensorilor şi flexorilor membrului inferior

al trunchiului şi membrului superior care asigură aruncarea suliţei

70

5.4.2. Modalităţi de acţiune a muşchilor

In funcţie de modul cum se grupează în jurul articulaţiei, muşchii

îndeplinesc acţiuni diferite. Ei pot avea :

o acţiune motrică principală

În funcţie de acţiunea motrică, chiar de mişcare, muşchiul motor

principal este cel care provoacă mişcarea, numit muşchi agonist.

o actiunea fixatoare

Un muşchi se numeşte fixator când imobilizează, o parte a corpului

permiţând acţiunea altor muşchi.

Această acţiune fixatoare trebuie să fie proporţională cu nevoile, în

caz contrar, mişcarea devine încordată şi necoordonată.

Ea poate varia în intensitate în cursul mişcării şi se poate uneori chiar

transforma în acţiune motrică principală.

o acţiune sinergică

Muşchii se numesc sinergici când îndeplinesc în comun anumite

mişcări, dar şi fiecare în parte poate efectua acţiuni diferite.

De exemplu: mişcarea de coborâre a centurii scapulare este efectuată

de muşchiul marele pectoral şi marele dinţat ca muşchi sinergici.

Ridicarea coastelor (inspiraţia) este asigurată de muşchii sinergici:

marele pectoral, marele dinţat, scalenii.

acţiune motrică paralelă

Acţiunea unor anumiţi muşchi, va permite, adaptarea mişcării

unui scop anume.

Aruncătorul îşi plasează bazinul, în direcţia lansării finale,

înaintea fazei efortului final (care este o extensie explozivă).

Acţiunea la distanţă este aceea a unor muşchi care îşi pot

transfera forţa unei articulaţii îndepărtate (vezi fig.42)

71

5.4.2.1. Acţiunea antagonistă

Muşchii antagonişti, sunt cei ce execută mişcări opuse, în

articulaţiile pe care le mobilizează şi reprezintă principala frână a

mişcării.

Atunci când mişcarea, este foarte rapidă ei nu reuşesc să

amortizeze mişcarea şi solicitarea, se transmite ligamentelor şi capsulelor

articulaţiilor care pot suferi traumatisme.

Antagonismul muscular nu trebuie privit numai ca o frână în

reglarea mişcărilor, ci şi ca o adaptare în scopul realizarii unei reglări cât

mai fine şi mai precise, a acţiunilor.

Această adaptare, apare şi se dezvoltă în procesul

antrenamentului, fiind dependentă de scoarţa cerebrală. La începători se

remarcă mişcări neeconomice, uneori inutile, lipsite de precizie care însă

cu timpul pe măsura apariţiei şi consolidării, legăturilor temporare din

scoarţa cerebrală, devin economice şi precise.

5.5. Tipurile de activitate musculară

Musculatura corpului dezvoltă două tipuri de activitate

musculară: statică şi dinamică.

Activitatea statică, de asigurare posturală este rezultatul

contracţiei statice-izometrice a grupelor şi a lanţurilor musculare; ea nu

duce la scurtarea muşchiului şi nici la deplasarea segmentelor. Acest tip

de activitate statică provoacă o oboseală rapidă pentru că solicită puternic

centrii nervoşi şi comprimă vasele sanguine şi limfatice şi astfel

îngreunează circulaţia sângelui şi a limfei la nivelul muşchilor.

Activitatea dinamică este rezultatul contracţiei izotonice a muşchilor; ea

72

se caracterizează prin scurtarea muşchilor şi deplasarea segmentelor sau a

corpului în întregime. In timpul activităţii dinamice musculatura corpului

efectuează un lucru mecanic proporţional cu forţa şi lungimea scurtării.

Circulaţia şi procesele metabolice la nivelul muşchilor sunt favorizate.

Cercetările au arătat că cele două tipuri de activitate musculară au o serie

de particularităţi biomecanice. Astfel activitatea musculară statică este de

trei feluri :

o de consolidare;

o de fixare;

o de menţinere.

Aceste trei feluri de activitate musculară statică sunt legate de

condiţiile de echilibru ale corpului omenesc sau ale segmentelor sale

(fig.43).

Fig.43. Formele de lucru static muscular de:

a) mentinere, b) consolidare, c) fixare

73

5.5.1. Tipurile de activitate musculară statică

5.5.1.1. Efortul static de consolidare

Efortul static: diferă în cazul poziţiilor cu echilibru stabil

sau instabil fiind cele două posibilităţi de echilibru în care se pot afla

fiinţele vii.

Astfel corpurile se află în echilibru stabil când C.G.G se află sub

baza de susţinere ca în poziţia atârnat şi în variantele sale, efortul

static se numeşte de consolidare întrucât grupele şi lanţurile

musculare se opun forţelor de tracţiune care la nivelul articulaţiilor se

manifestă ca forţe de disrupţie având tendinţa de a disloca articulaţiile

punând în stare de tensiune capsula şi ligamentele cu atât mai mult cu

cât solicitarea este mai mare.

In poziţia atârnat la bară fixă greutatea corpului va exercitata

asupra articulaţiilor o tracţiune cu atât mai mare cu cât articulaţia

este mai aproape de baza de susţinere descrescând spre extremităţile

inferioare; efortul static este mai mare dacă se adaugă o îngreunare.

In activităţile sportive efortul static se îmbină cu cel dinamic frecven.

Astfel se întâmplă în efectuarea gimnasticii la bara fixă, (static la

trecerea pe sub bară), aruncarea ciocanului, suliţei, jocurilor sportive.

In aceste activităţi sportive se depune un efort combinat static şi

dinamic, care trebuie diferenţiat şi avut în vedere în metodica

antrenamentului.

Efortul static de consolidare solicită concomitent grupele şi

lanţurile musculare antagoniste. De aceea exerciţiile care folosesc

acest tip de efort angrenează concomitent atât muşchii agonişti cât şi

74

antagonişti. Poziţiile cu echilibru stabil pot fi folosite atât în practica

culturii fizice medicale cât şi în antrenamentul sportiv atunci când

urmărim o creştere a forţei pe grupe şi lanţuri musculare global.

5.5.1.2. Efortul static de fixare

În cazul poziţiilor cu echilibru nestabil unde C.G.G se află

deasupra bazei de susţinere cum sunt poziţiile stând şi numeroasele

lor variante; efortul static se numeşte de fixare sau de echilibrare.

Grupele şi lanţurile musculare se opun forţelor care tind să

dezechilibreze corpul fixându-l în poziţia respectivă.

Condiţiile de echilibru nestabil determină forţe care se

manifestă la nivelul articulaţiilor sub forma de presiune; aceasta fiind

cu atât mai mare cu cât îngreunarea este mai importantă.

Efortul static de fixare creşte pe măsură ce ne apropiem de

baza de susţinere şi în funcţie de gradul de stabilitate.

Astfel dacă unghiul de stabilitate (care este unghiul format de

verticala C.G.G şi dreapta care uneşte acest centru cu marginea bazei

de susţinere) este mic efort static are o valoare mare şi invers. De

exemplu în poziţia stând unghiul de stabilitate este mai mic deât în

poziţia stând sau culcat; pentru acest motiv în poziţia stând solicitarea

statică de fixare este mai mare decât în poziţia stând sau culcat.

La fel ca în poziţiile cu echilibru stabil şi în poziţiile de

echilibru nestabil efortul static solicită concomitent grupe de lanţuri

musculare antagoniste, de aceea exerciţiile care folosesc efortul static

de fixare angrenează atât agoniştii cât şi antagoniştii diferitelor

articulaţii. De aceea aceste poziţii pot fi folosite atât în cultura fizică

75

medicală, cât şi în antrenamentul sportiv, pentru dezvoltarea calităţii

de forţă, la grupe şi lanţuri musculare luate în întregime.

În cele două tipuri de activitate musculară (consolidare şi

fixare) descrise mai sus forţa de gravitaţie acţionează de-a lungul axei

verticale a corpului sau a segmentelor sale, aflate în echilibru stabil,

sau nestabil şi trece prin centrul de greutate (C.G.G) a corpului.

5.5.1.3. Efortul static de menţinere

Corpul omenesc şi segmentele sale, se pot afla în poziţii

complexe, în care forţa de gravitaţie nu mai acţionează în lungul axei

verticale, care trece prin C.G.G, de exmplu cum ar fi poziţiile atârnat

echer stând cu braţele lateral, stând cu piciorul flectat înainte, în care

apar solicitări statice care diferă de efortul de consolidare şi fixare. In

aceste poziţii complexe, musculatura corpului luptând împotriva

gravitaţiei care tinde să-i schimbe poziţia, depune un alt tip de efort

static numit de menţinere.

Efortul static de menţinere se întalneşte atât în poziţiile cu

echilibru stabil, cât şi în cele cu echilibru instabil.

Important din punct de vedere biomecanic, este faptul că la

asigurarea unor astfel de poziţii, nu mai contribuie grupe şi lanţuri

musculare antagoniste, ci numai unele din acestea. Datorită acestui

fapt grupele sau lanţurile musculare respective pot fi antrenate

selectiv în vederea creşterii calităţilor motrice şi în primul rând al

forţei, folosindu-se poziţii cu îngreuiere.

De aceea este necesar să facem o analiză cât mai amănunţită a

oricărei poziţii statice, să recunoaştem lanţul muscular care depune

efortul de menţinere, pe fondul general de fixare sau consolidare.

76

Astfel vom putea da recomandări practice ştiinţifice, prin care

sportivul să antreneze prin eforturi izometrice elementul motric,

complex specific ramurii sportive pe care o practică.

5.5.2. Tipurile de activitate musculară dinamică

Activitatea dinamică a musculaturii corpului are două particularităţi

de:

- învingere;

- cedare.

5.5.2.1. Activitatea de învingere

Activitatea de învingere, numită şi contracţie concentrică este

acel tip de contracţie dinamică în care muşchiul se scurtează şi

mobilizează oasele printr-o mişcare concentrică de apropiere; muşchii

antagonişti sunt întinşi şi prin aceasta contribuie la frânarea mişcării.

5.5.2.2. Activitatea de cedare

Activitatea de cedare, numită şi contracţie excentrică este acel tip

de contracţie dinamică în care muşchiul efectuează mişcări prin cedarea

progresivă a stării sale de contracţie; în timpul activităţii de cedare

lungimea muşchiului creşte.

Exemplu: înclinarea înainte a corpului poate fi produsă prin

contracţia de învingere a musculaturii pereţilor abdominali sau prin

contracţia de cedare a muşchilor şanţurilor vertebrale care sunt

antagoniştii primilor. De asemenea flexia coapsei pe bazin poate fi

77

produsă de grupa flexorilor coapsei, iar dacă corpul este culcat pe o

banchetă cu faţa în jos aceeaşi mişcare rezultă din efortul dinamic de

cedare a extensorilor coapsei care luptând în potriva gravitaţiei, cedează

treptat din contracţia lor şi permit astfel mişcări de flexie.

Din datele prezentate rezultă un lucru de cea mai mare

importanţă în biomecanică şi anume: aceeaşi grupă musculară poate în

unele condiţii, să efectueze mişcarea prin scurtare, ca şi mişcarea opusă

ei, dar prin alungire (cedare), astfel grupa flexorilor antebraţului pe braţ

apropie (flectează) cele două segmente prin contracţia de învingere sau le

depărtează (mişcarea de extensie) prin contracţie de cedare. În acest fel

denumirea de muşchi flexori din anatomia funcţională devine improprie

pentru că aceeaşi muşchi pot efectua şi mişcarea opusă, principiul este

valabil pentru toate grupele musculare. In biomecanică se foloseşte pe

lângă denumirea grupei şi aceea a sensului activităţii musculare

dinamice pe care o efectuează. Acest lucru are o importanţă

fundamentală în biomecanică, cunoaşterea tipului de activitate musculară

dinamică aducând un mare aport la îmbunătăţirea metodicii

antrenementului sportiv. Iată un exemplu edificator în acest sens. Este

mişcarea de tracţiune la bară fixă. In prima fază de ridicare a corpului

acţionează un lanţ muscular format de: flexorii degetelor şi ai

antebraţului, retroductorii în articulaţia braţului, coborâtorii scapulei şi

basculatori mediali ai scapulei. Activitatea dinamică dezvoltată de acest

lanţ muscular la ridicarea corpului este de învingere. In faza a doua a

mişcării de coborâre tot acelaşi lanţ muscular asigură mişcarea, însă prin

activitatea de cedare.

Exerciţiile de tracţiune la bară se folosesc în antrenamentele

sportive şi ca normă de control a pregătirii fizice. Creşterea calităţii

motrice se face pe baza solicitărilor de învingere sau de cedare, important

78

este de a cunoaşte care dintre aceste activităţi au o contribuţie mai mare

la creşterea calităţii motrice şi de a aplica aceste două tipuri de activitate

musculară, în metodica antrenamentului sportiv proporţional cu

eficacitatea lor. Exemplu: săritura în lungime (cu sau fără elan) în faza de

impulsie acţionează lanţul muscular al triplei extensii prin contracţia

musculară dinamică de învingere; la aterizare acţionează acelaşi lanţ

muscular, însă prin efortul muscular de cedare.

Rezultă că în pregătirea săritorilor trebuie să ţinem

seama de ambele tipuri de activitate şi a le acordăm importanţa

cuvenită în metodica antrenamentului.

5.6. Principalele lanţuri musculare ale corpului

Lanţurile musculare (cum s-a mai arătat într-un capitol anterior)

sunt o entitate biomecanică care mobilizează lanţurile cinematice

deschise, închise şi parţial închise. Ele sunt formate dintr-o succesiune de

grupe musculare, care se înlănţuiesc în jurul lanţurilor cinematice şi sunt

elementul motor al acestora. Din felul în care se înlănţuiesc diversele

grupe musculare, lanţul muscular poate avea aspect spiral, ondulat,

trecând ventral sau dorsal de articulaţii, oblic sau înfăşurându-se în

diferite sensuri, după specificul mişcării pe care trebuie să o asigure (fig.

44 a şi b).

De aceea, nu se poate vorbi numai de lanţuri musculare,

standard, ci de numeroase lanţuri musculare, corespunzătoare mişcărilor

complexe, pe care le asigură. Activitatea lanţurilor musculare, poate fi

statică şi dinamică.

79

Fig. 44 a. Lanţuri musculare spirale

(vedere laterală) Fig. 44 b. Lanţuri musculare spirale

(vedere ventrrală)

În organismul omului, există foarte multe lanţuri musculare care

asigură poziţiile şi mişcările şi care solidarizează motric, diversele

segmente: capul, trunchiul şi membrele.

Există o serie de lanţuri musculare, care pot fi considerate

standard, iar pe lângă ele mai sunt numeroase, altele pe care le vom

analiza la mişcările complexe (fig. 45, 46).

80

Fig. 45. Lanţuri musculare dorsale ale

trunchiului

Fig.46. Lanţuri musculare ventrale ale trunchiului

5.6.1. Lanţurile musculare ale membrului superior

Cuplurile cinematice ale membrului superior sunt:

- torace–centura scapulară;

- centura scapulară–braţ;

- braţ–antebraţ;

- antebraţ–mână.

Pentru mobilizarea acestor cupluri, fie a lanţurilor cinematice

ale membrului superior există numeroase lanţuri musculare.

81

Dinamica membrului superior este foarte variată, fiind legată în

special de mobilitatea deosebită a centurii scapulare faţă de trunchi,

putând efectua mişcări de ridicare, coborâre, deplasare ventro-laterală,

deplasare dorso–medială, vasculo–medială şi laterală. De aceea, la acest

nivel există numeroase lanţuri musculare, care se reduc spre cot şi

mână. Astfel, la membrul superior, pornind de la centura scapulară, vom

avea şase lanţuri musculare, care se concentrează la cot în numai două,

pentru a deveni la articulaţia radio-carpiană, patru (fig.47

Fig. 47 Lanţuri musculare ale membrului superior

Dacă mai socotim că, la nivelul degetelor, numărul lanţurilor

musculare se măreşte din nou, vom înţelege de ce membrul superior şi

mâna propriu-zisă, poate îndeplini rolul de exponent, al activităţii

psihice prin limbajul gestului.

Datorită posibilităţilor centurii scapulare de a efectua o serie

de mişcări simple, sau complexe, succesive sau simultane, cuplurile şi

lanţurile motrice sunt într-o permanentă condiţionare, putând realiza

mişcări deosebit de complexe ca: prehensiunea, împingerea, aruncarea,

82

lovirea, etc. În plus, membrul superior, poate efectua şi sprijinul parţial

sau total.

Vom descrie lanţurile musculare care asigură aceste mişcări

precum şi sprijinul.

5.6.1.1. Mişcarea de prehensiune

Mişcarea de prehensiune–este specifică omului şi vertebratelor

superioare şi constă din posibilitatea pe care o are mâna de a efectua pe

lângă flexia degetelor şi mişcarea de opoziţie, care opune policele

celorlalte degete. De aceea mâna omului, are posibilitatea de a prinde ca

într-o pensa, diverse obiecte de uz obişnuit, unelte de muncă sau obiecte

sportive (greutate, mingie, rachete de tenis, halteră, etc., (fig 48).

Fig.48. Lanţul muscular al membrului superior care asigură mişcarea de prindere (prehensiune) a unei haltere

Prehensiunea se asigură de numeroşi muşchi şi poate fi gradată, ca

forţă (prinderea de aparate) şi precizie (manevrarea rachetei de tenis, a

83

unor instrumente de precizie, etc). Ea este îndeplinită de muşchii flexori

lungi ai degetelor cu originea pe oasele antebraţului, flexorii scurţi cu

origine pe scheletul mâinii (muşchii lombricali şi interosoşi).

Participarea simultană sau succesivă a acestor muşchi în executarea

mişcării, îi dă fie forţă, fie precizie, fie pe ambele după cum este cazul.

Principalul rol în prehensiune îl are policele şi numeroşii muşchi care

îl mobilizează.

5.6.1.2. Mişcarea de împingere

Mişcarea de împingere se realizează prin acţiunea simultană a

muşchilor care execuă bascula laterală şi deplasarea ventro–laterală a

scapulei, abductorii şi anteductorii braţului, extensorii cotului, flexorii

carpului degetelor (fig 49).

Fig.49. Lanţul muscular al membrului superior care asigură mişcarea de

împingere a unei haltere

84

În activitatea sportivă, această mişcare este principala forţă

motrică din, aruncări, box, ridicarea halterei, precum şi în unele tehnici

din jocurile sportive.

Ea se poate folosi şi în unele exerciţii din antrenamentul sportiv

cum ar fi lucrul la helcometru, prin împingere, de la sol sau de la

aparate.

Deşi mişcarea este propie membrului superior, ea antrenează şi

alte lanţuri musculare ale corpului sau membrului inferior, care face priza

pe sol.

5.6.1.3. Mişcarea de prindere în braţe

Mişcarea de prindere în braţe specifică tehnicilor din lupte libere,

judo, etc este o mişcare globală a membrelor superioare, care se apropie

între ele şi prind corpul adversarului.

Ea este îndeplinită de un lanţ muscular care porneşte de la nivelul

adductorilor braţului, centura scapulară fiind în prealabil fixată (blocată)

şi se continuă cu flexorii cotului, carpului şi degetelor.

5.6.1.4. Mişcarea de aruncare şi lovire

Mişcarea de aruncare şi lovire întâlnită în aruncări (suliţă,

greutate, disc), jocuri, volei, baschet, tenis, are particularităţi specifice şi

antrenează numeroase grupe musculare.

Principalul lanţ muscular care o asigură este format din muşchii

care execută bascula laterală şi deplasarea ventro-laterală a scapulei,

anteductorii braţului (în aruncarea greutăţii) retroductorii braţului (în

lovitura de atac la volei), extensorii cotului, flexorii carpului şi ai

85

degetelor la începutul mişcării şi extensorii carpului şi ai degetelor la

sfârşitul mişcării.

Mişcarea de aruncare şi lovire antrenează şi lanţurile musculare

ale trunchiului şi ale membrelor inferioare, care intervin în mod diferit

dacă este vorba de aruncarea discului, ciocanului, sau suliţei; (aceste

aspecte vor fi studiate detaliat la capitolul aruncări).

5.6.1.5. Mişcarea de tragere

Mişcarea de tragere din tracţiunile în braţe la bară, tragerea

(smulgerea) halterei până la nivelul umerilor, tragerea la canotaj, caiac-

canoe, înot, etc) este des folosită în activitatea sportivă.

Ea este îndeplinită, de un lanţ muscular, format din coborâtorii

scapulei, basculatorii mediali retroductorii (şi în mai mică măsură

adductorii) braţului, flexorii cotului, ai carpului şi ai degetelor.

Această mişcare este foarte des întâlnită în practica educaţiei

fizice şi a sportului, la căţărare (prajină, funie), la săritura cu prăjina (faza

pendulului lung şi scurt) precum şi în numeroase situaţii din gimnastica

sportivă şi acrobatică.

Ea este folosită şi ca normă de control a pregătirii fizice, mai

ales sub formă de tracţiuni la bară fixă.

5.6.1.6. Sprijin realizat prin membrele superioare

Membrele superioare îndeplinesc deseori şi funcţii statice de

sprijin, mai ales în activitatea sportivă. Sprijinul asigurat de către

membrele superioare este de două feluri :

- sprijin superior cum este în toate poziţiile atârnat;

86

- sprijin inferior cum este în toate poziţiile în care membrele

superioare se sprijină pe sol: poziţia stând pe mâini, podul, poziţiile în

sprijin culcat anterior sau posterior. Există şi poziţii de sprijin combinate

în care sarcinile de sprijin pe sol sau la aparate sunt îndeplinite în acelaşi

timp de către membrele superioare şi cele inferioare.

5.6.2. Lanţurile musculare ale membrului inferior

Cuplurile cinematice ale membrului inferior sunt:

- bazin–coapsă;

- coapsă–gambă;

- gambă–picior.

După cum se vede membrul inferior are mai puţine cupluri

cinematice decât cel superior, datorită faptului că centura sa de legatură

cu scheletul axial este fix (bazinul sau centura pelvină). In plus, din

punct de vedere funcţional, membrul inferior indeplineşte numeroase

funcţii statice de sprijin, pe langă cele dinamice.

Pentru mobilizarea acestor cupluri cinematice, precum şi a

lanţului cinematic al membrului inferior în întregime, există un număr de

grupe şi lanţuri musculare, mai restrâns ca la membrul superior.

Există o mare masă musculară, care dezvoltă în primul rând forţa,

dar mai puţin precizie, decât membrul superior.

Pe langă acestea, la membrul inferior s-a dezvoltat puternic un

aparat ligamentar bogat, care înlocuieşte în parte efortul muscular

necesar în asigurarea staticii corpului omenesc (tractul, iliotibial,

ligamente, fascii, tendoane, etc).

87

Centura pelviană (bazinul) nu efectuează mişcări libere cu

membrul inferior, ci numai mişcări conjugate cu ale coloanei vertebrale

de care este fixată.

Lanţurile musculare ale trunchiului mobilizează şi bazinul în

flexie pe coloana vertebrală, în extensie în mişcările laterale sau de

rotaţie (de răsucire).

Lanţul cinematic al membrului inferior este adaptat în primul

rând, staţiunii bipede şi locomoţiei care a determinat la om modificări

profunde ale scheletului, articulaţiilor şi musculaturii.

Vom descrie principalele lanţuri ale membrului inferior, care

asigură funcţiile sale statice sau de locomoţie.

5.6.2.1. Funcţia statică

Staţiunea (sprijinul pe sol sau la aparate) este asigurată în

principal de câte două lanţuri musculare antagoniste la care participă câte

trei grupe de muşchi, motiv pentru care ele au fost numite lanţul triplei

flexii şi a triplei extensii (fig.50; 51).

88

Fig. 50. Lanţul muscular al triplei flexii şi triplei extensii

ale membrelor inferioare ( vedere anterioară)

1. Grupa muşchilor

fesieri 2. Grupa muşchilor

extensori ai gambei 3. Grupa muşchilor

flexori plantari ai piciorului

4. Grupa muşchilor flexori ai gambei

5. Grupa muşchilor flexori dorsali ai

piciorului

Fig.51. Lanţurile musculare ale membrelor inferioare (vedere posterioară)

89

Lanţul muscular al triplei extensii–este mai dezvoltat şi curinde:

extensorii coapsei pe bazin, extensorii genunchilui şi flexorii plantari

(asigură ridicarea pe vârful picioarelor).

Lanţul muscular al triplei flexii cuprinde: flexorii coapsei pe

bazin, flexorii genunchiului şi flexorii dorsali ai labei piciorului (asigură

ridicarea pe călcâie).

Pentru asigurarea unei prize mai bune pe sol, la aceste lanţuri

musculare se adaugă şi grupa adductorilor coapsei.

Dat fiind ca în poziţia stând primează condiţiile de echilibru, mai

ales când sprijinul se face pe un singur picior, la aceste două lanţuri

musculare principale se adaugă şi două lanţuri musculare situate pe

părţile laterale şi mediale a membrului inferior şi anume :

Lanţul muscular format de adductorii coapsei şi supinatorii labei

piciorului, situat pe partea medială a lanţului muscular format din

abductorii coapsei şi pronatorii labei piciorului situat lateral.

Lanţurile musculare ale membrelelor inferioare, îndeplinesc pe

lângă funcţii statice, precum şi diferite mişcări, dintre care cele mai

caracteristice sunt:

-impulsia;

-amortizarea ;

-lovirea.

5.6.2.2. Funcţia dinamică

Mişcarea de impulsie este o mişcare de bază în mers, alergare,

sărituri, aruncări, etc. Lanţul muscular care asigură impulsia de la sol sau

de la aparate este tripla extensie. Datorită faptului ca impulsia este o

mişcare foarte obişnuită la om, având şi un rol important în statica

90

corpului, lanţul triplei extensii s-a dezvoltat foarte mult, comparativ cu

lanţul triplei flexii.La membrele superioare s-au dezvoltat mai mult

grupele şi lanţurile musculare ale flexorilor.

Mişcarea de amortizare este de asemenea o fază obişnuită în

mers, alergare, sărituri, etc.Ea este îndeplinită tot de lanţul triplei

extensii, însă prin activitatea «de cedare».

Amortizarea are o serie de particularităţi în alergarea de viteza şi

de fond, care se vor descrie la capitolele respective. Membrele inferioare

se comportă la aterizare, ca nişte resorturi elastice; datorită contracţiei

lanţului triplei extensii; în cazul aterizării greşite, rolul de resort elastic,

este micşorat sau suprimat, astfel ca pot surveni accidente foarte grave.

Mişcarea de lovire cu membrele inferioare este foarte variată şi

complexă executându-se în direcţii variate (şutul la fotbal). La această

mişcare, participă un alt lanţ muscular decât cel standard de la membrele

inferioare şi anume: flexorii coapsei pe bazin, extensorii genunchiului şi

flexorii dorsali ai labei piciorului. Pentru direcţionarea corectă a loviturii

mingiei, intervin şi grupele musculare care execută pronaţia şi supinaţia

labei piciorului, completând lanţul muscular descris mai sus. Activitatea

musculară are un caracter balistic, caracterizandu-se printr-o contracţie

puternică iniţială, după care mişcarea continuă din inerţie.

Concluzie:

În capitolul «Biomecanica generală» am studiat modul de aplicare a

legilor mecanicii, la specificul organismului uman şi influenţa lor asupra

aparatului locomotor (oase, articulaţii, muşchi). Sarcina biomecanicii este

însă de a elabora o parte din metodele ştiinţifice, necesare însuşirii şi

îmbunătăţirii tehnicii sportive. Totodată, biomecanica trebuie să

descopere greşelile, care apar în cursul efectuării exerciţiilor fizice şi să

indice măsurile ce trebuie luate pentru însuşirea unei tehnici

91

corespunzatoare; ea poate formula indicaţii metodice preţioase în

procesul antrenamentrului fizic. De aceea vom încheia capitolul de

biomecanică generală prin a prezenta pricipiile generale de anatomie

funcţională şi biomecanică sintetizate de

C. Baciu care vor veni în sprijinul celor interesaţi să studieze

diversele poziţii şi mişcări complexe ale organismului uman.

92

CAPITOLUL VI. PRINCIPII GENERALE DE

ANATOMIE FUNCŢIONALĂ ŞI BIOMECANICĂ

Principiul nr.1: orice mişcare începe prin stabilizarea în poziţie

favorabilă sau mobilizarea centrului general de greutate al corpului.

De exemplu în alergare, prin plecarea din startul de jos,

presupune atât pregătirea alergătorului pentru plecare, cât şi plecarea

propriu zisă, denumită lansare din start.

Lansarea din start reprezintă un efort exploziv care pretinde o

acţiune simultană a grupelor şi lanţurilor musculare respective.

Impulsul iniţial pe care-l primeşte C.G.G al corpului este dat de

contracţia bruscă, a lanţului triplei extensii şi de avântarea energică a

braţelor şi piciorului oscilant.

Manifestarea optimă a forţei declanşate de alergător la start, este

influenţată în mod direct de poziţia, pe care o va adopta la comanda

«gata» .

Poziţia pe care o ia alergătorul la comanda «gata» este

determinată de următoarele elemente principale: locul de fixare a

punctelor de sprijin, poziţia trunchilui şi înalţimea la care este fixat

bazinul.

Aceste elemente hotărăsc în bună măsură unghiurile de flexie în

articulaţiile membrelor inferioare, care joacă un rol esenţial în

impulsia iniţială.

Principiul nr.2: acţiunea mobilizatoare a segmentelor, se

realizează de la centru (C.G.G) spre periferie.

De exemplu în poziţia stând cu unul din membrele inferioare

ridicate anterior.

93

Lanţurile musculare intră în acţiune astfel: muşchii bazinului şi

trunchiului pentru a contracara căderea corpului înainte, odată cu

ascensiunea C.G.G prin contracţia ischiogambierilor care înclină

bazinul posterior şi a muşchilor şanţurilor vertebrale care menţin

trunchiul la verticală; apoi intervin muşchii pereţilor abdominali,

flexorii coapsei pe bazin şi extensorii printr-o activitate de menţinere,

muşchii extensori ai genunchiului şi flexorii plantari.

Principiul nr. 3. Membrele superioare şi inferioare acţionează ca

lanţuri cinematice închise sau deschise. De exemplu, poziţia atârnat

înseamnă lanţuri cinematice închise al membrelor superiore.

La aruncarea discului, lanţul cinematic al membrului superior

acţionează ca un lanţ deschis.

Principiul nr. 4. Când membrele superioare sau inferioare

acţionează că lanţuri cinematice deschise, muşchii care intră în

acţiune îşi i-au puncte fixe de inserţie pe capetele lor centrale

(proximale) şi acţionează asupra segmentelor prin capetele lor

periferice (distale).

De exemplu: în lovitura de atac la volei, muşchii centurii

scapulare iau punct fix pe coloană şi trag centura înainte şi în sus;

anteductorii iau punct fix pe centura scapulară şi duc braţele înainte,

extensorii antebraţului iau punct fix pe braţ şi menţin antebraţul în

extensie; muşchii extensori ai mâinii şi degetelor iau punct fix pe

antebraţ şi menţin extensia acestor segmente.

Pricipiul nr. 5. Când un membru superior sau inferior acţionează

ca un lanţ cinematic închis, muşchii care intră în acţiune îşi i-au punct

fix pe capetele lor periferice (distale) şi acţionează asupra

segmentelor prin capetele lor centrale (proximale).

94

De exemplu: în poziţia stând cu genunchii flexaţi muşchii

extensori ai piciorului pe gamba îşi i-au punct fix pe picior, pentru a

impiedica gamba să cadă peste picior; extensorii gambei pe coapsă îşi

iau punct fix pe gambă, pentru a nu lăsa coapsa să cadă pe gambă;

extensorii coapsei pe bazin (ischio gambierii în principal) îşi iau

punct fix pe gambă pentru a împiedica căderea bazinului pe coapsă.

Principiul nr. 6. Când membrele acţionează ca lanţuri cinematice

deschise, grupele musculare agoniste (care execută mişcarea) se

contractă izotonic (prin scurtare) şi mişcarea rezultă prin apropierea

capetelor musculare de inserţie.

În aceste mişcări cu lanţuri deschise grupele musculare agoniste

i-au punct fix pe capetele proximale (centrate) şi se contractă izotonic

prin apropierea capetelor de inserţie (exp. aruncări, lansări,

loviri.etc).

Principiul nr. 7. Când membrele acţionează ca lanţuri cinematice

închise grupele musculare agoniste se contractă izotonic sau izometric

succesiv sau sub ambele forme.De exemplu din poziţia atârnat se

execută flexia braţelor.

Grupele musculare agoniste, flexorii braţului pe antebraţ şi

adductorii braţului i-au punct fix pe capetele lor periferice şi se

contractă izotonic, apropindu-şi capetele de inserţie.

Când din această poziţie de atârnat cu braţele flexate se trece

la extensia braţelor, avem o contracţie izometrică.

In această situaţie grupele musculare agoniste, extensorii

braţelor pe antebraţ şi abductorii braţelor i-au un punct fix pe capetele

lor periferice şi se contractă izometric depărtându-şi capetele de

inserţie.

95

Alergarea de viteză poate fi un exemplu de contracţie,

succesivă, în atacul solului, tricepsul sural se contractă izometric, iar

în faza următoare de extensie a piciorului (flexia plantară), tricepsul

sural se va contracta izotonic, apropiindu-şi capetele de inserţie

pentru a realiza propulsia corpului înainte prin flexia plantară.

Principiul nr.8: executarea unei mişcari este posibilă datorită

intervenţiei concomitente şi contrarii a muşchilor agonişti şi

antagonişti. Când agoniştii se contractă izotonic şi invers. Viteza de

execuţie a mişcărilor este dependentă de raportul invers proporţional

dintre intensitatea de acţiune a agoniştilor şi antagoniştilor.

De exemplu, în flexia antebraţului pe braţ agoniştii muşchilor

flexori (bicepsul brahial şi brahialul anterior) se contractă izotonic. In

acelaşi timp extensorii antebraţului pe braţ (tricepsul brahial,

anconeul, se contractă izometric).

Cu cât viteza de execuţie a flexiei antebraţului pe braţ este mai

mare, acţiunea agoniştilor este mai mare decât a antagoniştilor pe

parcursul mişcării.

Principiul nr. 9. La sfârşitul mişcării, muşchii antagonişti se

transformă în muşchi neutralizatori. Cu cât viteza de excuţie este mai

mare, cu atât intervenţia antagoniştilor la sfarşitul mişcării este mai

intensă.

Principiul nr. 10. Menţinerea poziţiei se realizează prin

echilibrarea intensităţii de acţiune a agoniştilor şi antagoniştilor şi

intrarea tuturor lanţurilor musculare în condiţii de travaliu static. De

exemplu poziţia antebraţului pe braţ la 90 grade presupune o

echilibrare a intensităţii de acţiune a flexurilor şi extensorilor

antebraţului pe braţ.

96

Principiile 8, 9, 10. Se referă la interelaţiile dintre muşchii

antagonişti şi agonişti în mişcare.

Principiul nr.11. Folosirea acţiunilor forţelor externe (în special a

forţei gravitaţionale) inversează rolul grupelor musculare.De

exemplu: genuflexiunile în faza de coborâre. Suntem tentaţi să

spunem că se realizează, de către lanţul triplei flexii a membrelor

inferioare, prin contribuţie concomitentă a flexorilor gambei pe

plantă, a flexorilor coapsei pe gambă, a flexorilor coapsei pe bazin şi

flexorilor bazinului pe coapsă. În realitate mişcarea este realizată prin

lanţul triplei extensii care depune un efort izometric şi nu lasă

segmentele membrelor inferioare, să se prăbuşească, sub influenţa

forţelor gravitaţionale.

Deşi este vorba de o mişcare de triplă flexie, agoniştii sunt

reprezentaţi de grupele musculare ale lanţului triplei extensii, iar

flexorii devin antagonişti.

Principiul nr.12. Acţiunea forţelor gravitaţionale asupra corpului,

în unele situaţii inversează rolul grupelor musculare numai după ce

acestea au început mişcarea. Aşa se întâmplă în flexia trunchiului din

poziţia stând, când muşchii flexori au iniţiat mişcarea prin contracţie

izotonică; ea este continuată şi controlată de extensori, care se

contractă izometric şi îl impiedică să se prăbuşească înainte sub

influenţa forţei gravitaţionale.

Principiul nr. 13. În cadrul acţiunilor lanţurilor cinematice

închise, pârghiile osteo-articulare, acţionează în general ca pârghii de

sprijin, deci ca pârghii de gradul I.

Principiul nr. 14. În cadrul acţiunilor lanţurilor cinematice

deschise, pârghiile osteo-articulare acţionează în general, ca pârghii

de viteză, deci ca pârghii de gradul III.

97

Principiul nr.15. Perfecţionarea se atinge prin realizarea

mişcărilor cu maximum de eficacitate, folosindu-se la minimum

forţelor interne şi la maximum forţelor externe. Astfel interpretată,

perfecţionarea exerciţiilor fizice apare ca o formă superioară, de

adaptare a organismului omenesc la mediu. Cu un bagaj de cunoştinţe

de anatomie funcţională şi biomecanică generală, orice profesor,

antrenor, modelator al corpului omenesc care va ţine cont de aceste

principii generale (enunţate mai sus) va putea face o anliză

biomecanică a mişcărilor complexe din diferite ramuri sportive în

scopul perfecţionării acestora. In capitolele ce vor urma de

biomecanică specială vom căuta să aprofundam noţiunile prezentate

în capitolele anterioare, scopul fiind acela de a oferi o bază ştiinţifică

de analiză biomecanică a poziţiilor şi mişcărilor din activitatea de

educaţie fizică.

98

PARTEA A- II- A. BIOMECANICA

SPECIALĂ

În acest capitol al biomecanicii speciale vom studia statica şi

dinamica în diferitele domenii ale activităţii motrice pe care le-am

sintetizat în:

Analiza biomecanică a principalelor poziţii ale corpului

omenesc;

Analiza biomecanică a mişcărilor locomotorii ciclice şi

aciclice.

99

CAPITOLUL VII. ANALIZA

BIOMECANICĂ A POZIŢIILOR

În practica educaţiei fizice şi a sportului, există numeroase situaţii

în care corpul în întregime sau numai segmentele sale sunt fixate în

anumite poziţii pe care trebuie să le păstreze un timp oarecare.

Poziţiile sunt puncte de plecare ale unor mişcări globale sau

parţiale.

Ele sunt foarte numeroase, însă din pnct de vedere biomecanic se

împart în patru mari categorii :

1) Poziţii cu sprijin superior (atârnat şi derivatele sale);

2) Poziţii cu sprijin inferior (stând şi derivatele sale);

3) Poziţii cu sprijin pe membrele superioare şi inferioare;

4) Poziţii cu sprijin pe tot corpul (culcat şi derivatele sale).

În analiza biomecanică a oricărei poziţii este necesar să se

ţină seama de urmatoarele elemente:

- definirea poziţiei;

- tipul de echilibru (stabil, instabil) şi baza de susţinere,

C.G.G, unghiul de stabilitate;

- pârghiile principale care acţionează în poziţia respectivă;

- unghiurile principale care se realizează între cuplurile şi

lanţurile cinematice specifice poziţiei pe care o analizăm;

- grupele şi lanţurile musculare care asigură prin activitatea

statică poziţia;

- tipurile de activitate musculară statică (fixare, consolidare,

mentinere) depusă de aceste grupe şi lanţuri musculare;

100

- aplicaţii practice; la ce foloseşte poziţia pe care o analizăm.

Sarcina principală a unei analize biomecanice corecte, este de a

descoperi care sunt cuplurile cinematice unde apar momente de rotaţie şi

care sunt grupele (sau lanţurile) musculare, care asigură prin activitatea

statică de menţinere a acestor poziţii, opunându-se forţelor care ţind să

producă rotaţia unor pârghii osoase. Ţinând seama de aceste date vom

prezenta în continuare analiza biomecanică, a unor poziţii de bază şi

câteva variante ale acestora.

7.1. Analiza biomecanică a poziţiilor cu sprijin superior

Poziţiile cu sprijin superior sunt toate poziţiile corpului în care

C.G.G se găseşte sub punctul de sprijin. Spre exemplu poziţiile atârnat la

bară fixă sau la inele şi derivatele acestei poziţii (atârnat prin tracţiunela

în braţe la bară) (fig. 52, 53)

Fig.52. Poziţia atârnat la bară fixă

101

Fig.53. Lanţurile musculare care asigură

a-poziţia atârnat (vedere ventrală); b-poziţia atârnat (vedere dorsală);

c-tracţiunea la bară;

7.1.1. Poziţia atârnat

Poziţia atârnat (simplu) este principala poziţie cu sprijin superior.

Corpul este atârnat prin membrele superioare la aparate fixe (bară) sau

mobilă (inele) şi poate fi comparat cu un pendul care oscilează sub

acţiunea forţelor externe. Corpul poate să fie atârnat pasiv sau activ, în

funcţie de gradul de dezvoltare a musculaturii persoanei care o execută.

Mâinile prind obiectul, iar membrele superioare, trunchiul şi

membrele inferioare sunt extinse.

C.G.G. se află între D12-LI în mijlocul trunchiului situaţie în

care echilibrul corpului este stabil, iar baza de susţinere este reprezentată

de suprafeţele palmare ale mâinilor.

102

Atunci când corpul atârnă pasiv, capul este coborât între umerii

care sunt ridicaţi; scapulele se departează mult de coloana vertebrală şi

sunt în bascula laterală iar curburile coloanei vertebrale sunt şterse.

Aceasta este poziţia începătorilor cu musculatura membrului superior

slab dezvoltată.

7.1.2. Poziţia atârnată activ

Poziţia atârnată activ se caracterizează printr-un efort static

puternic al musculaturii centurii scapulare, în care claviculele sunt

aproape orizontale, scapula în basculă medială; capul nu este coborât

între umeri şi curbura lombară este accentuată.

Poziţia este asigurată în principal de muşchii prehensori,

musculatura centurii scapulare a membrului superior şi poate fi realizată

numai de sportivi. Lanţurile musculare ale corpului considerate global

depun o activitate statică de consolidare, opunându-se distensiei

articulaţiilor. Muşchii flexorii ai degetelor (care execută prehensiunea)

precum şi muşchii basculei mediale depun o activitate statică de

menţinere pe fondul general de consolidare.

Intreaga musculatură îşi inversează punctele de sprijin. Astfel

capatul fix al muşchilor ce asigură prehensiunea va fi cel distal iar

capătul proximal al acestor muşchi vor trage în sus segmentele corpului

(astfel dinţatul mare, fasciculele inferioare ale trapezului bazinului şi în

special dorsalul mare trag trunchiul în sus, iar brachialul anterior şi

bicepsul brahial trag de braţ. Ceilalţi muşchi deltoidul, coraco-brahialul,

supraspinosul, subspinosul, subscapularul, rotundul mare, rotundul mic,

pectoralul mare trag de centura scapulară. Forţa acestor muşchi va fi cu

103

atât mai mare cu cât distanţa dintre punctele de sprijin va fi mai mică,

mai precis cu cât membrele superioare sunt mai apropiate între ele.

Acest lucru se explică prin faptul că forţa musculară se

descompune în două componente, una varticală şi alta orizontală, iar

rezultanta lor are o valoare mai mare (când membrele superioare sunt mai

apropiate între ele) ceea ce înseamnă că forţa musculaturii se

întrebuinţează aproape în întregime pentru ridicare şi nu se pierde decât o

mică parte care corespunde componentei orizontale.

Subliniem încă o dată că poziţia corectă în atârnat care se

realizează prin efortul musculaturii, descrise mai sus este numai atunci

când claviculele sunt orizontalizate şi marginile interne ale omoplaţilor se

apropie de coloana vertebrală.

Pentru asigurarea poziţiei atârnat lanţurile musculare ale corpului

depun o activitate statică care este mai intensă în apropierea sprijinului şi

descreşte spre extremitatea opusă a corpului.

Din poziţia atârnat se pot executa mişcări de tracţiune la bară fixă

pentru antrenarea musculaturii membrului superior.

7.1.3. Poziţia atârnat echer

Poziţia atârnat echer (fig.54) constă într-o flexie în unghi drept a

coapselor pe bazin. În poziţia atârnat la bară fixă, fondul general al

activităţii musculare statice este de consolidare. Pe acest fond pentru

asigurarea echerului, o serie de grupe musculare depun activitate statică

de menţinere întrucât ele se opun momentelor de rotaţie care tind să

basculeze bazinul înapoi şi să producă extensia coapsei. Aceste grupe

musculare sunt:

104

Fig.54. Poziţia atârnat echer şi lanţurile musculare care asigură efortul static

- pentru a împiedica extensia coapselor şi revenirea la poziţia

atârnat simplu (fără echer) unde acţionează grupa flexorilor coapsei pe

bazin; iar pentru a asigura extensia genunchilor şi flexia plantară

acţionează extensorii gambei şi flexorii plantari.

Întregind noţiunile de mai sus se poate spune că din grupele

musculare arătate mai sus, se constituie un lanţ muscular format din:

muşchii pereţilor abdominali, flexorii coapsei pe bazin, extensorii gambei

şi flexorii plantari care în poziţia de atârnat echer depun o activitate

statică de menţinere.

Rostul descoperirii şi precizării grupelor şi lanţurilor musculare

care în cadrul poziţiei de atârnat echer depun o activitate musculară

statică de «menţinere» este de a putea să le creştem calităţile motrice

prin metode adecvate.

105

În acest scop se vor folosi exerciţii şi aparate unde aplicând efort

static sau dinamic, putem obţine creşterea acestor calităţi ale lanţurilor

musculare care lucrează prin efort de menţinere.

Este cunoscut faptul că în orice ramură sau probă sportivă pe

lângă activitatea globală, multilaterală a musculaturii corpului există

anumite grupe şi lanţuri musculare, care depun un efort hotărâtor,

specific, cum ar fi spre exemplu în aruncarea greutăţii, suliţei, ciocanului,

lovitura de atac la volei, şutul la fotbal, lovitura de la 7m la handbal şi

altele.

Cunoscând aprofundat activitatea musculară în diferite poziţii

precum şi lanţurile musculare care depun efort de menţinere se pot folosi

aceste poziţii, pentru ca printr-o metodă corespunzatoare de antrenament

să putem creşte cu precădere calităţile motrice de bază: forţa, rezistenţa,

viteza, tocmai la grupele şi lanţurile musculare cele mai eficiente în

proba sportivă respectivă.

Un exemplu ne poate arăta concret importanţa cunoaşterii

grupelor şi lanţurilor musculare care în anumite poziţii depun activitate

statică de menţinere, întrucât aceste poziţii pot fi folosite în

antrenamentul sportiv pentru creşterea calităţii motrice de forţă şi

rezistanţă. Astfel poziţia atârnat la bară cu coatele în flexie este

asigurată prin efortul static de menţinere, de un lanţ muscular format din

flexorii degetelor şi ai carpului, flexorii cotului, retroductorii şi adductorii

în articulaţia scapulo-humerală, coborâtorii şi muşchii care basculează

medial scapula. Acest lanţ muscular este acela care asigură efortul

specific în mişcarea de «tracţiune» din canotajul academic sau mişcarea

de progresiune la înot.

Cunoscând acestea în metodica antrenamentului pentru canotaj şi

înot pe lângă alte metode se poate folosi şi poziţia atârnat la bară cu

106

coatele flectate care prin efort static poate contribui eficient la creşterea

calităţilor motrice de forţă şi rezistenţă, tocmai la grupele şi lanţurile

musculare care ne interesează.

Mai subliniem înca o dată căci în analiza biomecanică a oricarei

alte poziţii este esenţială cunoaşterea poziţiei C.G.G. a corpului şi a

segmentelor sale. În funcţie de sediul acestora se determină tipul de

echilibru şi legat de acesta se precizează şi tipul de activitate musculară

statică.

Esenţial este că pe fondul general de activitate statică de

«consolidare» depusă în poziţia cu sprijin superior, să descoperim

grupele şi lanţurile musculare care depun efort static de «mentinere».

Acest tip de activitate statică se găseşte la un număr mai mare sau mai

mic de grupe musculare după cum este şi poziţia.

Astfel, în poziţia atârnat la bară fixă, activitate statică de

menţinere depune numai grupele musculare ale flexorilor degetelor şi

muşchii care coboară şi basculează medial scapula.

În alte poziţii cu sprijin superior, cum ar fi « atârnat planşa înainte

sau înapoi la paralele sau inele», numărul grupelor musculare care depun

efort static de menţinere este mult mai mare, chiar le depăşeşte pe acelea

care depun efort static de consolidare. In aceste poziţii corpul este întins

orizontal, trunchiul este în extensie, iar membrele superioare fixate pe

inele, fac un unghi de 45–50 grade în raport cu axa corpului.

Corpul are tendinţa să devină vertical din cauza momentelor

forţelor care i-au naştere şi pe care trebuie să le anihileze musculatura

corpului prin efortul static de menţinere.

În poziţia planşe înainte la inele, activitatea statică de menţinere

este îndeplinită de un lanţ muscular care este format din flexorii plantari,

extensorii genunchilor, flexorii coapsei pe bazin, muşchii pereţilor

107

abdominali ai şanţurilor vertebrale, retroductorii în articulaţia scapulo–

humerală, muşchii basculei mediale şi deplasatorii dorso– mediali ai

centurii scapulare şi flexorii degetelor şi carpului.

Din aceste exemple rezultă că numărul grupelor musculare care

depun efort static de menţinere în condiţiile unor poziţii atârnat variază

de la poziţie la poziţie şi este în funcţie de numărul şi importanţa

momentelor de rotaţie care apar şi împotriva cărora musculatura corpului

trebuie să intervină ca să le anuleze.

7.1.4. Poziţiile cu sprijinul la aparate

Poziţiile cu sprijinul la aparate (paralele, inele, bară fixă, fig. 52-

54) sunt poziţii de tip mixt deoarece prezintă elemente de sprijin şi

atârnat. În aceste poziţii corpul este sprijinit prin membrele superioare de

un punct de sprijin oarecare; membrele superioare sunt în adducţie şi

extensie pe lângă trunchi.

Între segmentele corpului sunt relaţii de echilibru diferite. Astfel

dacă ne referim la sprijinul la nivelul mâinilor care apucă barele

(paralele) corpul se află în echilibru instabil (C.G.G. fiind deasupra

suprafeţelor de sprijin aproximativ între L1-L2).

Corpul în această poziţie are şi un al doilea sprijin, la nivelul

articulaţiilor scapulo–humerale, faţă de care se află în echilibru stabil

(C.G.G fiind dedesubtul articulaţiilor scapulo–humerale).

Efortul muscular static care se depune pentru asigurarea acestor

poziţii este mai intens ca în toate poziţiile atârnat la nivelul centurii

scapulare şi a membrelor superioare. Un rol esenţial revine muşchilor

abductori ai braţului, dorsalul mare, pectoralul mare, dinţatul mare,

subscapularul, rotundul mare şi rotundul mic, care menţin poziţia.

108

7.1.5. Poziţia sprijin lateral la inele

Poziţia sprijin lateral la inele la inele (cruce) este una dintre cele

mai dificile, întrucât cere din partea membrelor superioare şi a centurii

scapulare un efort static considerabil de menţinere a greutăţii întregului

corp în condiţiile «unui sprijin mobil » (inele) (fig. 55).

Fig.55. Sprijin lateral la inele

Membrele superioare sunt în abducţie la 90 grade şi trebuie să

asigure poziţia, învingând greutatea corpului care tinde să coboare.

Momentele forţelor de rotaţie acţionează cu putere maximă la

nivelul articulaţiilor scapulo–humerale şi solicită foarte puternic grupa

muşchilor adductori ai braţului, coborâtorii şi muşchii care basculează

109

medial scapula. Aceştea toţi depun un efort puternic static de menţinere

de aceea ei trebuie să aibă o forţă mare.

Cunoaşterea acestor grupe musculare ne dă posibilitatea să

intervenim în procesul de pregătire al gimnaştilor printr-un antrenament

special de creştere a forţei.

În concluzie, poziţiile cu sprijin superior contribuie la dezvoltarea

calităţilor motrice (în principal forţa) al musculaturii centurii scapulare, a

membrelor superioare şi a muşchilor pereţilor abdominali, influenţează

pozitiv ţinuta individului şi contribuie la corectarea curburilor anormale

ale coloanei vertebrale.

7.2. Poziţii cu sprijin inferior

Poziţiile cu sprijin inferior, sunt toate poziţiile în care C.G.G se

găseşte deasupra sprijinului, exemplul clasic, este poziţia stând vertical.

Pe lângă aceasta, există numeroase poziţii derivate, C.G.G fiind deasupra

sprijinului, echilibrul corpului este instabil, iar tipul predominant de

activitate musculară statică este de fixare (echilibrare). Pentru aceasta

colaborează toate lanţurile musculare antagoniste, astfel la membrul

inferior de sprijin, echilibrarea este asigurată prin participarea simultană

a patru lanţuri musculare: tripla extensie, tripla flexie şi doua lanţuri

laterale: pronatorii labei piciorului cu abductorii coapsei şi supinatorii

labei piciorului cu aductorii coapsei pe bazin.

Pe acest fond general de activitate statică de echilibrare, se

adaugă pentru unele grupe sau lanţuri musculare şi o activitate statică de

menţinere (în cazul când apar momente de rotaţie pe care trebuie să le

anuleze).

110

7.2.1. Poziţia stând

Poziţia stând (fig. 56) este poziţia iniţială din exerciţiile fizice, în

care corpul omului se află în poziţie, verticală cu plantele sprijinite de

sol.

Fig.56 (a, b.) Poziţia stând normal şi lanţurile musculare care o asigură

a-vedere laterală şi b-vedere ventrală

După gradul de înclinare a corpului faţă de verticală se descriu

trei variante ale poziţiei stând:

- normală;

- forţată;

- comodă.

7.2.2. Poziţia stând normală

În poziţia stând normală, verticala C.G.G, cade în mijlocul bazei

de susţinere puţin ventral faţă de linia care uneşte articulaţiile

111

talocrurale. Centrele de greutate ale diferitelor segmente ale corpului se

găsesc în general pe acelaşi plan frontal care coincide cu axa verticală a

corpului.

Segmentele corpului nu sunt situate unele faţă de celelalte, exact

pe aceeaşi linie verticală, ci formează între ele unghiuri cu diferite

deschideri ceea ce necesită un efort muscular pentru menţinerea lor.

Astfel axa generală a corpului este verticală, a gâtului îndreptată dorsal, a

regiunii toraco-lombare îndreptată ventral, apoi din nou dorsal (în

regiunea lombară inferioară).

Greutatea creşte pe măsură ce coborâm de la cap spre extremităţi

repartizându-se în mod egal pe cele două membre inferioare care au o

poziţie verticală, făcând cu planta un unghi de 90 (grade).

Unghiul de înclinare a bazinului este de 60–65 (grade), vârfurile

picioarelor sunt îndepartate formând un unghi de 65–70 (grade).

Membrele superioare atârnă liber în jos, iar umerii sunt uşor traşi înapoi

(uşoară deplasare dorso–medială a scapulei).

În poziţia stând normală, verticala C.G.G. trece prin corpul

vertebrelor C5–C6 ale T9–T10 şi dorsal faţă de vertebrele mijlocii

lombare. Ea întretaie la mijloc linia ce uneşte la mijloc articulaţiile coxo-

femurale, trece ventral faţă de articulaţia, genunchiului şi prin capul

astragalului.

CGG al capului este situat ventral faţă de verticala C.G.G. al

corpului ca şi faţă de articulaţia atlantooccipitală. Pentru menţinerea

capului în poziţie orizontală este necesar un efort al musculaturii cefei

mai mic ca valoare decât greutatea capului ce necesită a fi echilibrată;

aceasta se explica prin faptul că la pârghia de gradul I ce se realizează la

acest nivel, braţul forţei este mai mare decât braţul rezistenţei, distanţa de

112

la originea muşchilor cefei şi articulaţia atlantooccipitală este mai mare

decât distanţa dintre această articulaţie şi centrul de greutate al capului.

În regiunea cervicală braţul forţei fiind ceva mai mic decât braţul

rezistenţei, forţa necesară contracţiei statice a muşchilor extensori este

mai mare decât la cap.

În regiunea toracală braţul forţei este de câteva ori mai mic decât

braţul rezistenţei. Muşchii extensori ai coloanei vertebrale trebuie să

menţină întreaga greutate a toracelui, care este situat ventral faţă de

punctul de sprijin al pârghiei.

De aceea activitatea statică a muşchilor respectivi pentru

menţinerea echilibrului la nivelul regiunii toracice este de câteva ori mai

mare decât greutatea toracelui.

In regiunea lombară verticala C.G.G. trece dorsal faţă de

corpurile vertebrelor, braţul forţei este şi mai mic, ceea ce necesită un

efort considerabil pentru menţinerea echilibrului trunchiului. Astfel se

explică dezvoltarea foarte mare a masei musculare lombare comparativ

cu muşchii ventrali ai abdomenului.

Datorită inegalităţii braţelor pârghiei muşchii regiunii lombare

care mobilizează braţul scurt trebuie să corespundă ca volum şi forţă

pentru a putea echilibra greutatea trunchiului ce tinde să cadă înainte.

La nivelul articulaţiei coxofemurale echilibrul se asigură de către

grupele musculare antagoniste ventrale şi dorsale cu predominenţa

extensorilor–care sunt foarte dezvoltaţi la om pentru a menţine poziţia

verticală a corpului.

La genunchi–verticala C.G.G trece ventral, iar corpul are tendinţa

să se încline înainte. Genunchii sunt blocaţi în extensie de grupele

musculare antagoniste extensoare şi flexoare cu participarea tractului

ilio–tibial şi a ligamentelor încrucişate ale articulaţiei genunchilui.

113

Tendinţa de a cădea înainte este oprită de muşchii ischiogambieri

care trag de tuberozitatea ischionului şi împiedică astfel înclinarea

bazinului în faţă.

În articulaţia talocrurală echilibrarea se face de către muşchii

flexori şi dorsali ai labei piciorului. Deoarece verticala C.G.G trece

ventral de axa articulaţiei prin capul astragalului, corpul are tendinţa să

cadă înainte. De aceea muşchii flexori plantari sunt mai dezvoltaţi decât

cei dorsali, pentru că ei se opun căderii.

Asupra acestei articulaţii se mai exercită şi forţe care tind să

dezechilibreze corpul în sens lateral; menţinerea echilibrului se asigură

prin contribuţia celor două grupe musculare antagoniste care execută

pronaţia şi supinaţia în articulaţiile infratalare.

7.2.3. Poziţia stând forţat

În poziţia stând forţat, corpul este mult aplecat înainte, bărbia

flectată, curbura toracică stearsă, curbura lombară accentuată, iar

înclinarea bazinului crescută, membrele superioare în uşoară retroducţie,

C.G.G este deplasat înainte. Verticala lui trece mai în faţă decât în poziţia

stând normală, ea ajungând către marginea anterioară a bazei de

susţinere. Corpul are tendinţa să cadă înainte, poziţia este menţinută de

efortul musculaturii şanţurilor vertebrale, precum şi de grupul muscular

al triplei extensii de la membrele inferioare. Contracţia puternică a

musculaturii produce o oboseală rapidă şi nu poate fi menţinută

îndelungat. Muşchii şanţurilor vertebrale şi muşchii triplei extensii depun

o activitate musculară de menţinere şi de fixare a antagoniştilor; sunt

solicitate în special grupele musculare ventrale ale gâtului, muşchii

114

pereţilor abdominali şi ischiogambierii, respiraţia este îngreunată prin

blocarea cutiei toracice şi a contracţiei muşchilor abdominali.

7.2.4. Poziţia stând comodă

În poziţia stând comodă sau poziţia de odihnă, de repaus corpul

este uşor înclinat înapoi, C.G.G este împins dorsal, iar verticala să cadă

în mijlocul bazei de susţinere. Capul este uşor aplecat înainte, curbura

toracică crescută, iar cea lomabară micşorată.

Membrele superioare atârnă liber dea lungul corpului, iar

membrele inferioare sunt mai depărtate, unul din ele fiind deplasat

lateral; sprijinul se face pe ambele membre inferioare, însă greutatea

corpului nu se repartizează egal, fiind mai mare pe unul din ele. Către

acesta se produce şi o uşoară înclinare laterală a bazinului.

Corpul are tendinţa să cadă înapoi iar pentru menţinerea

echilibrului şi împiedicarea căderii este nevoie de aportul musculaturii

ventrale. Aceasta acţionează cu braţe de pârghii mai lungi pentru care

necesită consum energetic mic. În celelalte poziţii descrise faţă de poziţia

comodă, muşchii triplei extensii aveau o contribuţie crescută; în poziţia

comodă, diferenţa scade şi tinde să se egalizeze solicitând mai mult lanţul

triplei flexii pentru blocarea, fixarea articulaţiei respective. Din analiza

acestor poziţii rezultă că oscilaţiile verticalei C.G.G înainte sau înapoi

determină schimbări ale volumului activităţii statice depuse de lanţurile

musculare pentru asigurarea poziţiei corpului. Activităţile statice de

menţinere care solicită cel mai mare consum de energie în asigurarea

poziţiei statice, este mai intensă în poziţia normală şi atinge maximum în

poziţia forţată, pe când în poziţia comodă scade.

115

7.2.5. Poziţia stând pe vârfuri

Poziţia stând pe vârfuri, poziţie rar folosită, întreaga greutate a

corpului se sprijină pe capetele metatarsienelor şi pe degete, iar verticala

C.G.G cade către partea ventrală a bazei de susţinere mult diminuată.

Echilibrul corpului este greu de menţinut şi solicită mult grupele

musculare ale triplei extensii (în special flexorii plantari), precum şi

grupele musculare ale pronaţiei şi supinaţiei labei piciorului, care asigură

echilibrul corpului în sens lateral. Este o poziţie foarte obositoare şi nu

poate fi menţinută mult timp chiar după antrenament îndelungat

(balerini).

7.2.6. Poziţiile stând asimetrice

Poziţiile stând asimetrice sunt acelea în care greutatea corpului nu

se distribuie în mod egal pe ambele membre inferioare.

Piciorul de sprijin suportă majoritatea greutăţii corpului iar

celalalt numai o parte.

Bazinul este înclinat în partea piciorului de sprijin din necesitatea

de a aduce verticala C.G.G cât mai aproape de centrul bazei de susţinere.

Coloana vertebrală capată curburi compensatorii în plan frontal pentru a

realiza o repartiţie corespunzatoare a masei corpului faţă de verticala

C.G.G uşurând astfel munca musculaturii.

Poziţia corpului variază în funcţie de modul în care se ţine

greutatea. Corpul omului care poartă greutate formează un tot, iar C.G.G

se stabileşte în comun pentru corp şi greutate (fig.57)

116

Fig.57. Proiecţia C.G.G în funcţie de modul în care se poartă o greutate

Cu cât obiectul purtat are o greutate mai mică cu atât deplasarea

C.G.G va fi mai redusă. Dacă greutatea este sprijinită la nivelul pieptului

C.G.G se deplasează mai sus iar greutatea ţinută aproape de sol coboară

C.G.G. pentru menţinerea echilibrului corpul se apleacă în general în

direcţia opusă părţii în care se ţine greutatea.

Mărirea amplitudinii mişcărilor compensatorii depinde de

greutatea ridicată. Acest principiu se foloseşte în gimnastica medicală

colectivă pentru ameliorarea unor deviaţii scheletice prin purtarea unor

greutăţi pe cap pentru a-l obliga să-şi îndrepte curbura coloanei

vertebrale toracice.

7.2.7. Poziţia stând cu piciorul ridicat înainte

Poziţia stând cu piciorul ridicat înainte–este o poziţie cu sprijin pe

un singur membru inferior, ea solicită mai intens musculatura care

asigură poziţia corpului în întregime şi anume grupele musculare ale

triplei flexii şi triplei extensii ale membrului inferior de sprijin.

117

Trunchiul este menţinut la verticală de muşchii şanţurilor

vertebrale. Pentru asigurarea poziţiei flectate a celuilalt membru inferior

flexorii coapsei pe bazin şi extensorii gambei depun o activitate de

menţinere, care se prelungeşte în sus spre peretele abdominal a cărui

musculatură ventrală este contractată spre a împiedica înclinarea

bazinului.

Baza de susţinere este redusă la conturul piciorului de sprijin, iar

unghiul de stabilitate micşorat prin mişcarea concomitentă a C.G.G a

corpului (prin ridicarea membrelor inferioare în urma flexiei coapsei

C.G.G suferă o ascensiune) astfel echilibrul corpului este dificitar, corpul

are tendinţa să cadă spre partea fără sprijin. Prin flexia coapsei pe bazin

odată cu ridicarea C.G.G, are loc şi deplasarea ventrală a acestuia; în

consecinţă corpul are tendinţa să cadă înainte fapt ce nu se întâmplă

pentru că intervin o serie de mişcări compensatorii. Astfel contracţia

ischiogambierilor produce înclinarea dorsală a bazinului şi accentuarea

curburii lombare în poziţia membrelor inferioare de spr în înclinarea

dorsală a bazinului prin contracţia ischiogambierilor care sunt şi flexori

ai gambei, pozţia membrelor inferioare de sprijin va fi menţinută mai

bine dacă se face şi o uşoară flexie a genunchilor.

7.2.8. Poziţia stând cu piciorul ridicat înapoi

Amplitudinea ei în articulaţia coxofemurală este de 10 – 15 grade.

Poziţia este asigurată de înclinarea ventrală a bazinului şi a întregului

corp, pentru a-i mări amplitudinea. Poziţia este asigurată de extensorii

coapsei, care depun o activitate de menţinere în timp ce muşchii peretelui

abdominali şi flexorii coapsei pe bazin sunt întinşi.

118

7.2.9. Poziţia cumpănă cu braţele lateral

Greutatea corpului se sprijină pe unul din membrul inferior blocat

în extensie la nivelul articulaţiei genunchilui. Corpul şi membrul inferior

liber sunt orizontale, iar membrele superioare extinse lateral. Corpul are

tendinţa să cadă în faţă deoarece C.G.G este mult deplasat înainte.

Acestei situaţii i se opun muşchii triplei extensii de la piciorul de sprijin

prin efortul de menţinere. Corpul şi membrele inferioare libere sunt fixate

în extensie, formând un arc uşor cu concavitatea în sus. Poziţia laterală a

membrelor superioare contribuie la păstrarea echilibrului în plan frontal

greu de menţinut numai prin contracţia muşchilor gambieri, care execută

pronaţia şi supinaţia labei piciorului.

7.2.10. Poziţia de flexie ventrală a trunchiului

In poziţia de flexie ventrală a trunchiului (fig 58).

Fig.58. Poziţia stând cu trunchiul flectat înainte şi lanţurile musculare care asigură

această poziţie

119

C.G.G este deplasat înainte iar corpul are tendinţa să cadă înainte,

bazinul este înclinat ventral şi împins înapoi, iar când flexia trunchiului

se accentuează este necesar să se facă o uşoara flexie a genunchilor

pentru a micşora gradul de întindere pasivă a ischiogambierilor.

Flexia ventrală a trunchiului se produce prin imbinarea

activităţilor de învingere a muşchilor pereţilor abdominali cu activitatea

de cedare a muşchilor şanţurilor vertebrale, poziţia flectată se asigură

prin activităţi statice de fixare a lanţurilor triplei flexii şi extensii cu

predominarea triplei extensii.

7.2.11. Poziţia stând cu genunchii flexaţi

Poziţia stând cu genunchii flexaţi-poate fi menţinută în sprijin pe

toată planta sau numai pe vârful picioarelor C.G.G deşi se află mai jos,

echilibrul se menţine greu din cauza dimensiunilor mici ale sprijinului.

Verticala C.G.G trece ventral faţă de articulaţia coxofemurală dorsal faţă

de articulaţia genunchilor şi întretaie axa ce uneşte cele două articulaţii

talocrulale. Membrele superioare pot ajuta echilibrarea corpului în plan

frontal prin ducerea lor laterală. Muşchii şanţurilor vertebrale şi ai triplei

extensii depun un efort static de menţinere, iar restul musculaturii depune

efort de fixare. Poziţia este greu de menţinut pentru că se produce o

îngreuiere a circulaţiei.Ea se foloseşte la coborare pe schi şi hochei.

7.2.12. Poziţia în genunchi

Stabilitatea acesteia este mai mare decât a poziţiei stând întrucât

baza de susţinere a corpului este mult mărită. Este de forma unui

120

patrulater cuprins între cele două rotule şi vârfurile picioarelor-unghiul de

stabilitate este crescut şi C.G.G apropiat de suprafaţa de sprijin.

C.G.G este coborât, ceea ce determină şi o mărire a unghiului de

stabilitate. Întrucât verticala C.G.G a corpului cade spre limita anterioară

a bazei de susţinere, echilibrul este mai greu de asigurat către înainte.

Aceasta solicită muşchii şanturilor vertebrale şi a extensorilor coapsei pe

bazin în asigurarea poziţiei.

Bazinul este mai înclinat decât în poziţia stând pubisul fiind

coborât iar curbura lombară accentuată.

7.2.13. Poziţia şezând pe un suport cu picioarele în sprijin pe sol

Este o poziţie mai odihnitoare decât cele descrise anterior. Baza

de susţinere este mai mare, C.G.G este coborât, iar unghiul de stabilitate

mare.

Verticala C.G.G cade către limita dorsală a bazei de susţinere

ceea ce determină un mai mare grad de stabilitate în planul ventral, decât

în cel dorsal.

Bazinul este puţin înclinat apropiat de orizontală, pubisul ridicat

şi curbura lombară aproape ştearsa.

7.3. Poziţii cu sprijin pe membrele superioare şi inferioare

Sunt acele poziţii în care sprijinul se face atât pe membrele

inferioare cât şi pe cele superioare. Deosebim astfel numeroase poziţii,

dar cele mai caracteristice sunt :

- poziţia în sprijin culcat anterior;

- poziţia în sprijin culcat posterior;

121

- podul;

- poziţia stând pe mâini;

7.3.1. Poziţia în sprijin culcat anterior

Sprijinirea corpului se face pe palme şi pe vârful picioarelor– faţa

fiind orientată cu privirea în jos, capul, coloana vertebrală, bazinul şi

membrele inferioare sunt în poziţia asemanatoare cu poziţia stând.

Occipitalul, spatele, fesele, gambele şi călcâiele sunt pe aceeaşi linie

dreaptă. Membrele superioare sunt în extensie la cot, iar centura

scapulară în uşoara retroducţie (fig.59).

Fig.59. Poziţia culcat în sprijin anterior şi lanţurile musclare care asigură aceasta poziţie

Muşchii care asigură această poziţie sunt flexorii degetelor care

fac priza pe sol, extensorii cotului, retroductorii în articulaţia scapulo-

humerală, muşchii anteductori şi basculatori laterali ai scapulei,

opunându-se deplasării dorso-mediale a scapulei şi alunecării în jos a

toracelui.

La trunchi muşchii peretelui abdominal se opun extensiei

exagerate a coloanei vertebrale, iar poziţia membrelor inferioare este

122

asigurată de contribuţia simultană a lanţurilor musculare, a triplei extensii

şi triplei flexii cu predominanţa extensiei. În general activitatea statică

depusă de musculatura corpului este de menţinere, efortul cel mai mare

revenind musculaturii membrelor superioare inclusiv centurii scapulare.

7.3.2. Poziţia în sprijin culcat posterior

Constă în sprijinirea corpului aflat cu faţa în sus pe membrele

superioare şi călcâie: (fig 60).

Fig.60. Poziţia culcat în sprijin posterior şi lanţurile musulare care asigură această

poziţie

Corpul sub influenţa gravitaţiei tinde să se încline pe sol; el este

menţinut rectiliniu prin contracţia statică a extensorilor coapsei pe bazin,

a muşchilor peretelui abdominal cu colaborarea antagoniştilor.

La membrele superioare efectul de «menţinere« a flexorilor

degetelor care fac priza pe sol extensorii cotului, retroductorii în

articulaţia scapulo-humerală şi muşchii care fac bascula medială a

scapulei şi grupele musculare antagoniste contribuie la fixarea poziţiei

corecte a membrelor superioare. La trunchi muşchii şanţurilor

vertetebrale, iar muşchii pereţilor abdominali se opun basculării bazinului

şi apropierii lui de sol.

123

La membrele inferioare poziţia este menţinută prin contracţie

statică a grupelor antagoniste cu predominarea extensorilor coapsei pe

bazin, a extensorilor genunchiului şi flexorilor dorsali ai labei piciorului.

Aceste două poziţii în sprijin (culcat anterior şi posterior) solicită mai

ales musculatura membrelor superioare şi nu pot fi executate decât de

persoane viguroase. Din aceste poziţii se pot face o serie de exerciţii

pentru întărirea musculaturii membrelor superioare, înclusiv al centurii

scapulare. Aceste poziţii pot fi considerate ca exerciţii pregătitoare pentru

sprijinul la aparate, podul şi poziţia stând pe mâini, în care întreaga

greutate a corpului trebuie menţinută de membrele superioare.

7.3.3. Podul

Podul este o poziţie complicată în care greutatea corpului se

repartizează pe membrele superioare şi inferioare, trunchiul fiind în

extensie puternică în formă de arc de cerc, fiind foarte solicitate

elasticitatea ligamentelor şi mobilitatea articulaţiilor (ale coloanei

vertebrale). Podul este o poziţie care îngreuiază respiraţia şi circulaţia şi

solicitş un efort muscular puternic (fig. 61).

Fig. 61. Podul. Repartiţia forţei de greutate asupra membrelor în funcţie de valoarea

unghiului format între C.G.G. şi locurile de sprijin pe sol

124

Această poziţie se poate executa din poziţia stând normală sau din

stând pe mâini şi se va menţine cu atât mai bine cu cât verticala C.G.G

va fi păstrată cât mai aproape de limitele bazei de susţinere.

Un rol esenţial îl au muşchii şanţurilor vertebrale, extensorii

coapsei pe bazin precum şi muşchii retroductori în articulaţia scapulo-

humerală deplasatorii ventro mediali ai centurii scapulare şi flexori ai

degetelor.

7.3.4. Poziţia stând pe mâini

Fig.62. I-Poziţia stând pe mâini; săgeţile indică acţiunea forţei de greutate

asupra segmentelor corpului; II-Lanţurile musulare care asigură poziţia stând pe mâini: a) vedere din profil;

b) vedere din spate

Poziţia stând pe mâini (fig 62) este una dintre cele mai greu de

realizat poziţii a corpului. Corpul se află în echilibru înstabil, baza de

susţinere este redusă la circumferinţa contactului cu solul. Menţinerea

echilibrului necesită o complicată coordonare nervoasă, în plus centura

125

scapulară şi masa musculară a membrelor superioare sunt mult mai puţin

dezvoltate decât centura pelviană şi membrele inferioare.

Scheletul şi musculatura membrelor superioare nu sunt adaptate

pentru funcţia de susţinere, iar scheletul mâinii nu are o arhitectura

similară bolţii plantare, care să permită suportul de greutăţi mari.

Membrele superioare menţin greutatea corpului prin capetele humerale

aflate în elevaţie şi prin centura scapulară unde rolul cel mai important îl

au muşchii ce excută bascula medială, care se opun prăbuşirii corpului.

La cot acţionează prin activitatea statică de fixare a grupelor musculare

antagoniste cu predominarea extensorilor, la articulaţia carpului, flexorii

şi extensorii blochează articulaţia şi flexorii degetelor se contractă

energic şi asigură fixarea pe sol.

Verticala C.G.G, întretaie axa transversală a umerilor, deltoizii şi

pectoralii mari contribuie la asigurarea echilibrului în plan sagital făcând

oficiul pe care-l fac fesierii şi ileopsoasul pentru poziţia stând.

7.4. Poziţii cu sprijin pe întreg corpul (culcat)

Aceste poziţii sunt denumite poziţii clinostatice sau de decubit.

Corpul poate fi întins pe spate (decubit dorsal) pe faţă (decubit

ventral) sau pe o parte (decubit lateral). Axa lungă a corpului este

paralelă cu solul, membrele inferioare fiind întinse iar membrele

superioare sunt întinse deasemenea pe lângă corp.

Poziţia culcat este cea mai favorabilă pentru odihnă. Suprafaţa de

sprijin a corpului culcat pe o saltea moale este maximă iar C.G.G al

corpului este foarte aproape de baza de susţinere deci unghiul de

stabilitate este foarte mare. Dacă suprafaţa de sprijin pe care este culcat

corpul, în decubit dorsal este dură, tare (podea), suprafaţa de contact este

126

mai mică, fiind reprezentată de regiunea occipitală, dorsală superioară,

fese şi călcâie. Dacă corpul este culcat în decubit ventral contactul se

face pe partea inferioară a feţei anterioare a toracelui pe spinele iliace

antero- superioare, pe faţa anterioară a şoldurilor, coapselor genunchilor

şi pe faţa dorsală a picioarelor.

În culcat lateral membrul superior poate fi flectat sub cap sau

întins deasupra capului. Contactul se face pe faţa posterioară a

membrului superior, pe partea laterală a feţei laterale a toracelui şi

marginea laterală a omoplatului, faţa externă a marelui trohanter, faţa

externă a coapsei, gambei şi a marginei externe a plantei.

În pozitia culcat cu genunchii întinşi, bazinul este mult înclinat,

ceea ce determină o întindere a muşchilor pereţilor abdominali, care

crează difilcutăţi de respiraţie; în situaţia în care genunchii şi coapsele

sunt flectate, întinderea dispare iar poziţia este mai comodă. Totuşi

poziţia culcat din gimnastică nu este o poziţie de repaus. Intervin o serie

de muşchi asemanatori cu cei din poziţia stând. Astfel coloana vertebrală

se blochează menţinându-şi curburile fiziologice, printr-o contracţie

musculară generalizată, cu membrele inferioare şi superioare în extensie.

Poziţia culcat este o poziţie initială pentru o serie de exerciţii–flexia pe

bazin a membrelor inferioare întinse şi flexia trunchiului. Aceste exerciţii

se folosesc pentru întărirea muşchilor pereţilor abdominali.

În concluzie la analiza biomecanică a poziţiilor cu sprijin inferior

se poate menţiona că efortul static principal pentru asigurarea lor este de

fixare, (echilibrare) fiind vorba de un echilibru instabil. Pe acest fond

general de activitate statică se adaugă efortul static de menţinere pentru

unele grupe şi lanţuri musculare. Cunoaşterea acestora este esenţială în

metodica antrenamentului sportiv.

127

CAPITOLUL VIII. ANALIZA BIOMECANICĂ A

MIŞCĂRILOR

Mişcările corpului omenesc şi ale segmentelor sale, precum şi

deplasarea lor în spaţiu stau la baza întregului proces de educaţie fizică şi

sport. Corpul omului poate efectua fie mişcări parţiale cu membrele sau

segmentele sale (capul, trunchiul) fie mişcări globale, care deplasează

corpul în întregime.

Biomecanic mişcările pot fi de translaţie (mers, alergare, ciclism,

înot, căţărare, etc) sau de rotaţie (gigantica la bară, rotaţii la aparate,

mişcări de rotaţie ale membrelor şi coloanei vertebrale).

Mişcările sunt comandate voluntar sau automat de către sistemul

nervos central (S.N.C) şi efectuate de muşchii somatici care mobilizează

pârghiile osoase articulate.

În mobilizarea corpurilor şi lanţurilor cinematice, musculatura

corpului depune o activitate dinamică cu două particularităţi principale :

a) activitatea de învingere sau concentrică în care muşchii se

contractă şi produc mişcarea prin scurtare; apropie două sau mai multe

pârghii osoase (flexia cotului, a coapsei, gambei, trunchiului, etc).

b) activitatea de cedare sau excentrică în care musculatura asigură

mişcarea prin alungire (cedarea treptată a contracţiei); pârghiile osoase se

depărtează.

Ceea ce este esenţial în biomecanica mişcărilor este faptul că

aceeaşi grupă musculară poate produce mişcări atât prin scurtare

(învingere), cât şi prin cedarea scurtării. Astfel flexorii cotului produc

prin activitatea de învingere, mişcarea de flexie, iar prin activitatea de

cedare mişcarea de extensie.

128

Acest lucru este valabil pentru orice grupă musculară somatică.

De aceea în înţelesul mai larg biomecanic, activitatea musculară şi

împărţirea sa în grupe de flexori, extensori, rotatori, devine îngustă şi nu

este capabilă să explice aprofundat esenţa, geneza şi asigurarea

mişcărilor.

În analiza biomecanică a mişcărilor nu este suficient să vorbim

numai de grupe sau lanţuri musculare care produc flexia, extensia, ci

trebuie să precizăm obligatoriu şi ce tip de activitate dinamică depun (de

învingere sau de cedare).

Pentru a înţelege mai bine sensul biomecanic, al analizei unei

miscări vom da două exemple caracteristice pregătirii sportive :

a) tracţiunile la bară;

b) genuflexiile.

a). Tracţiunile la bară se folosesc atât în pregătirea unor sportivi

pentru creşterea forţei musculare, precum şi ca normă de control pentru

evaluarea gradului de pregatire fizică.

La o analiză sumară ar părea că tracţiunea la bară dezvoltă global

musculatura membrelor superioare (inclusiv a centurii scapulare).

Analiza biomecanică a acestei mişcări arată că nu este aşa. Prin

tracţiunea la bară se dezvoltă numai o parte a musculaturii membrelor

superioare şi anume: flexorii degetelor, ai carpului şi cotului,

retroductorii şi adductorii în articulaţia scapulo-humerală, muşchii care

cobară şi cei care basculează medial scapula. Motivul constă tocmai în

înţelegerea esenţei activităţii de învingere şi cedare a musculaturii.

Astfel, mişcarea de tracţiune la bară are doi timpi: 1-de ridicare; 2- de

coborâre.

În efortul de ridicare a trunchiului acţionează lanţul muscular

prin activitatea de învingere. Restul muşchilor membrelor superioare nu

129

sunt antrenaţi decât în calitate de antagonişti şi în consecinţă calităţile lor

motrice nu se dezvoltă. În faza a doua de coborâre acelaşi lanţ muscular

depune activitate dinamică prin efortul de cedare. Deci prin acest

exerciţiu nu se antrenează efectiv decât numai grupele şi lanţurile

musculare descrise.

b). Genuflexia. Cu sau fără halteră genuflexiunile se folosesc ca

exerciţii pentru creşterea forţei musculare a membrelor inferioare. În

relitate ele nu dezvoltă decât calităţile motrice ale lanţului triplei extensii

care asigură atât lăsarea în jos (prin activitatea de cedare) cât şi ridicarea

(prin activitatea de învingere). Restul lanţurilor musculare ale membrelor

inferioare nu sunt antrenate, decât foarte puâin în acest exerciţiu.

De aceea în analiza biomecanică a oricărei mişcări trebuie

precizat pe lângă grupa sau lanţul muscular care efectuează mişcarea şi

tipul de activitate musculară (de învingere sau de cedare).

De altfel, analiza biomecanică a mişcărilor este mai complexă şi

comportă obligatoriu următoarele operaţii:

a). definiţia mişcării pe care o analizam;

b). precizarea perioadelor, fazelor şi momentelor caracteristice

mişcării.

c). analiza forţelor externe care intervin pe parcursul mişcărilor:

gravitaţia, reacţia reazemului;

d). precizarea grupelor şi lanţurilor care asigură mişcarea pe faze;

întrucât pe parcursul mişcării, grupele şi lanţurile musculare se shimbă la

fiecare din fazele sau momentele sale;

e) precizarea tipului de activitate musculară pe faze;

f). precizarea axelor, unghiurilor şi a vitezelor unghiulare;

g). aplicaţii la activitatea de educaţie fizică şi sport pentru

formularea unor indicaţii metodice privind pregătirea fizică. Aplicaţiile

130

practice trebuie să constituie sinteza oricărei analize, altfel eficienţa sa

este nulă.

Diversele exerciţii şi aparate folosite pentru pregătirea fizică

generală şi specială trebuie analizate prin prisma grupelor şi lanţurilor

musculare pe care le solicită. În cazul când ele solicită aceleaşi grupe şi

lanţuri musculare care sunt hotărâtoare într-o probă sportivă oarecare este

obligatoriu să analizam dacă şi tipul de activitate musculară, pe faze este

cel din proba respectivă. În cazul când nu este acelaşi se impune

corectarea şi îmbunătăţirea metodicii antrenamentului prin introducerea

unor exerciţii sau aparate care să solicite musculatura corespunzătoare cu

tipul de activitate musculară din proba respectivă.

De aceea orice analiză biomecanică este necesara să fie

completată cu indicaţii metodice privind îmbunătăţirea antrenamentului

pentru pregătirea fizică generală sau specială.

8.1. Mişcările locomotorii

Sunt acea categorie de mişcări care antrenează deplasarea

corpului în întregime, ele sunt efectuate de musculatura corpului care

învingând forţa de gravitaţie, prin presiunea pe sol (sau aparate)

determină deplasarea C.G.G al corpului. Aceasta descrie traiectorii

rectilinii, ondulate sau paralele.

Din punct de vedere biomecanic mişcările locomotorii se împart în:

a). ciclice: mersul, alergare, înotul, căţărarea, ciclismul, etc;

b). aciclice: săriturile, aruncările.

Mişcările locomotorii ciclice se caracterizează prin repetarea unor

cicluri asemănătoare de faze. Astfel mersul are o serie de faze care se

repetă succesiv.

131

Mişcările locomotorii aciclice se compun dintr-un număr de faze

după care mişcarea încetează. Astfel săriturile sau aruncările au un număr

de faze, după care mişcarea încetează.

Orice mişcare complexă poate fi împărţită în mişcări mai simple

care constituie perioade (exemplu: perioada piciorului de sprijin pe sol î

n mers), faze (faza de amortizare sau impulsie în mers, bătaia la

sărituri), sau momente (momentul verticalei la mers, momentul

desprinderii la sărituri).

8.2. Analiza biomecanică a mişcărilor locomotorii ciclice

8.2.1. Mersul

Mersul este o mişcare locomotorie ciclică care se asigură la om şi

la animale cu cel mai mic consum energetic datorită faptului că este o

acţiune automată.

Caracteristica principală a mersului care-l deosebeşte de toate

celelalte mişcări locomotorii este că se păstrează pe tot parcursul fazelor,

contactul cu solul fiind fie cu un picior (sprijin unilateral), fie cu ambele

(sprijin bilateral).

Mersul se compune dintro succesiune de paşi. După Marey pasul

reprezintă totalitatea mişcărilor care se execută între două poziţii

asemănătoare ale aceluiaşi picior. Acesta este pasul dublu, fiind

considerat unitatea funcţională a mersului. El se descompune în doi paşi

simpli, două perioade, fiecare la rândul său având câte trei faze.

Pasul dublu se descompune în două perioade: (figura 63,).

a) a) perioada piciorului de sprijin ;

b) perioada piciorului oscilant.

132

PICIORUL DE SPRIJIN PICIORUL OSCILANT

Fig.63. Analiza biomecanică a mersului:1. faza de amortizare; 2. momentul verticalei; 3.

impulsia; 4. balans posterior; 5. momentul verticalei; 6. balans posterior

La rândul sau fiecare perioada cuprinde câte trei faze astfel :

a) perioada piciorului de sprijin cuprinde:

1. faza de amortizare (contactul cu solul);

2. momentul verticalei (trecere la verticală);

3. faza de impulsie (împingerea de la sol) ;

b) perioada piciorului oscilant cuprinde:

1. faza pasului posterior (oscilaţia sau balansul

posterior);

2. momentul verticalei;

3. faza pasului anterior (oscilaţia sau balansul anterior).

Pe parcursul acestor şase faze, contactul cu solul se păstrează

permanent cu următoarele particularităţi: 4/5 din timp sprijinul este

unilateral, iar 1/5 din timp sprijinul este pe ambele membre inferioare.

133

În timpul mersului C.G.G al corpului descrie o traiectorie

ondulată întrucât se produc oscilaţii verticale şi transversale.

Oscilaţiile verticale se datoresc modalităţii contactului cu solul;

astfel în perioada de sprijin unilateral în momentul verticalei C.G.G are

cea mai mare înălţime, iar în sprijinul bilateral are poziţia cea mai joasă.

Oscilaţiile laterale ale C.G.G se datoresc necesităţii păstrării echilibrului

corpului în condiţiile sprijinului unilateral; musculatura corpului produce

mişcări compensatorii, înclinarea bazinului pe piciorul de sprijin.

Amplitudinea maximă a oscilaţiilor laterale este în momentul verticalei

piciorului de sprijin.

Din punct de vedere biomecanic, faza de amortizare este o fază

negativă care frânează viteza mersului, întrucât forţa reacţiei reazemului

este îndreptată contrar direcţiei mersului.

Faza de impulsie, o fază pozitivă care accelerează viteza mersului,

întrucât reacţia reazemului are aceeaşi direcţie cu deplasarea. În timpul

perioadei de sprijin unilateral membrele inferioare care asigură sprijinul

pe sol acţionează în articulaţia talocrurală ca o pârghie antrenând la

extremitatea sa liberă bazinul şi întregul trunchi.

În timpul perioadei de oscilaţie, membrul inferior liber oscilează în

articulaţia coxofemurală asigurând ducerea înainte a piciorului.

Analiza musculară. Musculatura membrelor inferioare depune

efortul principal în mers; restul musculaturii trunchiului şi membrelor

acţionează în cadrul coordonării generale a mersului şi produc o serie de

oscilaţii ale bazinului, umerilor şi membrelor, de regulă în sens invers

decât mişcarea membrelor inferioare.

134

Fig.64. Analiza musculara a mersului.

1-extensori gamba; 2-flexori dorsali; 3-flexori gamba;

4-flexori plantari; 5-flexori coapsa;

6-extensori coapsa.

Faza de amortizare este asigurată la atingerea solului cu călcâiul

de un lanţ muscular format de flexorii coapsei pe bazin, extensorii

genunchiului şi flexorii dorsali ai labei piciorului, activitatea este de

cedare şi asigură derularea lină a piciorului pe sol.

Momentul verticalei piciorului de sprijin este asigurat de

contribuţia simultană a lanţului triplei extensii şi triplei flexii ca lanţuri

musculare principale ale membrului inferior de sprijin.

Faza de impulsie este asigurată de contribuţia puternică a lanţului

triplei extensii prin activitate de « învingere ».

135

Faza pasului posterior se asigură prin contracţia uşoară a lanţului

triplei flexii a piciorului oscilant; ea determină oscilaţia înainte în

articulaţia coxofemurală, uşoara flexie a genuchiului şi flexia dorsală a

labei piciorului. Prin aceasta se scurtează lungimea piciorului oscilant

pentru a nu atinge solul la trecerea pe la verticală.

Momentul verticalei piciorului oscilant este asigurat de

contribuţia uşoară a celor două lanţuri musculare principale, cu

predominenţa triplei flexii.

Faza pasului anterior se asigură prin contribuţia unui lanţ

muscular format de flexorii coapsei, extensorii genunchiului şi flexorii

dorsali ai labei piciorului, prin activitatea de învingere care pregăteşte

membrele inferioare pentru aterizare.

8.2.2. Alergarea

Este o mişcare locomotorie ciclică care se deosebeşte de mers

printr-o fază de zbor care înlocuieşte sprijinul bilateral din mers. Această

fază se interpune între cele două perioade de sprijin şi oscilaţie. Unitatea

biomecanică a alergării este tot pasul dublu şi cuprinde aceleaşi faze cu

mersul, având în plus o faza de zbor (fig.65). În timpul alergării C.G.G a

corpului oscilează în direcţie verticală, laterală şi sagitală spre deosebire

de mers unde C.G.G atinge cea mai mare înălţime în momentul verticalei

piciorului de sprijin, în alergare, cea mai mare înălţime este atinsă la

mijlocul zborului; cu cât viteza de alergare este mai mare cu atât

oscilalţiile C.G.G sunt mai mari. Oscilaţiile laterale ating maximum în

timpul sprijinului coincid cu înălţimea minimă a C.G.G cu minimum de

viteză orizontală a masei corpului.

136

Fig. 65. Fazele alergării: a) amortizarea; b) momentul verticalei; c, d) impulsia; e, f, g, h, j, k, l, m) zborul; n) amortizarea. Pe parcursul fazelor de la d până la m se desfăşoară

fazele piciorului oscilant

Persoanele cu bazinul larg şi membrele inferioare scurte întampina

ca şi femeile, greutăţi în alergare din cauza amplitudinii crescute a

oscilaţiilor laterale. În alergare trunchiul efectuează mişcări de torsiune

mai mari decât în mers; ele îşi micsorează amplitudinea pe măsura ce

viteza alergării creşte.

Mişcările de torsiune ale umerilor sunt inverse faţă de mişcările

bazinului şi pot ajunge până la 45 (grade) la mijlocul fazei de zbor.

Oscilaţia membrelor superioare se face cu coatele în flexie pentu

a micşora momentul inerţiei şi a nu frâna viteza de alergare.

Rolul oscilaţiilor trunchiului, umerilor, bazinului şi membrelor

superioare în alergare se poate demonstra prin alergarea cu mâinile legate

la spate, care jenează complexul de mişcări ajutatoare şi constituie prin

aceasta o frână.

137

Caracteristicile pasului în alergare. Lungimea pasului în alergare

este mai mare decât în mers, iar durata sa în timp este mai scurtă.

Lungimea pasului în alergare nu depinde numai de lungimea membrelor

inferioare cum este la mers, ci şi de lungimea traiectoriei, zborului, de

lungimea labei piciorului şi de completa sa derulare pe sol. De aceea,

încălţămintea alergatorului este bine să fie mai lungă şi să se elimine

orice factor care ar reduce derularea piciorului.

Viteza alergării se măreşte odată cu creşterea cadenţei şi tinde

către un maximum care este aproximativ 10 m/sec.

Presiunea verticală a piciorului pe sol este cu atât mai mare cu

cât viteza alergării creşte; presiunea tangenţială a piciorului pe sol este

negativă în faza de amortizare şi constituie o frână pentru viteza de

alergare; după momentul verticalei piciorului de sprijin, presiunea

tangenţială devine pozitivă şi valoarea sa creşte proporţional cu viteza

alergării.

Particularităţile biomecanice ale alergatorului de viteză şi

rezistenţă. Alergătorii sunt de talie mijlocie cu greutate între 65 – 75 kg

paniculul adipos slab dezvoltat, iar masa musculara a membrelor

inferioare mai dezvoltate decât a trunchiului şi membrelor superioare. La

membrele inferioare sunt dezvoltate lanţul triplei extensii dar nu excesiv

în comparaţie cu antagoniştii lor.

Analiza musculară. În faza de amortizare când se ia contact cu

solul, lanţul muscular al triplei extensii se opune flexiei segmentelor

lăsându-se întinşi ca nişte resorturi, îndeplinind astfel o activitate de

«cedare». După luarea contactului cu solul acest lanţ muscular îşi

schimbă activitatea cu una dinamică «de învingere» care se intensifică

treptat pe tot parcursul perioadei de sprijin unilateral, pentru a atinge

maximum în faza de impulsie (fig. 66).

138

Fig. 66. Alergarea. Lanţurile musculare care asigură startul şi oprirea;

N- Presiunea normală; T- Presiunea tangenţială

În momentul verticalei piciorului de sprijin pentru un timp scurt,

cele două lanţuri musculare antagoniste ale membrelor inferioare depun o

activitate statică de fixare, asigurând prin efortul lor simultan poziţia

verticală a corpului. În acest moment genunchiul nu este complet întins

(ca în mers); din această cauză lanţul triplei extensii (şi în principal

extensorii genunchiului depun o activitate mai mare decât lanţul triplei

flexii).

În toate fazele piciorului de sprijin lanţul muscular al triplei extensii

este motorul principal; el depune o activitate dinamică de învingere, care

creşte progresiv şi asigură desprinderea de sol.

În timpul zborului cele două membre inferioare depun activităţi

musculare deosebite, cel care a efectuat impulsia se pregăteşte să

efectueze fazele piciorului oscilant, relaxând lanţul triplei extensii spre a

lăsa liberă oscilaţia înainte; membrul inferior care asigură fazele

oscilaţiei se pregăteşte să ia contact cu solul, prin intrarea în tensiune a

lanţului triplei extensii care să asigure amortizarea.

În faza pasului posterior, membrul inferior care a făcut impulsia

devine oscilant şi pendulează cu genunchiul uşor flexat până la verticală.

139

Această pendulare se face cu două forţe şi anume: gravitaţia care

produce o accelerare către înainte a piciorului oscilant şi forţa de

contracţie a lanţului muscular a triplei flexii; aceasta din urma intervine

cu atât mai puternic cu cât viteza alergării este mai mare, gravitaţia

nemaiputând să asigure proiecţia piciorului oscilant din cauza timpului

tot mai scurt în care trebuie să se petreacă această fază. De aceea la

alergătorii de viteza este important să se urmărească în paralel cu

creşterea calităţilor motrice ale lanţului muscular al triplei extensii şi a

calităţilor motrice ale lanţului muscular al triplei flexii.

În momentul verticalei piciorului oscilant, pentru un timp

foarte scurt, cele două lanţuri musculare antagoniste depun o activitate

statică de consolidare asigurând prin efortul lor combinat poziţia la

verticală a piciorului oscilant. Este de remarcat că tripla flexie imprimă

membrelor inferioare scurtarea necesară prin flexia genunchiului şi flexia

dorsală a labei piciorului. În faza pasului anterior a piciorului oscilant,

proiecţia viguroasă înainte este asigurată de lanţul muscular al triplei

flexii, unde efortul principal este asigurat de flexorii coapsei pe bazin.

Contribuţia acestei grupe musculare este cu atât mai însemnată cu cât

viteza de alergare este mai mare.

8.3. Analiza biomecanică a mişcărilor locomotorii aciclice

8.3.1. Săriturile

Săriturile sunt mişcări locomotorii care se caracterizează printr-

un zbor prelungit în care timp corpul descrie în aer o parabolă. Traectoria

în aer depinde de mai mulţi factori: scopul săriturii (în lungime, înalţime,

cu prajina), viteza iniţiala şi unghiul de desprindere.

140

Clasificarea săriturilor după traiectorie: (fig. 67A)

Fig.67. A- Traiectoria diferitelor tipuri de sărituri: a) în lungime; b) în înălţime;

c) pe înălţime; d) în adâncime;

a) săritura în lungime cu traiectorie joasă;

b) săritura în înălţime cu triectorie înaltă;

c) săritura pe înălţime (pe un obstacol) cu traiectorie ascendentă;

d) săritură în adâncime (de pe un obstacol) cu traiectorie descendentă.

După tehnica execuţiilor săriturile sunt simple (lungime, înălţime) şi cu

sprijin (cu prajina, la cal).

Particularităţile biomecanice ale săriturilor. Biomecanic

săriturile pot fi descompuse în patru faze: pregătirea, desprinderea

(bătaia), zborul şi aterizarea. Aceste faze sunt legate între ele şi se

condiţionează reciproc; fiecare fază are particularităţile sale.

1. Faza de pregătire diferă după cum săritura este de pe loc sau cu

elan.

La săritura de pe loc se fac o serie de mişcări cu trunchiul şi cu

membrele constituind avântarea; mişcările constau dintr-o succesiune de

141

coborâri şi ridicări ale C.G.G asociate cu mişcări conjugate ale

membrelor superioare şi uşoara aplecare a trunchiului înainte.

Mişcările membrelor inferioare au drept scop punerea în

«tensiune optimă» a lanţului muscular al triplei extensii şi stabilirea unui

«unghi optim de flexie» la nivelul articulaţiilor membrelor inferioare de

bătaie, unghi de la care să se declanşeze contracţia balistică pentru

desprinderea de pe sol. Aplecarea trunchiului înainte are drept scop

punerea C.G.G pe direcţia impusului piciorului de bătaie, în cazul când

acesta nu se realizează, apar momente de rotaţie care scad eficacitatea

săriturii.

La săriturile cu elan, pregătirea se face prin alergare, care

imprimă corpului o viteză orizontală care contribuie la alungirea

traiectoriei.

2. Faza de bătaie (desprinderea) constă din contracţia balistică

puternică a lanţului triplei extensii de la membrele inferioare de bătaie.

Pentru că eficienţa acestei contracţii să fie maximă Hochmuth a arătat că

este necesară «o coordonare a impulsurilor parţiale», adică să fie o

succesiune corespunzatoare a contracţiilor grupelor musculare care

efectuează bătaia. Când această coordonare nu există cum se întâmplă la

copii sau la sportivii supra antrenaţi, la nivelul pârghiilor formate de

coapsă, gambă şi laba piciorului apar forţe de frânare, pentru invingerea

cărora se va cheltui o parte din forţa de contracţie a muşchiului care

efectuează impulsia de la sol.

Viteza iniţială este asigurată la săritura de pe loc numai la

contracţia musculaturii (tripla extensie), pe când la săritura cu elan viteza

iniţiala se compune din viteza orizontală a elanului şi din contracţia

lanţului triplei extensii de la membrul inferior de bătaie. În acest caz,

traiectoria este rezultanta acestor forţe care acţionează asupra C.G.G.

142

Unghiul de impulsie este unghiul format de orizontala solului cu

direcţia impulsului musculaturii care efectueaza bătaia.

Unghiul de desprindere este format de orizontala solului cu

direcţia traiectoriei la începutul zborului. Acest unghi este totdeauna mai

mic decât cel de impulsie, întrucât elanul prin viteza sa orizontală

micşorează unghiul de desprindere.

B-Unghiul de desprindere în sărituri

De aceea la săritura de pe loc unghiul de desprindere se apropie

de 45 de grade, pe când la săriturile cu elan el este mai mic; valoarea sa

este cu atât mai scăzută cu cât viteza elanului este mai mare.

La săritura în înălţime unghiul de desprindere este mai mare de

45 de grade fără să depăsească 65- 70 de grade.

3. Faza de zbor este constituită din traiectoria în aer a corpului; ea

începe în momentul desprinderii şi durează până la aterizare. Traiectoria

C.G.G este o parabolă, care în prima parte este ascendentă uniform

încetinită, iar în a doua parte este descendentă având o viteză uniform

143

accelerată. În timpul zborului curenţii de aer frânează viteza, care atinge

valori considerabile la săriturile cu schiul. Forţele interne ale corpului nu

influienţeaza traiectoria C.G.G însă asigură pe timpul zborului o poziţie

convenabilă trunchiului şi membrelor în vederea trecerii obstacolului sau

pregătindu–le pentru aterizare.

În faza de zbor musculatura corpului se relaxează la săritorii

experimentaţi şi rămâne contractată la începători.

4. Faza de aterizare constă în amortizarea vitezei corpului prin

contactul cu solul; aterizarea se face în diferite moduri, în funcţie de stilul

săriturii. Amortizarea se face printr-o serie de forţe, de frânare dintre

care cea mai importantă este contracţia «de cedare» a musculaturii, în

special a membrelor inferioare. La frânarea vitezei zborului mai

contribuie rezistenţa şi elasticitatea ţesuturilor şi articulaţiilor, precum şi

calităţile solului (sol afânat, nisip, burete din material plastic).

Amortizarea începe din momentul contactului cu solul şi ţine până la

anularea totală a vitezei.

Analiza musculară. Principala forţă musculară care imprimă

eficienţa săriturii este lanţul muscular al triplei extensii la membrele

inferioare de bătaie. Înainte de declanşarea contracţiei de învingere a

acestui lanţ muscular se produce o uşoară flexie în articulaţia membrelor

inferioare cu scopul de a creea condiţii biomecanice optime. Prin

flectarea articulaţiei muşchii extensori sunt întinşi, intră în stare de

tensiune şi în momentul contracţiei vor realiza un lucru mecanic mai

mare (lungirea scurtării este mai mare în condiţiile în care muşchiul este

în prealabil întins). Prin flectare se urmăreşte realizarea unui unghi optim

de flexie de la care se poate declanşa extensia cu cea mai mare

eficacitate. Acest unghi de flexie variază de la individ la individ şi este în

funcţie de lungimea pârghiilor osoase ale membrelor inferioare de bătaie

144

şi de masele parţiale ale segmentelor corpului. Determinarea unghiului

optim de flexie se realizează prin filmarea unor sărituri cu peste 300

imagini pe secundă.

În concluzie, la analiza musculară se poate arăta că principalul

motor al săriturii este lanţul triplei extensii. Este deosebit de important să

arătăm că activitatea acestui lanţ prin efortul muscular este «de

învingere» la bătaie şi «de cedare» la aterizare. De aceea toţi sportivii

trebuie să aibă antrenat acest lanţ, atât pentru efortul de învingere cât şi

pentru efortul de cedare. În ansamblul metodicii antrenamentului trebuie

prevăzute complexe de exerciţii şi aparate, care să solicite în ambele

sensuri aceste lanţuri musculare.

8.3.1.1. Săritura în lungime cu elan

Traiectoria săriturii este o parabolă lină; unghiul de desprindere este

mai mic decât 1/2 din unghiul de impulsie, atingând în cazurile marilor

performanţe 20–25 de grade. În timpul elanului corpul este înclinat

înainte, de obicei mai mult decât la alergările de viteză (fig. 68).

Fig. 68. Analiza schematică a fazelor săriturii în lungime cu elan:

1) elanul; 2) bătaia; 3, 3’, 3” zborul; 4) aterizarea

145

Bătaia se face pe un singur picior, motiv pentru care lungimea

traiectoriei este determinată în mai mare măsură de viteza elanului decât

de forţa de impulsie.

În timpul zborului există mai multe tehnici ca: ghemuit, cu paşi

în aer şi altele, care tind să realizeze atât alungirea traiectoriei, cât şi o

aterizare cât mai bună.

Amortizarea se face pe ambele membre inferioare, care iau

contactul cu solul prin călcâie, având flectate puternic articulaţiile

genunchilor şi coxofemurale.

Principala sursă de frânare o constituie contracţia «de cedare» a

lanţului muscular al triplei extensii, care transformă lanţul cinematic al

membrelor inferioare într-un resort elastic şi se opune accentuării flexiei.

Aterizarea la săritura în lungime pune numeroase probleme de

coordonare neuro-musculară. Astfel dacă membrele inferioare sunt duse

prea mult înainte, iar viteza săriturii este mică, aterizarea este ratată,

corpul câzând înapoi. Din contră dacă ducerea membrelor inferioare

înainte este mai puţin accentuată, iar viteza este mai mare, corpul cade

înainte.

Pentru realizarea unor mari performanţe este absolut necesar

să se realizeze o viteză orizontală cât mai mare, iar membrele inferioare

să fie duse mai înainte. Înerţia corpului va asigura continuarea

traiectoriei C.G.G şi după luarea contactului cu solul, reuşind să asigure

astfel condiţii optime pentru aterizare.

La începători acest lucru nu este posibil, de aceea ducerea

înainte a membrelor inferioare va fi cu atât mai mare cu cât se poate

realiza o viteza cât mai mare.

146

8.3.1.2. Săritura în înalţime

Traiectoria este o parabolă înaltă, unghiul de desprindere este mai

mare de 45 de grade şi atinge în cadrul unor performanţe mari valoarea

de 65–75 grade. La aceste sărituri elanul joacă un rol mai redus, forţa

principală fiind contracţia musculaturii piciorului de bătaie. Pentru ca

ştacheta să nu fie atinsă, este necesar să se ţină seama nu numai de

traiectoria C.G.G, ci şi de poziţia în spaţiu a diferitelor segmente ale

trunchiului şi membrelor, acestea trebuie să fie cât mai mult grupate în

jurul C.G.G, altfel riscă să atingă stacheta.

Esenţialul este că traiectoriile diferitelor părţi ale corpului să se

apropie cât mai mult de traiectoria C.G.G.În timpul zborului există mai

multe tehnici de atacare a ştachetei: prin ghemuire, prin păşire

(foarfeca), prin rostogolire ventrală, rostogolire dorsală (Mexico 1968).

Se pare că tehnica prin rostogolire dorsală creează condiţii optime care

elimina riscul atingerii ştachetei de către membre în timpul zborului

(Fig.69).

Aterizarea nu pune probleme biomecanice deosebite deoarece

terenul pe care se face amortizarea este acoperit cu material elastic.

O problemă esenţială a tehnicii săriturii în înălţime o constituie

analiza biomecanică comparativă a contribuţiei celor două membre

inferioare la realizarea traiectoriei C.G.G.

Se cunoaşte rolul piciorului de bătaie care prin lanţul triplei

extensii este un factor hotarător în realizarea înălţimii traiectoriei.

Ducerea viguroasă înainte şi în sus a piciorului de atac are drept

consecinţă ridicarea C.G.G. şi deplasarea lui către înainte, acţiune de

mare împortanţă pentru realizarea în bune condiţii a trecerii peste

ştachetă.

147

Fig. 69. Diferite procedee de sărituri în înălţime:

A-prin ghemuire; B-prin păşire (foarfeca); C-prin rostogolire ventrală; 1) elanul; 2) bătaia; 3, 3’, 3”- zborul; 4 aterizarea

Analiza comparativă a musculaturii arată că la membrele

inferioare cele două lanţuri musculare care intervin nu sunt identice,

astfel dacă la piciorul de bătaie intervine lanţul triplei extensii, la

piciorul de atac acţionează un lanţ muscular format din flexorii capsei de

bazin, extensorii genunchiului şi flexorii dorsali ai plantei.

Concluzia care se desprinde indică necesitatea unui antrenament

diferenţiat pentru cele două lanţuri musculare, dacă vrem să obţinem

performanţe înalte.

Exerciţii care sunt bune pentru creşterea calităţii motrice la

piciorul de bătaie nu sunt bune pentru piciorul de atac şi invers.

148

De aceea pentru a îmbunătăţi metodica antrenamentului săriturilor

în înălţime este necesar să ţinem seama şi de acest fapt.

8.3.1.3. Săritura cu prăjina

Este o săritura cu sprijin mobil; întreg sistemul prajină-săritor

poate fi comparat cu o pendulă care oscilează în jurul punctului fix de pe

sol.

Traiectoria C.G.G. nu mai este o parabolă; în prima parte a

săriturii, sportivul execută mişcări active care determină schimbarea

poziţiei sale faţă de prajină din atârnat în stând pe mâini.

Săritura cu prăjina se bazează pe energia cinetică dezvoltată de

elan, combinată cu forţa de impulsie a bătăii, care imprimă corpului o

mişcare de pendulare pe prajină şi se continuă apoi cu o tragere şi

ridicare a corpului deasupra nivelului de apucare a prajinei. (fig.70)

Fig. 70. Lanţurile musculare care asigură săritura cu prăjina

149

Elanul se caracterizează printr-o alergare accelerată care are drept

scop imprimarea unei viteze lineare cât mai mari.

Bătaia - se produce pe piciorul stâng odată cu ridicarea prăjinei

deasupra capului şi este asigurată de lanţul triplei extensii.

După fixarea prăjinei pe sol, aceasta începe să penduleze, iar

corpul săritorului se află atârnat; iniţial atârnarea este pasivă

producându-se faza pendulului lung, care începe imediat după părăsirea

solului şi ţine până în momentul în care picioarele au depăşit prăjina.

Mişcarea din cadrul pendulului lung se efectuează prin energia cinetică a

elanului, punctul de rotaţie fiind la nivelul prizei cu mâinile.

Urmează faza pendulului scurt care constă din ansamblul

mişcărilor de tragere şi răsturnare a trunchiului. Efortul musculaturii

corpului accelerează elanul căpătat prin pendulul lung.

Lanţurile musculare ventrale ale corpului acţionează viguros,

scurtând faza de rotaţie şi ca urmare favorizează acceleraţia prin

mişcarea momentului inerţial, C.G.G. se ridică, iar capul şi umerii

basculează în jos.

Tracţiunea, întoarcerea şi împingerea sunt fazele următoare. Ca

urmare a pendulului scurt, trunchiul este răsturnat, iar picioarele sunt

ridicate în sus.

Tragerea se face în braţe şi are rolul de a prelungi mişcarea de

ridicare a C.G.G. imprimandu-i o accelerare bruscă; ea începe în

momentul în care bazinul a depăşit nivelul prizei mâinilor şi nivelul

umerilor. Odată cu tragerea în braţe se produce şi o înşurubare în spirală

a corpului. În continuare are loc o mişcare de împingere în braţe care

ridică şi mai sus corpul şi printr-o mişcare de rotire trece peste ştachetă.

Împingerea În braţe este asigurată prin efortul muscular de

învingere de către lanţul muscular format din flexorii degetelor,

150

extensorii cotului anteductorii în articulaîia scapulo humarală, ridicătorii

şi muşchii care basculează lateral scapula.

Eliberarea prăjinii şi trecerea peste stachetă se face după un

ultim impuls dat de membrele superioare pe prajină, după care o

eliberează; corpul trece peste stachetă descriind un arc de cerc, de regulă

cu faţa în jos.

Când se folosesc prăjini de material plastic elasticitatea acestora

măreşte valoarea impulsului musculaturii corpului; totodată ele permit şi

o priză mai înaltă (peste 4,25m).

Săritura cu prajina pune probleme complexe în pregătirea sportivilor

întrucât solicită numeroase grupe şi lanţuri musculare, atât de la trunchi

cât şi de la membrele superioare şi inferioare. Cunoaşterea acestora

permite o mai bună orientare în metodica antrenamentului săriturilor cu

prăjina.

8.3.2. Analiza biomecanică a aruncărilor

Aruncările sunt probe atletice care pot fi impărţite după modalitatea în

care forţa aruncătorului este aplicată în mişcarea obiectului. Astfel

putem avea: împingeri (greutate), azvârliri (suliţă), lansări (disc,

ciocan). În toate aruncările centrul de greutate al obiectului descrie în

timpul zborului o traiectorie curbă asemănătoare unei parabole. Factorii

care determină lungimea unei aruncări sunt :

- viteza iniţială (V0) cu care obiectul părăseşte mâna;

- unghiul de lansare şi unghiul de teren;

- suprafaţa frontală opusă aerului de către obiectul aflat în zbor.

Viteza iniţială este cel mai important factor care determină

lungimea aruncării, deoarece în ecuaţia care determină distanţa de

aruncare, viteza intră prin pătratul ei:

151

X= Vo² x sin² α / G unde:

X = lungimea aruncării; Vo = viteza iniţială a obiectului; unghiul α =

unghiul de lansare şi G = acceleraţia gravitaţiei

Viteza este rezultatul mai multor forţe care se aplică obiectului şi

anume: viteza orizontală sau circulară a elanului şi contracţia

musculaturii corpului. Este necesar ca toate aceste forţe să acţioneze

coordonat, pentru ca efectul lor să se însumeze; în caz contrar rezultă

forţe care se anulează sau franează şi scurtează lungimea traiectoriei.

În efortul de aruncare, atletul trebuie să-şi ingreuneze întreaga

masă musculară şi nu numai forţa braţelor, ci şi pe cea a trunchiului şi

membrelor inferiare. De aceea forţa rezultantă este proporţională cu

numărul grupelor musculare angrenate în mişcare. Un alt factor mecanic

care are mare importanţă în creşterea vitezei este timpul cât acţionează

forţa asupra obiectului de aruncat. Cu cât aceasta acţionează un timp mai

îndelungat, cu atât energia cinetică este mai importantă, iar viteza este

mai mare.

În fine, un alt factor mecanic care condiţionează creşterea vitezei

este intensitatea forţei aplicată obiectului. Deci cu cât forţa contracţiei

musculare va fi mai mare cu atât şi viteza imprimată obiectului de

aruncat va fi mai mare.

Se poate concluziona că viteza iniţială va fi maximă atunci când

forţele arătate acţionează simultan pe tot parcursul, pe aceeaşi direcţie şi

trec prin centrul de greutate al obiectului. Viteza iniţială va fi redusă

dacă forţele acţionează succesiv şi fiecare numai pe o fracţiune de

parcurs.

Corpul omenesc, prin constituţia sa, nu permite să se realizeze în

mod ideal o acţiune simultană a forţelor pe întregul parcurs. De aceea

din punct de vedere biomecanic este mai bine ca forţele să intre în

152

acţiune în ordinea descrescandă a intensităţii lor, iar forţele mai mari să

acţioneze pe o fracţiune de parcurs mai lungă.

Concluzia practică care se impune este că la aruncări, mişcarea

odată începută, trebuie să se execute în mod continuu până la terminarea

ei. Este necesar de asemenea ca mişcarea să fie efectuată cu o viteza

treptat crescândă.

Unghiul de lansare (fig.71)

Fig.71. Aruncarea greutăţii:

&-unghiul de lansare; B-unghiul de teren; I-înălţimea de lansare

Teoretic în orice aruncare, unghiul cel mai favorabil pentru

obţinerea unei traiectorii cât mai lungi de aruncare este de 45 grade.

Acest principiu este valabil pentru aruncările în vid; în probele sportive

intervin numeroşi factori care modifică unghiul de lansare şi anume:

rezistenţa aerului, calităţile aerodinamice ale obiectelor de concurs etc.

La unele aruncări greutatea în special, unghiul de lansare este mai

mic de 45grade, (30-40 grade) întrucât, din motive anatomo funcţionale

eficacitatea impulsiei este mai mare dacă se face perpendicular pe torace.

Unghiul de teren (fig. 71) – este format din orizontala solului şi

din dreapta care uneşte locul de cădere al obiectului cu punctul de

lansare.

153

Practica a arătat că se realizează cea mai lungă traiectorie atunci

când unghiul de lansare şi jumătate din unghiul de teren totalizeaza

împreună 45 grade.

La aruncarea discului, ciocanului şi suliţei, unghiul de teren este

foarte mic din cauza lungimii mari a traiectoriei; la greutate el este mult

mai mare.

Pentru greutate, unghiul optim de teren este de 40-41 grade;

aruncătorii înalţi sunt avantajaţi faţă de cei scunzi.

Rezistenţa aerului când este opusă sensului de mişcare a

obiectului, îi frânează viteza şi provoacă scurtarea traiectoriei. Acţiunea

rezistenţei aerului se execută asupra suprafeţei frontale a obiectului, pe

secţiunea sa dominantă şi este proporţională cu mărimea acestei

suprafeţe. Suprafaţa frontală a secţiunii dominante variază cu înclinarea

obiectului (disc, suliţă) pe direcţia traiectoriei. De asemenea, rezistenţa

aerului creşte proporţional cu pătratul vitezei de zbor şi cu sensul şi

viteza curenţilor de aer (vântul).

Fazele aruncărilor. Deşi sunt diferite ca formă de execuţie,

aruncările au un fond comun caracterizat prin faze care se succed şi

anume:

- pregătirea pentru aruncare;

- elanul ;

- efortul final sau aruncarea propriu-zisă;

- restabilirea după aruncare.

Pregătirea pentru aruncare – constă din prinderea obiectului

urmată de o serie de mişcări cu scopul de a-l pune pe aruncător într-o

poziţie cât mai favorabilă de pornire în elan.

Astfel avem: ridicări pe piciorul de sprijin în aruncarea greutăţii,

legănări la disc sau 1-3 rotări la lansarea ciocanului. Aceste mişcări au

154

rolul de a pune în tensiune lanţurile musculare care vor efectua elanul,

creând condiţii mecanice optime prin dispunerea corespunzatoare a

pârghiilor osoase în cadrul lanţurilor cinematice ale trunchiului şi

membrelor.

Ele mai au rolul de a determina apariţia unor informaţii

proprioceptive la nivelul muşchilor în vederea unei bune coordonări a

aruncării.

La disc şi ciocan, aceste mişcări mai au şi rolul de a realiza o

viteza circulară necesară efortului de aruncare.

Elanul – este compus dintr-o serie de mişcări care au drept scop

asigurarea unei viteze iniţiale optime, precum şi din luarea de către

aruncător a unei poziţii cât mai favorabile pentru efectuarea cu eficacitate

maximă a efortului final de aruncare.

Structura elanului este determinată de tehnica tipurilor de

aruncare. Astfel avem:

- elanuri sub formă de săltare, la aruncarea greutăţii;

- elanuri sub formă de piruetă în lansarea discului, ciocanului;

- elanuri sub formă de alergare la suliţă.

Elanul determină creşterea traiectoriei de aruncare cu 1-2 m, la greutate

3-8 m, la disc, 15 -20 m, la suliţă.

În timpul elanului, trenul inferior al corpului se deplasează mai

repede decât trenul superior şi mâna care ţine obiectul de aruncat. Se

creează un moment denumit de autori depăşirea aparatului care are rolul

de a accentua la maxim starea de tensiune a lanţurilor musculare care vor

efectua efortul de aruncare şi mărirea prin aceasta a randamentului. Este

necesar ca în cadrul elanului să existe o coordonare cât mai bună a

impulsurilor parţiale care pun în contracţie succesivă sau simulatană

diferite grupe musculare.

155

Efortul final – este constituit dintr-o contracţie puternică a

lanţurilor musculare care imprimă o viteză crescută obiectului, ce se

adaugă la viteza elanului.

Din compunerea acestor două viteze rezultă viteza iniţială de

aruncare a obiectului. În cadrul acestei faze este important să nu existe

nici o forţă de frecare, sau acţiunea acestora să fie micşorată la

maximum; unele cauze de frână pot fi: încetinirea elanului sau oprirea

pentru a se creea baza de sprijin necesară efortului de aruncare.

Efortul musculaturii corpului începe prin contracţia puternică a

maselor musculare a trunchiului la nivelul bazinului şi a regiunii

lombare. Succesiunea intrării în contracţie a grupelor musculare

următoare poate fi asemănată cu o undă contractilă care porneşte din

regiunea C.G.G şi difuzează ondulatoriu către extremităţi.

Timpul de contracţie, durata acţiunii musculaturii trebuie

continuate cât mai mult.

Lanţurile musculare care efectuează efortul final de aruncare

antrenează grupe musculare antagoniste, dintre care unele acţionează

după tipul de învingere iar altele după tipul de cedare. Principalul efort

dinamic de învingere îl depune un lanţ muscular format din: extensorii

mâinii, ai cotului, anteductorii şi abductorii articulaţiei scapulo-

humerală, muşchii care fac deplasarea ventrală şi bascula laterală a

scapulei.

Acest lanţ muscular al membrelor superioare se continuă la torace

cu lanţurilor ventrale încrucişate ale pereţilor abdominali, iar la

membrele inferioare cu lanţul triplei extensii. Concomitent antagoniştii

acestui lanţ muscular, atât la trunchi cât şi la membre, depun un efort

dinamic de cedare. Este de subliniat îndeosebi activitatea de cedare a

muşchilor şanţurilor vertebrale.

156

Poziţia corpului aruncătorului în efortul final de aruncare este

în echilibru nestabil, din care cauza în timpul acestui efort care

dezechilibrează corpul prin împingere C.G.G înainte, este necesar să fie

asigurat şi echilibrul; acest lucru se face printr-o contribuţie musculară

statica de fixare a lanţurilor musculare antagoniste ale trunchiului şi

membrelor inferioare. Astfel efortul de aruncare se îndeplineşte cu

concursul împletirii activităţii dinamice cu activitatea statică; dozarea

efortului static pe parcursul efortului dinamic este strâns legată de

informaţiile proprioceptive care sosesc neîncetat la sistemul nervos

central, de la muşchi, tendoane şi ligamente.

Păstrarea echilibrului este şi rezultatul unei sinteze corticale între

informaţiile proprioceptive, informaţiile vestibulare şi cele venite pe

calea analizatorilor vizuali.

Faza de restabilire – începe imediat ce obiectul a părăsit

mâna aruncatorului; ea are drept scop frânarea vitezei orizontale a

corpului şi restabilirea echilibrului. Frânarea mişcării şi restabilirea

echilibrului după aruncare se efectuează în diferite moduri, în funcţie de

tipul de aruncare şi de viteza orizontală a corpului.

Astfel, la aruncarea suliţei, unde viteza orizontală restantă este mare

pe langă activitatea musculară se efectuează şi un pas lung pentru

mărirea bazei de susţinere a corpului. La disc şi ciocan unde este necesar

să fie frânată mişcarea de rotaţie a corpului, se efectuează o serie de

mişcări ale trunchiului şi membrele inferioare, fără ca acestea să fie

ridicate de pe sol. La greutate, efortul final de restabilire se efectuează

fără deplasări ale membrelor inferioare.

În general, la toate tipurile de aruncări, efortul muscular în faza

de restabilire antrenează contracţia grupelor şi lanţurilor musculare

antagoniste, celor care au făcut impulsia şi este de tip dinamic de cedare.

157

Elementele de efort dinamic sunt completate cu o participare

importantă statică a musculaturii necesară pentru restabilirea şi

menţinerea echilibrului corpului, unde rolul cel mai important îl au

lanţurile musculare ale membrelor inferioare şi a şanţurilor vertebrale.

La disc şi ciocan în restabilirea echilibrului după lansare, un rol

important îl îndeplinesc şi membrele superioare care prin mişcări variate

măresc momentul inerţial şi capacitatea de restabilire a echilibrului.

Scoarţa cerebrală care conduce această activitate şi centrii subcorticali,

folosesc în reglarea mişcărilor informatii complexe primite de la

proprioceptori, aparatul vestibular şi analizatorul vizual.

8.3.2.1. Analiza biomecanică a aruncării ciocanului

Aruncarea ciocanului este o mişcare complexă de tip lansare ale cărei

faze sunt urmatoarele:

- poziţia de plecare ;

- elanul cu rotările iniţiale şi piruietele;

- efortul final;

- restabilirea echilibrului (fig.72).

În timpul elanului şi efortului final se dezvoltă o puternică forţă

centrifugă, care este echilibrată pâna la eliberare de către musculatura

corpului.

Forţa centrifugă dezvoltată se exercită sub forma de tracţiuni aplicate

asupra mânerului ciocanului arată o îmbinare de efort muscular dinamic

şi static. În prima parte a elanului aruncătorul aflat cu spatele în direcţia

aruncării, imprimă ciocanului o mişcare circulară în plan înclinat; în cea

de a doua parte a elanului odată cu intrarea în prima piruetă, începe

rotarea întregului sistem – aruncător–ciocan, concomitent cu o mişcare

158

de translaţie, corpul înaintând cu circa 50-55 cm la fiecare din cele trei

piruete.

Fig.72. Lanţurile musculare care asigură aruncarea ciocanului:

a) rotările preliminare; b) piruetele; c) pregătirea finalului, finalul şi lansarea

Ca urmare a acestor mişcări, ciocanul primeşte o acceleraţie care

creşte progresiv şi ajunge la maximum în momentul efortului maxim.

Odată cu acceleraţia, creşte şi valoarea forţei centrifuge, căreia trebuie

să-i facă faţă aruncătorul printr-un efort considerabil în care se îmbină

activitatea dinamică de cedare cu cea statică de echilibrare. Făcând o

sinteză a activităţii musculare rezultă că în aruncarea ciocanului lanţurile

159

musculare cele mai solicitate sunt rotatorii către stânga ai trunchiului şi

membrelor superioare, muşchii şanţurilor vertebrale şi tripla extensie la

membrele inferioare.

Activitatea dinamică de învingere şi de cedare a acestor lanţuri

musculare se împleteşte cu activitatea statică de fixare (echilibrare)

depuse de lanţurile musculare antagoniste ale trunchiului şi membrelor

inferioare.

Ţinând seama de aceste date, este recomandabil ca în

antrenamentul aruncătorilor de ciocan să se introducă exerciţii statice şi

dinamice în proporţiile corespunzatoare activităţii depuse de lanţurile

musculare pe parcursul mişcării.

În stabilirea exerciţiilor trebuie să se ţină seama ca acestea sa nu

fie prea diferite de deprinderea motrică de bază spre a nu se creea

deprinderi parazite; de asemenea, trebuie să se ţină seama şi de

specificul activităţii musculare statică sau dinamică.

8.3.2.2. Analiza biomecanică a aruncării discului

Aruncarea discului este o mişcare de tip « lansare » în care

sportivul execută o serie de mişcări însoţite de piruete, care se desfăşoară

în patru faze:

- pregătirea pentru lansare;

- elanul;

- efortul final;

- restabilirea (fig 73).

160

Fig.73. Lanţurile musculare care asigură aruncarea discului.

Pregătirea se caracterizează printr-o serie de mişcări de legănare,

cu scopul de a asigura o poziţie optimă pentru pornirea în elan.

Elanul este format de câteva mişcări de avântare care constau în

flexii şi extensii succesive ale membrelor inferioare, urmate de câteva

piruete. Avântarea pune în stare de tensiune lanţurile musculare ale

membrelor inferioare, pregătindu-le pentru efortul final. Piruetele au

drept scop realizarea unei viteze de rotaţie cât mai mare, necesară

zborului discului pe o traiectorie cât mai lungă. Sunt solicitate

următoarele lanţuri musculare: în faza de avântare acţionează alternativ

prin efort dinamic de învingere şi de cedare tripla extensie şi muşchii

şanţurilor vertebrale. Piruetele sunt asigurate de către muşchii care rotesc

trunchiul şi membrele inferioare (sistemele încrucişate abdominale şi ale

şanţurilor vertebrale). În timpul piruetelor, membrul superior care ţine

discul este în extensie şi retroducţie, lanţurile sale musculare fiind

întinse, în stare de tensiune, pregătite pentru efortul de lansare.

Efectuarea cu viteză cât mai mare a piruetelor determină creşterea

lungimii traiectoriei discului cu 3-9 m.

La începători apar forţe de frânare ale lanţurilor musculare

antagoniste, care trebuie treptat eliminate; aceasta se poate obţine prin

161

repetări multiple şi în timp a mişcărilor, corectându-le permanent. Un rol

important în procesul obţinerii unei acordări fine şi adecvate îl au

informaţiile proprioceptive şi substanţa reticulată a trunchiului cerebral.

Efortul final adaugă vitezei elanului o nouă forţă motrică care se

aplică discului şi-i măreşte viteza iniţială; această forţă motrică este

rezultatul contracţiei unor serii de grupe şi lanţuri musculare. Efortul

muscular începe printr-o contracţie puternică a maselor lombare care

difuzează apoi ca o undă către extremităţi.

Pe lângă activitatea dinamică, există şi o activitate musculară

statică, de echilibrare, care antrenează numeroase grupe şi lanţurile

musculare, cele mai solicitate fiind cele de la membrele inferioare şi

şanţurile vertebrale. Valoarea şi dozarea efortului static ce se depune pe

parcursul efortului dinamic de lansare este strâns legată de informaţiile

proprioceptive care sosesc neîncetat la scoarţa cerebrală de la muşchi,

tendoane şi ligamente.

Caracteristica efortului muscular final este de contracţie

maximă şi prelungită.

Faza de restabilire începe de îndată ce discul a părăsit mâna

aruncătorului. Ea are drept scop frânarea mişcării de rotaţie, deplasarea

corpului înainte şi restabilirea echilibrului.

Această activitate este asigurată de grupele şi lanţurile musculare

antagoniste şi acelora care au efectuat efortul final. La acest efort

dinamic de cedare se adaugă o importantă componentă statică de

echilibrare, unde rolul principal îl au muşchii şanţurilor vertebrale şi

lanţurile musculare antagoniste ale membrelor inferioare. Un rol

important în restabilirea echilibrului după lansare revine şi membrelor

superioare care efectuează mişcări laterale şi de balansare.

162

Ţinând seama de datele furnizate de analiza biomecanică este

recomandabil ca în metodica antrenamentului discobolilor să se introducă

exerciţii dinamice şi statice în proporţie corespunzatoare activităţii

depuse de lanţurile musculare pe parcursul mişcării.

În stabilirea exerciţiilor trebuie să se ţină seama, în afară de

specificul activităţilor musculare, şi de faptul că exerciţiile să nu fie

prea diferite de deprinderea motrica de bază, care să frâneze obţinerea

unor performanţe înalte.

8.3.2.3. Analiza biomecanică a aruncării suliţei

Aruncarea suliţei este o mişcare complexă de tip azvârlire,

având din punct de vedere biomecanic patru faze: pregătirea, elanul,

efortul final şi restabilirea.

Elanul (fig 74) – constă dintr-o alergare accelerată, progresiv,

în timp ce suliţa depăşeşte uşor umărul drept; musculatura depune un

efort dinamic asemănător cu cel din alergarea de viteză.

Fig.74. Lanţurile musculare care asigură aruncarea suliţei

163

Cu câţiva paşi înainte de azvârlire, sportivul efectuează faza de

depăşire a aparatului, care constă în deplasarea înainte a bazinului în

timp ce membrul superior cu mâna care ţine suliţa este dus mai înapoi,

iar trunchiul se înclină pe spate. Rolul acestei faze este de a realiza o

întindere a lanţurilor musculare care vor efectua efortul final de

impulsie.

Explicaţia biomecanică a acestei faze, precum şi utilizarea sa

rezultă din urmatoarele: este cunoscut faptul că lucrul mecanic efectuat

de un muşchi se calculează după formula:

Lm = F.d.

unde F= forţa, iar d= deplasarea (lungimea scurtării muşchiului).

Formula aceasta este valabilă numai în cazul în care forţa

acţionează de-a lungul deplasării. Dacă însă forţa face cu direcţia

deplasării un unghi oarecare alfa, ecuaţia lucrului mecanic devine:

Lm = f x cosinus de α

În aceste cazuri, forţa F, are două componente, una normală –

care este îndreptată către sprijin şi se anulează, şi una tangenţială care

produce deplasarea obiectului sau segmentului corpului. După legea lui

Weber – Fick scurtarea maxima a muşchilor se face până la ½ din

lungimea părţii cărnoase a muşchiului aflat în repaus. După această lege,

scurtarea determină amplitudinea mişcării la nivelul articulaţiilor şi este

în funcţie de lungimea părţii carnoase a muşchilor care produc mişcarea.

În cazul nostru, la azvârlirea suliţei, faza de depăşire a

aparatului are rol de a mari lungimea unor grupe musculare (cele care

vor efectua efortul de împulsie) şi prin aceasta de a creşte lungimea

scurtării determinând astfel mărirea valorii lucrului mecanic efectuat şi

implicit creşterea randamentului la aruncarea suliţei.

164

Efortul final – constă dintr-o contracţie foarte puternică a unui

vast lanţ muscular, care începe la nivelul mâinii cu suliţa, se continuă

încrucişând trunchiul şi se termină cu piciorul care se sprijină pe sol.

Acest lanţ muscular este format din flexorii degetelor (care în partea

finală a impulsiei se relaxează şi eliberează suliţa), extensorii cotului,

abductorii şi anteductorii în articulaţia umărului, muşchii care

deplasează ventral şi basculează lateral scapula, lanţurile rotatorii către

stânga ale trunchiului care îl înlănţuiesc în spirală şi lanţul triplei

extensii de la piciorul de sprijin.

Activitatea acestui lanţ muscular este dinamică, de învingere;

concomitent, lanţul muscular antagonist depune un efort muscular

dinamic de cedare.

În condiţiile unei tehnici avansate în aruncarea suliţei, efortul

muscular trebuie să înceapă la nivelul regiunii învecinate C.G.G de unde

să difuzeze către extremităţi. Astfel se produce pentru jumătatea

superioară a corpului o mişcare asemănătoare celei de biciuire care se

termină la nivelul mâinii în momentul când aceasta eliberează suliţa

pentru înscriere pe traiectorie.

În faza de restabilire – echilibrul corpului se asigură prin

frânarea vitezei liniare a elanului şi redresarea corpului aplecat înainte la

sfârşitul fazei de impulsie.

În paralel contribuie şi o activitate musculară statică

de echilibrare caracteristică tuturor stilurilor de aruncare. La asigurarea

echilibrului mai contribuie şi efectuarea unui pas sau doi pentru mărirea

bazei de susţinere a corpului.

165

8.4. Analiza biomecanică a unor mişcări complexe din jocurile

sportive

Mişcările din jocurile sportive antrenează într-o măsură mai mare

sau mai mică majoritatea musculaturii corpului. Din acest motiv, analiza

biomecanică în jocurile sportive trebuie făcută separat pentru fiecare

element de tehnică şi nu global, întrucât mişcările sunt de o complexitate

extremă. Cu toate acestea, în jocurile sportive există fără a constitui însă

o regulă, poziţiile iniţiale şi finale, precum şi mişcări cu aceleaşi

caracteristici generale de structură: lovitura de atac la volei, aruncarea la

coş în baschet, lovitura de la 7 m la handbal, şutul la fodbal, etc.

În general, în analiza biomecanică a unor procedee tehnice din

jocurile sportive trebuie studiate urmatoărele aspecte:

a). Condiţiile mecanice iniţiale din procedeul de studiere;

b). Înteracţiunea forţelor pe parcursul execuţiei propriu-zise a

mişcării. Când se studiază o mişcare se urmăreşte: direcţia, viteza,

acceleraţia cu referiri la C.G.G şi la centrele de greutate parşiale ale

segmentelor;

c). Mişcarea complexă se împarte în faze şi momente care se

analizează fiecare separat, făcându-se legătura între ele.

d). După analiza mişcării de bază se descriu variantele tehnice

şi particularităţile individuale.

c). În concluzia oricărei analize biomecanice se vor trage

învăţăminte privind îmbunătăţirea metodicii antrenamentului sportiv. O

importanţă deosebită o are precizarea tipului de activitate musculară care

ne dă indicaţii preţioase în alegerea exerciţiilor şi aparatelor folosite în

antrenamentul sportivilor.

166

8.4.1. Elemente de analiză biomecanică în jocul de volei

Dinamismul jocului de volei solicită mult lanţurile musculare ale

trunchiului şi membrelor. Pe lângă activităţile dinamice muscularatura

depune şi o importantă activitate statică de echilibrare pentru asigurarea

poziţiei corpului aflat deseori în situaţii de dezechilibrare marcată. Din

aceste situaţii sportivul trebuie să efectueze o serie de execuţii tehnice,

dificile în scopul de a readuce mingea în teren sau de a o ridica şi servi

pentru joc coechipierilor. Vom analiza unul din aceste procedee tehnice:

lovitura de atac (fig 75).

Fig. 75. Lanţurile musculare care asigură lovitura de atac la volei

Lovitura de atac – este o mişcare viguroasă, desfăşurată cu forţă

şi în viteză maximă cu scopul de a imprima mingii o viteză de deplasare

cât mai mare şi o traiectorie care să surprindă apărarea adversă. Mişcarea

se execută de regulă în apropierea plasei şi din săritură. Mişcarea de

lovire constă dintr-o contracţie puternică– balistică de tip învingere a

167

unui lanţ muscular lung, care începe la membrele superioare cu: flexorii

carpului şi cotului, retroductorii cotului, retroductorii braţului, muşchii

coborâtori şi cei care basculează medial scapula, lanţul se continuă la

trunchi cu muşchii pereţilor abdominali, iar la membrele inferioare cu

lanţul triplei extensii. O menţiune specială trebuie acordată muşchilor

pronatori ai antebraţelor şi si flexorilor carpului, de care depinde direcţia

traiectoriei mingei. Executarea şi în viteză a acestei mişcări cere o

participare importantă a analizatorului vizual şi informaţii corecte de la

proprioreceptori, care să furnizeze centrilor nervoşi motori informaţii

suficiente privind orientarea în spaţiu şi aprecierea distanţei. După

efectuarea loviturii, efortul muscular se adresează restabilirii echilibrului

după luarea contactului cu solul, unde un rol deosebit îl au: muşchii

şanţurilor vertebrale şi toate lanţurile musculare antagoniste de la

membrele inferioare, tipul acestei activităţi este static de fixare. De la

acest lanţ muscular se cere forţă, viteză şi precizie; pe baza analizei

biomecanice făcute, se pot imagina exerciţii şi aparate care să dezvolte cu

precădere la acest lanţ muscular calităţile motrice arătate.

8.4.2. Elementele de analiză biomecanică în baschet

Spre deosebire de celelalte jocuri sportive, baschetul cuprinde în

dinamica exerciţiilor sale tehnice cu precădere elementele de viteză,

îmbinate cu precizie, pe un fond de pregătire fizică generală caracterizată

printr-o mare rezistenţă.

Musculatura corpului este solicitată global şi multilateral. Astfel în

ceea ce priveşte activitatea dinamică, există o preponderenţă a lucrului

mecanic depus de ½ superioară a corpului, în timp ce membrele

inferioare acţionează ca un suport mobil şi elastic, care execută

168

concomitent paşi de alergare întreruptă de numeroase schimbări de

direcţie.

Un rol deosebit îl au lanţurile musculare încrucişate ale pereţilor

abdominali şi ale sanţurilor vertebrale, care asigură rotările şi pivotările

trunchiului pe bazin, şi pe membrele inferioare.

În ceea ce priveşte dinamica membrelor superioare ea se

caracterizează prin dese ridicări ale acestora combinate cu extensia

coloanei vertebrale urmate fie de pase, fie de aruncări la coş (fig.76)

Fig.76. Lanţurile musculare care efectuează aruncarea din elan în jocul de baschet

169

Redresarea trunchiului şi ridicarea membrelor superioare trebuie

executate cu mare viteză şi precizie, adesea din alergare, cu capul flectat

înainte sau înclinat lateral. Principalul rol în execuţia acestor mişcări îl

are un lanţ muscular format din muşchii şanţurilor vertebrale continuat la

membrele superioare şi extensorii cotului, anteductorii braţului, precum

şi muşchii care ridică şi basculează, deplasează– medial scapula.

Pe lângă activitatea dinamică, musculatura depune şi o importantă

activitate statică. Ceea ce caracterizează efortul static este asigurarea

echilibrului în condiţiile unui mare dinamism, precum şi creerea unui

sprijin eficient pentru efectuarea unor mişcări în viteză şi cu precizie.

Principalul rol în activitatea statică revine membrelor inferioare

şi bazinului, adică acelor componente ale corpului care sunt situate sub

nivelul C.G.G. Este cunoscut faptul că în condiţiile jocului de baschet,

C.G.G al corpului suferă deplasări multiple în mare viteză, ceea ce

crează solicitări statice variate pentru asigurarea echilibrului. Principală

cauză mecanic care solicită static musculatura corpului este variaţia

permanentă atât a măririi bazei de sprijin a corpului (când pe un picior

când pe altul, când pe ambele picioare apropiate sau departate), a

numeroaselor înclinări în diferite sensuri care determină ieşirea verticalei

C.G.G în afara bazei de sprijin. Datorită acestor cauze, în jocul de

baschet există o variaţie mare a unghiului de stabilitate, ceea ce măreşte

solicitarea statică.

Vom analiza aruncarea la coş a mingiei. Aruncarea de pe loc

începe printr-o poziţie iniţială caracterizată biomecanic printr-o uşoară

coborâre a C.G.G, îndatorită unei uşoare flexii a trunchiului şi

membrelor inferioare. Membrele superioare care ţin mingea se află în

flexie de aproape 90 grade la cot şi în uşoara anteducţie a braţelor;

170

privirea caută să facă o cât mai bună apreciere a distanţei. Din această

poziţie jucatorul efectuează o extensie a membrelor inferioare care

ridică C.G.G, şi o tragere a mingei către corp. Urmează aruncarea

propriu-zisă, asigurată de un lanţ muscular format din extensorii cotului,

anteductorii şi abductorii braţului, ridicătorii centurii scapulare şi

muşchii care basculează lateral scapula; la membrele inferioare

acţionează tripla extensie, iar la trunchi, muşchii şanţurilor vertebrale.

Aruncarea la coş este prin excelenţă o probă de mare fineţe,

precizie şi înaltă coordonare nervoasă, unde informaţiile de la

analizatorul vizual, cele proprioceptive şi vestibulare joacă un rol de o

deosebită importanţă. Trebuie de asemenea menţionat rolul concentrării

psihice care precede şi însoţeşte efortul de aruncare.

Aruncarea din elan ridică probleme grave atât mecanice cât şi

tehnice şi de coordonare nervoasă. Din punct de vedere muscular ea este

asigurată de aceleaşi grupe musculare, la care se adaugă lanţurile

musculare încrucişate ale trunchiului.

8.4.3. Elemente de analiză biomecanică în hanbal

Hanbalul în 7 se caracterizează printr-o activitate motrică

complexă şi un mare dinamism. În timp ce trunchiul şi membrele

superioare efectuează mişcări variate care solicită puternic toate lanţurile

musculare ale membrelor inferioare pe lângă activitatea dinamică de

alergare îndeplinesc şi un important rol static de asigurare a echilibrului

corpului şi de suport pentru mişcările trunchiului şi membrelor inferioare.

Lovitura de la 7 metri se caracterrizeaza prin forţa, care este

necesară imprimării unei viteze iniţiale maxime mingiei şi surprinderii

portarului, (derutarera lui asupra traiectoriei probabile). Musculatura

171

care efectuează lovitura, formează un lanţ muscular întins, care începe la

membrul superior cu mingea, trece peste trunchi şi se termină la

membrele inferioare. Acest lanţ muscular care depune o intensă

activitate de învingere deplasează ventral şi basculează lateral scapula;

el se continuă cu lanţurile musculare ventrale ale trunchiului

(în special rotatorii) şi cu tripla extensie de la membrele inferioare de

sprijin.

La mişcările înşelătoare (fentare) contribuie lanţurile musculare

rotatorii ale trunchiului.

Pe lângă activitatea musculară dinamică se depune şi un

important efort static pentru asigurarea echilibrului corpului.

Efortul muscular static de echilibrare este îndeplinit de grupele şi

lanţurile musculare ale întregului corp, prin jocul antagonismelor

musculare care asigură poziţia echilibrată, corectă şi adecvată fiecarei

tehnici în parte. El are o valoare cu atât mai crescută, cu cât verticala

C.G.G, cade mai în afara bazei de sprijin. De aceea în metodica

antrenamentului jucatorilor de hanbal trebuie introduse şi exerciţii de

echilibrare a organismului.

Efortul muscular dinamic, caracterizat printr-o variabilitate

extremă a muşchilor antrenează de asemenea un mare numar de grupe şi

lanţuri musculare care, adeseori cuprinde întrega musculatură a corpului.

De aceea este greu de făcut o analiză biomecanică concretă efortului

muscular dinamic. Este extrem de important să precizăm pentru fiecare

tehnică în parte, grupele şi lanţurile musculare cele mai importante, care

condiţionează eficienţa tehnicii respective.

Prezentăm în continuare caracteristicile biomecanice pentru câteva

din principalele tehnici din jocul de hanbal.

172

Aruncarea din săritură - se caracterizează prin faptul că se efectuează

fără sprijin pe sol, aruncarea propriu-zisă începe în momentul în care se

află în punctul maxim al săriturii. (fig.77)

77. Lanţurile musculare care asigură aruncarea la poartă din săritura, la handbal

Răsucirea trunchiului spre stânga se execută cu complexul de

lanţuri musculare încrucişate ale muşchilor pereţilor abdominali în

sinergie cu sistemele rotatorii ale şanţurilor vertebrale.

Din poziţia de extensie maximă braţul drept care va excuta

aruncarea începe tracţiunea şi apoi biciuirea, actvitate asigurată de un

lanţ muscular format din flexorii degetelor, flexorii carpului, ai cotului,

retroductorii şi aductorii braţului, muşchii care coboară şi basculează

medial scapula. Acest lanţ muscular se continuă la nivelul trunchiului cu

sistemele rotatorii ale lanţurilor încrucişate.

Activitatea dinamică de învingere depusă de acest lanţ muscular

trebuie să dezvolte forţa, viteza şi precizie.

Grupele musculare antagoniste, lanţului descris depune o

activitate musculară dinamica de cedare şi au un rol important în

coordonarea fină a tehnicii mişcării respective. Faptul că efortul

muscular de aruncare, se execută fără sprijin pe sol, impune musculaturii

173

corpului un efort sporit care este complex întrucât pe langă forţă, viteza

şi precizie, traiectoria care este asigurată prin activitatea dinamică,

necesită şi un efort de echilibrare a corpului în aer, pentru că acestea să

nu basculeze în jurul C.G.G.

Aruncarea cu pas încrucişat – este o aruncare cu sprijin pe sol

ceea ce îi conferă o mai mare forţă în comparaţie cu aruncările din

săritura.

La trunchi şi membrele superioare acţionează acelaşi lanţ

muscular format din flexorii degetelor, ai carpului, cotului, retroductorii

şi adductorii braţului, coborătorii, muşchii care basculează medial

scapulă, iar la membrele inferioare principalul efort este asigurat de

lanţul triplei extensii, prin activitatea dinamică de învingere. Întrucât

este vorba de paşi încrucişaţi, se adaugă succesiv pentru fiecare membru

inferior în parte şi grupa muşchilor adductori şi ai coapsei.

Cunoaşterea grupelor şi lanţurilor musculare care asigură efortul

în aruncările descrise ne permite o mai bună structurare a exerciţiilor de

pregătire a jucătorilor de handbal.

8.4.4. Elemente de analiză biomecanică în fotbal

Fotbalul caracterizat printr-un dinamism accentuat, o mişcare

continuă pe întrg terenul, de o complexitate extremă, analiza

biomecanică nu poate fi făcută decât pe diferite elemente tehnice.

În compunerea oricărui procedeu sau element tehnic intră atât

mişcarea pe care o efectuează jucătorul până când ia contact cu mingea,

cât şi mişcarea segmentelor corpului angrenate în execuţia propriu-zisă.

C.G.G oscilează în diferite direcţii, determinând prin aceaste variaţii ale

gradului de stabilitate care trebuie compensate prin efort muscular.

174

Uneori este necesar ca sportivul să aibă execuţii tehnice din cădere

răsturnare, ceea ce complică asigurarea conducerii neuro-musculare şi a

reglării fine a mişcării.

În specificul jocului de fotbal membrele inferioare îndeplinesc

două funcţii fundamentale şi anume, ca organe de sprijin şi de execuţie

tehnică.

De aceea în analiza biomecanică din jocul de fotbal este necesar

să se descrie atât activitatea piciorului de sprijin cât şi cea a piciorului de

execuţie. Contribuţia principală revine piciorului de sprijin, în timp ce

restul corpului serveşte unor scopuri diverse. Astfel în timp se piciorul

de sprijin asigură menţinerea greutăţii corpului, membrele superioare

servesc la păstrarea echilibrului prin mişcări compensatorii, iar trunchiul

contribuie la corectituninea poziţiei. Toate aceste activităţi favorizează

realizarea scopului principal, crearea condiţiilor tehnice şi biomecanice

optime pentru efectuarea loviturii de către piciorul de excuţie.

Dintre numeroasele procedee tehnice folosite în jocul de

fotbal descriem lovitura mingii cu piciorul (şutul fig.78).

Fig.78. Analiza şutului la fotbal (lovitura cu stângul, lovitura cu dreptul şi lovitura

laterală)

175

Este cea mai frecventă mişcare folosită în fotbal, putând fi făcută

de pe loc sau din mişcare, direct sau prin răsturanare; mingea se loveşte

cu vârful piciorului, cu părţile laterale, cu ristul sau cu călcâiul.

În lovitura de pe loc deosebim următoarele faze: pregătirea,

execuţia, restabilirea. Pregătirea constă dintr-o alergare; execuţia se face

cu unul din membrele inferioare în timp ce celălalt serveşte ca sprijin

elastic. Piciorul de sprijin se află în uşoară flexie din toate articulaţiile

prin contribuţia dinamică de cedare a lanţului triplei extensii. Piciorul de

şut este dus mult înapoi, prin acţiunea unui lanţ muscular format din:

extensorii coapsei pe bazin, flexorii genunchiului şi flexorii plantari.

Datorită acestei mişcări este pus în stare de tensiune lanţul

muscular care va efectua lovitura şi anume: flexorii coapsei pe bazin,

extensorii genunchiului şi flexorii dorsali ai articulaţiei talo-crurale.

Scopul mişcării pregătitoare prin ducerea înapoi a piciorului de

sprijin este pentru a creea prin întinderea lanţului muscular creşterea

lungimii scurtării, implicit lucrul mecanic efectuat. Urmează apoi o

contracţie balistică, care detrmină pendularea viguroasă înainte a

piciorului către mingie. Mişcarea este accelerată până la contactul cu

mingea căreia îi transmite prin lovitură o mare energie cinetică. Precizia

mişcării se asigură prin jocul grupelor musculare antagoniste şi printr-o

înaltă coordonare nervoasă.

176

CUPRINS

CUVÂNT ÎNAINTE………………………………………….2

PREFAŢĂ………………………………………………………4

PARTEA I. BIOMECANICĂ GENERALĂ 6

CAPITOLUL I. NOŢIUNI SUMARE DE MATEMATICĂ 7

1.1. Elemente de trigonometrie………………………………... 9

1.2. Elemente de mecanică aplicate la corpul omenesc……… 10

CAPITOLUL II. STATICA…………………… 12

2.1. Masă, greutate, forţa gravitaţională……………………... 12

2.2. Centrul de greutate……………………………………….. 13

2.3. Determinarea centrelor de greutate segmentară……….. 17

2.4. Centrul general de greutate………………………………. 19

2.5. Centrul volumului corpului……………………………… 23

2.6. Centrul suprafeţei corpului……………………………….. 24

2.7. Linia de gravitaţie…………………………………………. 24

2.8. Poligonul de sprijin (susţinere)…………………………… 25

2.9. Echilibrul corpurilor……………………………………… 28

2.9.1. Echilibrul stabil………………………………………. 28

2.9.2. Echilibrul instabil……………………………………. 29

2.9.3. Echilibrul indiferent………………………………….. 31

2.10. Pârghiile şi aplicaţiile lor la corpul omenesc…………… 31

CAPITOLUL III. DINAMICA 37

3.1. Legile mişcării descrise de Newton (I, II, III)……………. 37

3.2. Forţa………………………………………………………... 40

3.3. Momentul forţei…………………………………………… 41

177

3.4. Lucrul mecanic……………………………………………. 42

3.5. Puterea……………………………………………………... 48

3.6. Energia……………………………………………………... 49

3.6.1. Energia cinetică………………………………………. 49

3.6.2. Energia potenţială……………………………………. 50

CAPITOLUL IV. CINEMATICA 51

4.1. Mişcarea……………………………………………………. 51

4.1.1. Mişcarea lineară, curbilinie, translaţie, rotaţie şi

generală………………………………………………………….

52

4.1.2. Viteza şi acceleraţia………………………………….. 55

CAPITULUL V. NOŢIUNI DE MECANICĂ APLICATE LA APARATUL LOCOMOTOR

57

5.1. Proprietăţile mecanice ale osului…………………………. 57

5.2. Proprietăţile mecanice ale muşchilor…………………….. 62

5.3. Lanţurile articulare……………………………………….. 64

5.3.1. Lanţuri cinematice deschise…………………………. 64

5.3.2. Lanţuri cinematice închise…………………………... 69

5.3.3. Lanţuri cinematice parţial închise………………….. 67

5.4. Lanţurile cinematice musculare………………………….. 69

5.4.1. Acţiunea musculară localizată şi extinsă………… 69

5.4.2. Modalităţi de acţiune a muşchilor…………………... 71

5.4.2.1. Acţiunea antagonistă…………………………... 72

5.5. Tipurile de activitate musculară………………………….. 72

5.5.1. Tipurile de activitate musculară statică……………. 74

5.5.1.1. Efortul static de consolidare…………………... 74

5.5.1.2. Efortul static de fixare…………………………. 75

5.5.1.3. Efortul static de menţinere…………………….. 76

5.5.2. Tipurile de activitate musculară dinamică………… 77

5.5.2.1. Activitatea de învingere……………………….. 77

178

5.5.2.2. Activitatea de cedare…………………………... 77

5.6. Principalele lanţuri musculare ale corpului……………... 79

5.6.1. Lanţurile musculare ale membrului superior……... 81

5.6.1.1. Mişcarea de prehensiune………………………. 83

5.6.1.2. Mişcarea de împingere………………………… 84

5.6.1.3. Mişcarea de prindere în braţe………………… 85

5.6.1.4. Mişcarea de aruncare şi lovire………………… 85

5.6.1.5. Mişcarea de tragere……………………………. 86

5.6.1.6. Sprijin realizat prin membrele superioare…… 86

5.6.2. Lanţurile musculare ale membrului inferior……… 87

5.6.2.1. Funcţia statică………………………………….. 88

5.6.2.2. Funcţia dinamică………………………………. 90

CAPITOLUL VI. PRINCIPII GENERALE DE ANATOMIE FUNCŢIONALĂ ŞI BIOMECANICĂ

93

PARTEA A- II- A. BIOMECANICA SPECIALĂ

99

CAPITOLUL VII. ANALIZA BIOMECANICĂ A POZIŢIILOR 100

7.1. Analiza biomecanică a poziţiilor cu sprijin superior……. 101

7.1.1. Poziţia atârnat………………………………………... 102

7.1.2. Poziţia atârnată active……………………………….. 103

7.1.3. Poziţia atârnat echer………………………………… 104

7.1.4. Poziţiile cu sprijinul la aparate……………………… 108

7.1.5. Poziţia sprijin lateral la inele………………………... 109

7.2. Analiza biomecanică a poziţiilor cu sprijin inferior…….. 110

7.2.1. Poziţia stand…………………………………………. 111

7.2.2. Poziţia stând normală………………………………. 111

7.2.3. Poziţia stând forţat………………………………….. 114

179

7.2.4. Poziţia stând comodă………………………………... 115

7.2.5. Poziţia stând pe vârfuri…………………………….. 116

7.2.6. Poziţiile stând asimetrice…………………………… 116

7.2.7. Poziţia stând cu piciorul ridicat înainte…………… 117

7.2.8. Poziţia stând cu piciorul ridicat înapoi…………….. 118

7.2.9. Poziţia cumpănă cu braţele lateral………………… 119

7.2.10. Poziţia de flexie ventrală a trunchiului…………… 119

7.2.11. Poziţia stând cu genunchii flexaţi………………….. 120

7.2.12. Poziţia în genunchi………………………………….. 120

7.2.13. Poziţia şezând pe un suport cu picioarele în sprijin

pe sol…………………………………………………………….

121

7.3. Poziţii cu sprijin pe membrele superioare şi inferioare… 121

7.3.1. Poziţia în sprijin culcat anterior…………………….. 122

7.3.2. Poziţia în sprijin culcat posterior…………………… 123

7.3.3. Podul………………………………………………….. 124

7.3.4. Poziţia stând pe mâini ………………………………. 125

7.4. Pozitii cu sprijin pe intreg corpul (culcat) ………………. 126

CAPITOLUL VIII. ANALIZA BIOMECANICĂ A MIŞCĂRILOR

128

8.1. Mişcările locomotorii……………………………………… 131

8.2. Analiza biomecanică a mişcărilor locomotorii ciclice ….. 132

8.2.1. Mersul…………………………………………………. 132

8.2.2. Alergarea……………………………………………… 136

8.3. Analiza biomecanică a mişcărilor locomotorii aciclice…. 140

8.3.1. Săriturile……………………………………………… 140

8.3.1.1. Săritura în lungime cu elan…………………….. 145

8.3.1.2. Săritura în înalţime……………………………… 147

8.3.1.3. Săritura cu prăjina……………………………… 149

8.3.2. Analiza biomecanică a aruncărilor…………………... 151

180

8.3.2.1. Analiza biomecanică a aruncării ciocanului…... 158

8.3.2.2. Analiza biomecanică a aruncării discului…..….. 160

8.3.2.3. Analiza biomecanică a aruncării suliţei………... 163

8.4. Analiza biomecanică a unor mişcări complexe din

jocurile sportive………………………………………………...

166

8.4.1. Elementele de analiză biomecanică în jocul de

volei……………………………………………………………...

167

8.4.2. Elementele de analiză biomecanică în baschet……... 168

8.4.3. Elemente de analiză biomecanică în hanbal……….. 171

8.4.4. Elemente de analiză biomecanică în fotbal………... 174

CUPRINS……………………………………………………….. 177

BIBLIOGRAFIE……………………………………………….. 182

181

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1 Albertini, P. Le memento de l “educateur sportif 2e degree,

INSEP Publication, 1986.

2 Baciu, C. Anatomie func\ională şi biomecanica

aparatului locomotor, Edit. Sport-Turism,

1977.

3 Baciu, C. Biologia locomoţiei umane, EFS 22, nr.1,2,

1969

4 Baciu, C. Semiologia aparatului locomotor, Edit.

Medicală, Buc., 1975.

5 Dyson, G.H.G. Principes des mecanique en athletisme, Edit.

Vigot, Paris, 1971.

6 Dragnea, A. Teoria activităţilor motrice, Edit. Didactică şi

Pedagogică, Buc., 2000.

7 Drăgan, I. Medicina sportivă aplicată, Edit. Editis, Buc.,

1994

8 Flandrois, R. Medicine du sport, Edit. Vigot, Paris, 1986

9 Giraudet, G. Biomecanique humaine appliqué a la

reeducation, Masson, Paris, 1976.

10 Haynaut, K. Introduction a la biomecanique, Paris,

Maloine, 1976.

11 Hay, J. The biomecanics of sports techniques, Third

edition Prentice Hall, N.J., 1985.

12 Hay, J. Gavin, J. The anatomical and mechanical bases of

human motion, Prentice Hall, N.J. 07632,

1982.

182

13 Iagnov, Z.

Repciuc, E.

Rusu, I. G.

Anatomia omului, Edit. Medicală, 1962.

14 Iliescu, A. Curs de anatomie şi biomecanică, Edit.

Pedagogică, 1961.

15 Iliescu, A. Biomecanica exerciţiilor fizice şi sportului,

Edit. Sport-Turism, 1975

16 Iliescu, A. Biomecanica exerciţiilor fizice, Edit. U.C.F.S.,

1964.

17 Iliescu, A.

Gavrilescu, D.

Anatomie funcţională şi biomecanică, Edit.

Sport-Turism, 1976.

18 Mark Worth, P. Sport Medizin, Hamburg, 1944

19 Remato, M. Les bases de l “entrainement sportif, Edit,

Revue EPS, 1992.

20 Rainer, F. L”oeuvre scientifique, Buc., 1945.

21 Riga, T. Curs de anatomie funcţională, Edit. U.C.E.F.,

1963

22 Repciuc, E. Anatomia omului, vol I, Edit. Medicală, 1965.

23 Testut, L. Traite d”anatomie humaine, voi.I, Dion,

Paris,1928.

24 Weineek, J. Biologie du sport, Edit. Vigot, Paris, 1992.

25 Wiliams, M. Biomecanics of human motrix saunders comp.

1962.

183

… Document INSEP La biomechanique des gestes sportifs, Centre

de recherhe de Leipzig 1967

··· Mannuel de l educateur sportif, Paris, 1992.

··· Memento de l educateur sportif,Paris, 1986

184