Biomekanik inom idrotten

Introduktion

Biomekanik inom idrotten omfattar en detaljerad analys av idrottsrörelser i syfte att minimera skaderisken och förbättra idrottsprestationen. Biomekanik inom idrott och motion omfattar det vetenskapsområde som handlar om analysen av de mänskliga rörelsernas mekanik. Den avser beskrivning, detaljerad analys och bedömning av mänskliga rörelser under idrottsaktiviteter. Mekanik är en gren av fysiken som ägnar sig åt att beskriva rörelse och hur krafter skapar rörelse. Med andra ord är idrottsbiomekanik vetenskapen som förklarar hur och varför människokroppen rör sig på det sätt som den gör. Inom idrott och motion utvidgas denna definition ofta till att även omfatta samspelet mellan utövaren och dennes utrustning och miljö. Biomekanik delas traditionellt in i områdena kinematik, som är en gren av mekaniken som behandlar geometrin för objektens rörelse, inklusive förskjutning, hastighet och acceleration, utan att ta hänsyn till de krafter som skapar rörelsen, medan kinetik är studiet av förhållandet mellan det kraftsystem som verkar på en kropp och de förändringar som det ger upphov till i kroppens rörelse. När det gäller detta finns det skelett-, muskel- och neurologiska överväganden som vi också måste ta hänsyn till när vi beskriver biomekanik.

Användning

Enligt Knudson kan människans rörelseprestanda förbättras på många sätt eftersom effektiv rörelse omfattar anatomiska faktorer, neuromuskulära färdigheter, fysiologiska kapaciteter och psykologiska/kognitiva förmågor. Biomekanik är i huvudsak vetenskapen om rörelseteknik och tenderar därför att utnyttjas mest inom idrotter där tekniken är en dominerande faktor snarare än den fysiska strukturen eller den fysiologiska kapaciteten. Nedan följer några av de områden där biomekanik tillämpas för att stödja idrottsutövarnas prestationer eller lösa problem inom idrott eller motion:

• Utvärdering av optimal teknik för att förbättra idrottsprestationer
• Analys av kroppsbelastning för att fastställa den säkraste metoden för att utföra en viss idrotts- eller motionsuppgift
• Bedömning av muskelrekrytering och belastning
• Analys av idrotts- och motionsutrustning, t.ex,

Biomekanik används för att försöka förbättra prestationen eller minska skaderisken i de undersökta idrotts- och motionsuppgifterna.

Biomekanikens principer

Det är viktigt att känna till flera biomekaniska termer och principer när man undersöker biomekanikens roll inom idrott och motion.

Krafter och moment

En kraft är helt enkelt en knuff eller dragning och förändrar rörelsen hos ett kroppssegment eller racketen. Rörelsen skapas och ändras genom krafters inverkan (främst muskelkrafter, men även yttre krafter från omgivningen). När en kraft roterar ett kroppssegment eller racketen kallas denna effekt för ett vridmoment eller ett kraftmoment. Exempel – Musklerna skapar ett vridmoment för att rotera kroppssegmenten i alla tennisslag. I serveslaget är överarmens inre rotation, som är så viktig för servens kraft, resultatet av ett inre rotationsmoment i axelleden som orsakas av muskelåtgärder (latissimus dorsi och delar av pectoralis major och deltoideus). För att rotera ett segment med mer kraft måste spelaren i allmänhet använda mer muskelkraft.

Newtons rörelselagar

Newtons tre rörelselagar förklarar hur krafter skapar rörelse inom idrotten. Dessa lagar brukar kallas för lagarna om tröghet, acceleration och reaktion.

1. Tröghetslag – Newtons första tröghetslag säger att föremål tenderar att motstå förändringar i sitt rörelsetillstånd. Ett föremål i rörelse tenderar att förbli i rörelse och ett föremål i vila tenderar att förbli i vila om det inte påverkas av en kraft. Exempel – Kroppen hos en spelare som snabbt sprintar nerför planen tenderar att vilja behålla denna rörelse om inte muskelkrafter kan övervinna denna tröghet, eller en skridskoåkare som glider på isen kommer att fortsätta att glida med samma hastighet och i samma riktning, om inte en yttre kraft verkar.
2. Accelerationslagen – Newtons andra lag förklarar exakt hur mycket rörelse en kraft skapar. Den acceleration (ett föremåls tendens att ändra hastighet eller riktning) som ett föremål upplever är proportionell mot kraftens storlek och omvänt proportionell mot föremålets massa (F = ma). Exempel – När en boll kastas, sparkas eller slås med ett redskap tenderar den att röra sig i riktning mot verkningslinjen för den påförda kraften. På samma sätt gäller att ju större kraft som tillämpas, desto större hastighet har bollen. Om en spelare förbättrar benstyrkan genom träning samtidigt som han/hon behåller samma kroppsmassa kommer han/hon att ha en ökad förmåga att accelerera kroppen med hjälp av benen, vilket resulterar i bättre smidighet och snabbhet. Detta hänger också ihop med förmågan att rotera segment, som nämns ovan.
3. Reaktionslagen – Den tredje lagen säger att för varje handling (kraft) finns det en lika stor och motsatt reaktionskraft. Detta innebär att krafter inte verkar ensamma utan uppstår i lika och motsatta par mellan interagerande kroppar. Exempel – Den kraft som skapas genom att benen ”trycker” mot marken resulterar i markreaktionskrafter där marken ”trycker tillbaka” och gör det möjligt för spelaren att röra sig över banan (eftersom jorden är mycket mer massiv än spelaren accelererar spelaren och rör sig snabbt, medan jorden egentligen inte accelererar eller rör sig alls). Denna aktion-reaktion inträffar också vid träff med bollen, eftersom den kraft som appliceras på bollen motsvaras av en lika stor och motsatt kraft som appliceras på racketen/kroppen.

Momentum

Newtons andra lag är också relaterad till variabeln momentum, som är produkten av ett föremåls hastighet och massa. Momentum är i huvudsak den rörelsemängd som ett föremål har. Moment kan överföras från ett objekt till ett annat. Det finns olika typer av momentum som var och en har olika inverkan på idrotten.

Linjärt moment

Linjärt moment är moment i en rak linje t.ex. linjärt moment skapas när idrottaren sprintar i en rak linje nerför 100 m raksträckan på löparbanan.

Angulärt moment

Angulärt moment är rotationsmoment och skapas av rotationer av de olika kroppssegmenten t.ex. den öppna framhanden använder sig av betydande angulärt moment. Den enorma ökningen av användningen av vinkelmoment i grundslag och servar har haft en betydande inverkan på tennisspelet. En av de viktigaste orsakerna till den ökade kraften i spelet idag är införlivandet av vinkelmoment i grundslag och serve-tekniker. I tennis överförs det vinkelmoment som utvecklas av kroppssegmentens samordnade verkan till racketens linjära moment vid slaget.

Tyngdpunkt

Tyngdpunkten (COG) är en imaginär punkt kring vilken kroppsvikten är jämnt fördelad. Människokroppens tyngdpunkt kan förändras avsevärt eftersom kroppens segment kan flytta sina massor med ledrotationer. Detta begrepp är avgörande för att förstå balans och stabilitet och hur gravitationen påverkar sporttekniker.

Tyngdkraftens riktning genom kroppen är nedåt, mot jordens centrum och genom COG. Denna gravitationslinje är viktig att förstå och visualisera när man avgör en persons förmåga att framgångsrikt upprätthålla balansen. När tyngdlinjen faller utanför Base of Support (BOS) krävs en reaktion för att hålla balansen.

Tyngdpunkten för en squashracket är en mycket enklare process och kan vanligtvis hittas genom att identifiera den punkt där racketen balanserar på ditt finger eller ett annat smalt föremål.

Balans

Balans är en spelares förmåga att kontrollera sin jämvikt eller stabilitet. Du måste ha en god förståelse för både statisk och dynamisk balans:

Statisk balans

Förmågan att kontrollera kroppen när den är stillastående. Det är förmågan att bibehålla kroppen i en viss fast hållning. Statisk balans är förmågan att upprätthålla postural stabilitet och orientering med masscentrum över stödbasen och kroppen i vila.

Dynamisk balans

Förmågan att kontrollera kroppen under rörelse. Att definiera dynamisk postural stabilitet är mer utmanande, Dynamisk balans är förmågan att överföra tyngdpunktens vertikala projektion runt den stödjande stödbasen. Dynamisk balans är förmågan att upprätthålla postural stabilitet och orientering med tyngdpunkten över stödbasen medan kroppsdelarna är i rörelse.

Korrekt biomekanik

Som nämnts ovan ger korrekt biomekanik effektiv rörelse och kan minska risken för skador. Inom idrotten är det alltid bra att överväga onormal eller felaktig biomekanik som en möjlig orsak till skada. Denna onormala biomekanik kan bero på anatomiska eller funktionella avvikelser. Anatomiska avvikelser, t.ex. skillnader i benlängd, kan inte ändras, men de sekundära effekterna kan åtgärdas, t.ex. med hjälp av skor eller ortoser. Funktionella avvikelser som kan uppstå kan vara muskelobalans efter en lång period av immobilisering.

I biomekaniken talas det ofta om de olika rörelseplanerna och axlarna. Titta på den här videon för att friska upp minnet.

Fel teknik kan orsaka onormal biomekanik som kan leda till skador. Nedan följer några exempel på sambandet mellan felaktig teknik och tillhörande skador.

.

Sport	Teknik	Skada
Cricket	Mixt bowlingspel	Pars interarticularis stress fractures
Tennis	Excesssiv handledsrörelse med backhand	Extensors tendinopati i armbågen
Simning	Minskad extern rotation av axeln	Rotatorcuffens tendinopati
Löpning	Anterior pelvic tilt	Hamstringskador
Ryggning	Växling från bågsidan till slaget sida	Ribstressfrakturer
Ballet	Svårt svängrörelser	Hälkskador

.