【#運動星球跑步】
「髖部屈曲」力量在短距離衝刺時的下肢擺動階段, 是一項不可或缺的能力,也是獲得更大加速度的重要因素!因此,優秀的髖屈肌能力對運動能力的提升十分重要。
🏃實驗:短跑速度與髖屈肌強度的關係
研究團隊透過慣性感測器 (IMU) ,可以準確地獲取髖關節屈曲力矩和力量的數據信息,而這對...
【#運動星球跑步】
「髖部屈曲」力量在短距離衝刺時的下肢擺動階段, 是一項不可或缺的能力,也是獲得更大加速度的重要因素!因此,優秀的髖屈肌能力對運動能力的提升十分重要。
🏃實驗:短跑速度與髖屈肌強度的關係
研究團隊透過慣性感測器 (IMU) ,可以準確地獲取髖關節屈曲力矩和力量的數據信息,而這對預測短跑成績十分重要。因此,利用 IMU 來預測髖屈力量或許是一個簡單且有效的方法。
2020 年一篇實證研究嘗試使用 IMU 發展出一套髖屈肌檢測方式,並驗證髖屈肌作為短跑表現指標的有效性。研究分成兩個部分,第一先招募 8 位參與者同時使用動作捕捉系統與 IMU 紀錄測試期間腿的運動,再進行 6 次的髖屈肌強度測試;每位參與者分別以最大努力的 50%、75% 和 100% 來進行兩次測試,並以最快的速度屈曲和伸展髖部,過程中不可以改變膝蓋和腳踝角度。
第二個實驗為了觀察短跑速度、步幅和步頻與 IMU 髖屈肌強度測試的關係。招募 24 位男性運動員,使用慣用腳進行兩次最大努力的髖屈肌強度測試,兩次測驗間休息至少 1 分鐘,並以第一個實驗相同的程序紀錄髖關節屈伸運動;測驗結束後再進行兩次最快速度的 50 米衝刺,兩次試驗間休息時間至少為 5 分鐘。
🏃抬腿、垂直彈跳能力都會影響髖屈肌
實驗結果,髖屈肌的平均力矩與衝刺性能和步幅有正相關,因此被認為是衝刺性能的最佳指標,並且在衝刺過程中的第 5-8 步時呈顯著相關性,而步頻則沒有。作者推估是因為提高髖部屈曲能力會導致步幅增加,且不會影響步頻,進而提高了短跑的速度與性能。
但研究也表明,雖然測試可以作為短跑加速中期到後期的性能指標,但數據變量僅能解釋不到 50% 的短跑成績。因為,過去已有研究發現垂直跳躍能力 (例如:反向跳躍、腳踝連續回彈測試),對於初始和後期的加速度階段有顯著的關聯。
🏃建議評估方式
將髖屈肌強度測試與垂直跳躍測試一起進行,確保對運動員進行更全面的身體素質評估,該測試的準確性使其成為監測運動員短跑成績的有效工具,並提供傷害預防和康復計畫的方向。
📎文章授權轉載自:《運動科學》網站
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角加速度力矩 在 辣媽英文天后 林俐 Carol Facebook 的精選貼文
成功高中畢業學長游舜凱,原本念台大生科,但不放棄行醫的抱負,花了1000多天的努力,終於考取心中理想:醫科。
舜凱學長之前分享了數學科重點和準備方法心態,現在分享物理囉!
快tag身邊的學測、指考戰士👍🏼
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高二
▶️直線運動(自己念 不會可以回去國中再學)
▶️平拋 斜拋很重要(二維獨立性:水平方向 鉛直方向)
▶️靜力分析:
先全體,再個別
二維獨立性(水平鉛直 切線法線)
平衡=合力為零 合力矩為零
移動平衡是看合力
轉動平衡是看合力矩
不平行的三力平衡延長線要共點且形成封閉三角形
▶️牛頓定理有三個
常用手法:
東西會動是因為有速度不是因為力(慣性)
靜摩擦力沒有公式 只有最大靜摩擦力有公式
合力(大減小)=選定系統質量 X 加速度
▶️簡諧運動:
等速率圓周運動投影為簡諧運動
討論位移 速度 加速度 絕對不要背公式 用畫圖的 減少記憶負擔
端點:加速度最大 速度為零
平衡點:加速度為零 速度最大
彈簧只會考水平 鉛直彈簧如果不會可以略之
▶️動量守恆的前提系統不受外力(注意是鉛直方向守恆還是水平方向守恆)
角動量守恆的前提是不生力矩
力是動量的時變率 力矩是角動量的時變率
力學能守恆的前提:僅保守力(重力 彈力 電力)做功
▶️天體能量搭配克普勒行星運動定律命題(注意橢圓軌道 or 圓形軌道)
▶️衝量動量定理:F(力)x T(經過時間)=M(系統質量)x 速度變化
功能定理:合力做功=動能變化(注意:做功有正有負 變化量必為末減初)
FT圖面積表示衝量(動量變化) FX圖表示做功
AT圖面積表示速度變化
▶️看到題目有提力有時間基本上考衝動定理
看到題目有提及力和作用的距離通常考功能原理
▶️碰撞只有三種:完全彈性碰撞 非彈性碰撞 完全非彈性碰撞(碰撞合體)
碰撞一定動量守恆 但是力學能不一定守恆
可以把系統動能分成質心動能和內動能(內動能公式強烈建議背)
質心動能永不變 通常都是內動能做能量轉換(轉成彈力位能 或是熱能散失等等)
完全彈碰的速度公式要背(106指考單選有命題)
▶️等速率圓周運動公式要背
會衍生考天體圓周 或是 電子繞原子核做圓周
列式都從:庫侖力或是萬有引力當作向心力 開始想
建議天體圓周的速度公式和週期公式要背
氣體動力論推導一次背結論
氣體混合不外乎利用莫耳數守恆和能量守恆(化學考氣體混合可能會反應)
注意題目是問總能 一個分子平均動能 還是 一莫耳平均動能
▶️波動通常考圖型
看題目一定先看是給 Y-X圖(波形圖) 還是 Y-T圖(波上某點的位移圖)
固定端 自由端圖片判讀
駐波很重要:兩端固定 or 一端固定一端開放
駐波頻率公式直接背(搭配諧音 泛音)
▶️光學偏重考物理光學 幾何光學的部分通常命題點是全反射(考古題很多不贅述)
全反射的臨界角公式一定要背 只有密介質到疏介質才可能全反射
全反射計算可能搭配三角的公式代換 角度大膽假設一定可以消或是代換
幾何光學一定要會斯司奈爾公式
透鏡的題目命題率太低(時間不夠就略看) 但是透鏡公式要會背會用
視深實深問題不常考但106指考單選有命題 稍微注意!!
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❤️其他重點放在留言區哦!
角加速度力矩 在 徐國峰 HSU KUO FENG Facebook 的最佳解答
【在月球還是地球上跑步加速度比較快?】
剛好昨天看到姿勢跑法的美國官方臉書po了一個張太空人在月球上走路的畫面,讓我開始思考「月球上的重力只有地球的六分之一,所以在月球上跑步比較快嗎?」
答案是:在地球跑比較快。這是標準等案,每個人都會是一樣的結果。有月球上可以創上跳高的世界紀錄,但在地球上的百米衝刺成績會比較快。
在登上月球前,NASA在1968年就做過類似的實驗,實驗主題是:〈比較人類在地球和月球不同重力下走路與跑步之間步態的差異〉,在這篇研究中有三個跟跑步有關的結論:
1、在地球重力下的衝刺跑的加速度比月球快很多。
2、在月球上跑步時身體要比要前傾,手腳的擺動幅度也要比較大(為了平衡前傾的身體)。
3、NASA建議太空在在月球上移動要以跳躍動作為主,會比較節省體力,用走路或跑步反而會比在地球上還費力。
這個實驗的目的是NASA為了要確定太空人在月球上怎麼移動比較省力(比較節省氧氣),所以在登陸月球前先做的實驗。實驗證實相同的速度下,月球上跑步比跳躍前進費力。所以他們後來設計的太空裝也會比較適合跳躍前進。因為月球上重力不夠,所以太空人並不容易進行跑步這項運動,連一開始走路都會有困難,反而像袋鼠一樣用跳的比較容易:https://www.youtube.com/watch?v=bDpwtnGS6uc
目前這項實驗的過程也被剪輯成兩分鐘的短片放上YouTube上,有興趣的朋友可以點下面連結觀賞(影片連結:https://www.youtube.com/watch?v=sVfI-MOX9hQ)。在月球重力下的跑者很難跟上地球上跑者的速度,而且跑姿會變得非常怪異,重心要變得非常前傾才能跑到相同的速度。正因為月球的重力只有地球的六分之一,所以要在水平方向上加速到相同的速度,他就必須更前傾才行→這正是關鍵所在。
➡︎論文原文出處:http://ntrs.nasa.gov/…/n…/casi.ntrs.nasa.gov/19660019917.pdf
在月球上跑步加速得比地球慢這件事實同時也證實了:我們跑步時向前進的加速度,並非來自腳上的地面反作用力,而是來自於重力加速度(g)。
利用附圖從物理上來解釋:跑步加速的第一個原因是轉動力矩,腳掌是支撐點,臀部是重心,轉動的速度愈快且角度愈大,加速度就愈大,但因為月球上的重力加速度太小,所以轉動的速度很慢,所以自然跑不快;第二個原因是,在月球上很容易就離地面造成騰空(或是說垂直振幅比較大),所以兩次支撐的時間隔很久,沒有支撐就沒有加速度,所以在月球上很難加速,若要從靜止狀態開始起跑衝百米的成績絕對會慢很多。
這也是為什麼跑得快的跑者,垂直振幅都比較小,因為他轉換支撐較快。之前一篇文章分享過,從百米到馬拉松世界紀錄保持人的騰空時間都在160毫秒附近(文章連結:http://rocky549.blogspot.tw/2016/01/blog-post_20.html)
在月球上跑步的步頻會快不起來,原因是重力加速度(g)太小,騰空後無法即時把人往地面拉,所以人在空中的時間會比較長,使得轉換支撐變慢(步頻變慢),加速度也變慢。相對來說「步頻快,沒有花太多騰空時間」的方式較佳,但這件事在月球上很難做到。
這個實驗引導出的結論是:不管是哪一種距離的跑者,都不會利用推蹬來增加騰空時間,對地面施力只要夠支撐體重即可,就像在騎腳踏車時對踏板施多的力會使身體上下起伏一樣,多的力是不必要的。換句話說:步頻愈快,利用重力的頻率愈高,支撐時的地面反作用力愈小,對肌肉、骨頭、關節和其他結締組織的衝擊也愈小。如果在支撐(腳掌著地)時主動對地面用力,不但會增加下肢的負擔,提高受傷的風險,還會降低步頻,進而使得重力的利用率降低,那當然就是沒有效率的跑法。
昨天剛好益弘也在研究尼可拉斯博士書中”Ground Reaction Force”這一章,他很興奮地說「看起來肌肉用力在推蹬前進,但其實只是支撐與等待轉換支撐而已」,說得極好,我們在跑步時其實只是要「主動」快一點把腳拉回來,讓轉換支撐的時間變短→角速度變快,速度自然就變快了。
所以正如尼可拉斯博士在書中不斷跟我們強調的:肌肉對地面用力可以加快速度是「幻覺」(illuston),加速度是從重力來的,我們只要快一點把腳拉回臀部下方,加快轉換支撐的速度,同時增加支撐時的前傾角度,跑速就變快。
在網路上搜尋「Astronaut running on Moon」,可找到兩段太空人在月球上跑步的畫面,讓大家比較容易理解太空人在月球上真實的跑步模樣(在月球跑步:https://www.youtube.com/watch?v=CyOt6RUs9mE)
附圖出處:Pose Method of Triathlon, pp.340