خلاصه فصل پنجم بیو مکانیک ورزشی

خلاصه فصل پنجم بیو مکانیک ورزشی

«توصیف حرکت زاویه ای»

*حرکت زاویه ای Angular momentum یا « دورانی» : درطبیعت و زندگی روزمره انسان بسیار است و با حرف های یونانی « » نشان داده می شود.

واحد های اندازه گیری حرکت زاویه ای را نام ببرید؟

1- درجه : که « » است. درجه مورد استفاده ترین اندازه گیری در حرکت زاویه ای است.

2- دور : 360 درجه است.

3- رادیان : 57/3 درجه است، که برابر با 16درصد یک دور کامل می باشد. رادیان در ورش ها خیلی کم استفاده می شود.

* هر دایره؛ 6/28 رادیان می باشد.

مسافت زاویه Angular Distance چیست ؟ زاوییه است که بین وضعیت اولیه و نهایی جسم بارعایت حرکت به دست می آید « یا زاویه ی طی شده در مسیر»

جابه جایی زاویه ای Angular Displacement چیست ؟ کوچک ترین زاویه بین شروع و پایان حرکت است.

* جابه جایی زاوییه هم می تواند مثبت باشد هم منفی :

اگر در جهت عقربه های ساعت باشد؛ منفی است.

اگر در خلاف جهت عقربه های ساعت باشد؛ مثبت است.

* اگر زاویه ای طی شده برابر با 180 درجه یا کمتر از 180 درجه باشد؛ جابه جایی زاویه ای و مسافت زاویه ای باهم برابرند.

سرعت زاویه ای Angular Velocity چیست؟ میزان تغیرات جابه جایی زاویه ای در یک محدوده زمانی مشخص.

* سرعت زاویه ای؛ کمیتی برداری است و با « » نشان داده می شود.

* هر چه سرعت زاویه ای بیشتر باشد؛ سرعت رهایی نیز بیشتر خواهد شد.

فرمول به دست آوردن؛ سرعت زاویه ای = تغييرات زاویه ای تقسیم بر تغییرات زمان

*برای تعریف جهت بردار سرعت زاویه ای؛ از قانون انگشتان دست راست استفاده می کنیم :

انگشت شصت؛ جهت حرکت زاویه ای را مشخص می کند.

و چهار انگشت دیگر؛ چرخش را مشخص می کنند.

سرعت خطی Linear Velocity یا مماسی چیست ؟ سرعتی که روی یک خط یا مماس با آن حرکت می کند.

تندی زاویه ای چیست؟ میزان تغییرات مسافت زاویه ای در یک محدوده زمانی مشخص.

* با حرف « » نشان داده می شود.

فرمول به دست آوردن؛ تندی زاویه ای = تغییرات مسافت زاویه ای تقسیم بر تغیرات زمان

شتاب زاویه ای Angular Acceleration چیست ؟ میزان تغییرات سرعت زاویه ای یک جسم در رابطه با زمان است.

* با حرف « » نشان داده می شود.

* واحد اندازه گیری شتاب زاویه ای؛ درجه بر مجذور ثانیه است.

فرمول به دست آوردن؛ شتاب زاویه ای = سرعت زاویه ای ثانویه ضربدر سرعت زاویه ای اولیه تقسیم بر زمان

مماس Tangentچیست؟ به خطی که دایره را فقط در یک نقطه قطع می کند.

شعاع Radius چیست؟ پاره خطی است که مرکز دایره را به محیط آن اتصال می دهد.

شعاع دوران «r» چیست؟ فاصله از یک محور مرجع است

*اگر در مساعل شعاع دوران را نداشتیم از این فرمول استفاده می کنیم :

شعاع دوران «r» = طول قد تقسیم بر 2

شتاب مماسی Tangential Acceleration چیست ؟ اگر سرعت جسمی تغییر کند اما جهت حرکتش تغیر نکند. « وقتی یک جسم با سرعت متغییر حول دایره‌ی حرکت کند»

فرمول به دست آوردن؛ شتاب مماسی«at» = سرعت خطی یا مماس ثانویه «V2» منهای سرعت خطی یا مماس اولیه «V1» تقسیم بر زمان «t»

شتاب شعاعی Radial Acceleration چیست؟ اثر باز دارنده‌ی که نمی گذارد جسم در مسیر اولیه خود حرکت کند و جسم را به داخل دایره و جهت دلخواه خود می کشاند.

فرمول به دست آوردن؛ شتاب شعاعی «ar» = سرعت «V» به توان 2 تقسیم بر شعاع دوران «r»

* برای تغییر جهت حرکت یک جسم؛ باید شتاب حرکت آن زیاد شود.

*جهت حرکت در طول سرعت زاویه ای تغییر نمی کند « یعنی « » هرگز تغییر نمی کند» اما شعاع دوران و شتاب «ra» در صورتی که مقدار سرعت ثابت باشد ممکن است صفر شود.

*قانون اینرسی Iaw of inertia چیست؟ اگر نیرو بر روی جسم اثر نگذارد؛ جسم باتوجه به اینرسی خود در خطی راست حرکت می کند.

* حضور نیرو؛ در زمانی که جسم در مسیر منحنی حرکت می کند؛ ضروری است.

*نیروی جاذبه زمین و مقاومت هوا؛ در تغییر مسیر حرکت اجسام تاثیر گذار هستند.

نیروی جانب به مرکز Centripetal Force چیست ؟ نیروی است که به سمت مرکز گرانش عمل می کند و موجب تغییر در جهت نه مقدار سرعت حرکت زاویه ای می شود « جسم را بر روی منحنی نگه می دارد»

نیروی گریز از مرکز Centrifugal Force چیست؟ نیروی که به سمت خارج عمل کرده و از مرکز چرخش دور می شود. «خلاف جهت نیروی جانب به مرکز عمل می کند»

* نیروی جانب به مرکز و گریز از مرکز؛ باهم مساوی هستند و همزمان اتفاق می افتند اما در خلاف جهت یکدیگر عمل می کنند.

* نیروی جانب به مرکز  و گریز از مرکز؛ بر یک جسم وارد نمی شوند؛ عمل روی یک جسم و عکس العمل روی جسم دیگر اتفاق می افتد.

* نیروی جانب به مرکز  و گریز از مرکز؛ زمانی تاثیر گذار هستند که مسیر منحنی یا قوسی شکل باشد.

جرم Mass چیست؟ مقدار ماده تشکیل دهنده یک جسم می باشد

فرمول به دست آوردن؛ نیروی جانب به مرکز «fc» = جرم «m» ضربدر شتاب «a»

فرمول به دست آوردن اندازه؛
نیروی جانب به مرکز «fc» = جرم «m» ضربدر سرعت «V» به توان 2 تقسیم بر شعاع دوران «r»
* برای مهار نیروی گریز از مرکز عموما پست ها و سالن های دوچرخه سواری را با شیب به طرف داخل می سازند.

* ورزشکاران برای غلبه بر نیروی گریز از مرکز؛ عمل خم شدن به طرف داخل را انجام می دهند.

* در پیست دو میدانی زمانی که سرعت ورزشکار از حد معینی تجاوز کند و یا شعاع پیست کم باشد؛ زمین دیگر قادر به ایجاد نیروی جانب به مرکز نمی باشد؛ پس ورزشکار برای مهار این نیرو باید در پیج ها سرعت خود را کم کند یا خطر افتادن به زمین را به جان بخرد.
* ورزشکاران بلند قد؛ داری شعاع دوران بیشتری نسبت به ورزشکاران کوتاه قد دارند.
ورزشکاران کوتاه قد این نقص خود را با سرعت زاویه ای بیشتر می توانند جبران کنند.