ميكانيكية الحركة
من اجل الإلمام بميكانيكية الحركة فإننا نحتاج الى ان نتعرف على حوالي اربع مجالات وبالترتيب التالي من الاهمية وهي :
1- القوة .
2- مركز ثقل الجسم والاستقرار .
3- الحركة .
4- قوانين نيوتن .
اولا - القوة :
حجم القوة : ( عندما تضرب كرة التنس بقوة كبيرة فإنها ستنطلق بسرعة كبيرة ) .
اتجاه القوة : ( اذا ضربت كرة التنس باتجاه الشبكة فإنها ستتجه بنفس الاتجاه ) .
موقع التطبيق : ( الدوران - اذا ضربت كرة التنس في جزئها العلوي " قمة الكرة " فإنها ستدور لأعلى ).
يجب أن تتذكر ماذكر اعلاه وتكون قادرا على تطبيقها على امثلة رياضية محددة .
القوة : تكون سحب أو دفع ، والوحدة المستخدمة في القوة هي النيوتن . ( 10 نيوتن تكون تقريبا بوزن 1 كغم ) .
والقوة تغير من حالة الحركة للشيء ( للجسم ) .
كما ان القوة تسبب عمليتي التسارع أو التباطؤ أو تغيير الاتجاه للأجسام .
فكلما كبرت القوة زادت من عملية التسارع ( التعجيل ) .
كما ان القوة تغير من شكل الاشياء .
الوزن - الاحتكاك - قوى رد الفعل - مقاومة الهواء - احتكاك السوائل : كل هذه القوى لها تأثير على الشخص الرياضي .
فالقوة تسبب التسارع أو التباطؤ الخطي ( المستقيم ) بما في ذلك تغيير الاتجاه .
نقطة تأثير القوة تعمل بما يحدث احتكاك عند قدمي الشخص الرياضي ، ولاتكتفي بذلك بل وفي انزلاق قدمي الرياضي ايضا .
اذا كان خط عمل ( تأثير ) القوة على مركز ثقل جسم الشخص ، فإنها تسبب حركة خطية .
أما اذا كان خط عمل القوة على احد جانبي مركز ثقل الجسم فإنها ستتسبب في دوران ذلك الجسم .
مثل عملية الارتقاء في القفز العالي ، فإن رد فعل القوة يؤثر على جانب واحد من مركز ثقل الجسم .
صورة -1- يكون عمل رد فعل القوة على جانب واحد من مركز ثقل الجسم ولذلك يدور قافز العالي بعد الارتقاء
مركز ثقل الجسم ( مركز الكتلة ) :
وهي العلامة أو النقطة المفردة في الجسم التي تمثل كل الانتشار الشامل لكتلة الجسم .
ويمثل الوزن من خلال مركز ثقل الجسم عندما تعمل الجاذبية الارضية على الكتلة لانتاج الوزن .
العلاقة بين مركز ثقل الجسم وتطبيقات القوة :
ان تطبيقات اتجاه القوة ومن خلال العلاقة مع مركز ثقل الجسم سوف يحدد فيما اذا كانت حركة الجسم اللاحقة حركة خطية ام حركة زاوية .
فالحركة الخطية تحدث اذا كان تطبيق القوة خلال مركز قوة جذب الارض - مركز ثقل الجسم - ( وكمثال على ذلك القفز العمودي ) .
أما الحركة الزاوية فإنها تحدث اذا كان خط عمل القوة يمر خارج مركز ثقل الجسم .
صورة - 2 -
مركز ثقل الجسم ( مركز الكتلة ) :
يعتمد موقع مركز ثقل الجسم على شكل الجسم . وهذا يفسر كيف ان قافز العالي يستطيع الاحتفاظ بمركز ثقل جسمه تحت العارضة لكنه قادر على عبور العارضة .
صورة - 3 -
الاتزان ( التوازن ) :
للاحتفاظ بالاتزان يجب ان يكون مركز ثقل الجسم فوق قاعدة الاستناد .
صورة - 4 - موقع مركز ثقل الجسم سيسبب لهذا الرياضي ان يسقط لليمين .
ثانيا - مركز ثقل الجسم - الاستقرار :
هناك عدد من العوامل التي توثر في استقرار الاجسام . فلكي تكون في حالة اتزان فان مركز الجاذبية يجب ان يكون فوق قاعدة الاستناد .
مثال : عندما يقوم لاعب الجمناستك بعمل اتزان مقلوب ( الوقوف على الرأس أو اليدين ) على سبيل المثال ، فإنه يكون أكثر / أقل استقرارا اعتمادا على ارتفاع مركز ثقل الجسم ( وبواسطة تكوير الساقين للداخل يكون اكثر استقرارا) .
قاعدة الاستناد : ( كلما كانت القاعدة واسعة كان الجسم اكثر استقرار ) . لذلك فإن الوقوف على الرأس اكثر استقرارا من الوقوف على اليدين لانه يحتوي على ثلاث نقاط ( الكفين ومقدمة الرأس ) . وتكون كتلة اللاعب الثقيلة بطبيعتها اقل استقرارا مالم تكون قاعدة الاستناد واسعة . وما ان يخرج خط الجاذبية الارضية عن قاعدة الاستناد فإن اللاعب سيسقط كونه اصبح غير متزن .
ثالثا : الحركــة :
تنقسم الحركة الى ثلاثة فئات رئيسية هي :
- الحركة الخطية .
- الحركة الزاوية .
- الحركة عموما .
فالحركة الخطية : هي عندما يتحرك الجسم بكافة اجزاءه نفس المسافة وبنفس الاتجاه وبنفس السرعة حركة مستقيمة أو بخط منحني . والمثال على ذلك التزحلق ، رمي الثقل .
اما الحركة الزاوية : فهي عندما يتحرك الجسم او جزء منه في دائرة أو جزء من الدائرة حول نقطة معينة تسمى محور الدوران .
اذا مر خط عمل القوة خارج مركز ثقل الجسم ، فالحركة الناتجة ستكون حركة زاوية ( والتي ستخلق بواسطة قوة لامركزية ) . فلاعب الترامبولين يعمل قلبة هوائية امامية عن طريق الميلان للامام لوضع مركز ثقل جسمه اماما ثم يدفع الترامبولين بقوة والذي ستمر قوة رد فعله خلف مركز ثقل اللاعب مسببة دورانه للامام .
مثال - دوران عجلة الدراجة الهوائية أو باب يفتح بمفصل ( رزة ) .
مثال - اللف والدورانات و القلبات الهوائية للرياضيين .
وكذلك حركة الاطراف حول مفاصلنا والتي هي نقاط ثابتة ( حركة الثني والمد في مفصل المرفق ) .
امثلة رياضية على الحركة الزاوية :
الحركة الزاوية للذراع في السباحة الحرة .
الحركة الزاوية لكل الجسم في الدائرة العظمى على جهاز العقلة في الجمناستك .
وفيما يخص الحركة بشكل عام فإن معظم الحركات في الرياضة تجمع مابين الحركة الخطية والحركة الزاوية .
وكمثال على ذلك الركضة التقربية لرامي الرمح ؟ يكون ركضه للامام بينما ذراعه تدور لرمي الرمح .
رابعا : قوانين نيوتن في الحركة :
قانون نيوتن الاول : هذا القانون يتم استخدامه عندما يكون صافي القوة التي يتم تطبيقها على الجسم صفرا . وهذا لايعني ان القوة الصفرية تعمل ، ولكن يجب ان تلغى جميع القوى المؤثرة على الجسم ويكون صافيها صفرا ( المجموع الجبري للقوى المؤثرة على الجسم يساوي صفر ) عندما يكون الجسم ساكنا أو متحركا بمعدل سرعة ثابتة ( منتظمة ) في نفس الاتجاه .
هناك اربعة قوى تعمل على العداء بالخطوة الواسعة ، لكنها تلغى تماما ولذلك فانه يجري بسرعة منتظمة ( ثابتة ) .
يستمر الجسم في حالة السكون او الحركة حتى تؤثر عليه قوة خارجية .
مثال : تبقى كرة القدم ساكنة على نقطة علامة الجزاء حتى لحظة ركلها ( ضربها ) بواسطة قوة العضلات الخارجية بتجاه المرمى . وهذا مايسمى بالقصور الذاتي للجسم .
صورة - 5 - تلغى القوى المؤثرة على العداء فيتحرك بسرعة ثابتة
قانون نيوتن الثاني في الحركة :
قانون نيوتن الثاني : يتم استخدام هذا القانون عندما تعمل صافي القوة على الجسم .
عندما يكون صافي القوة للامام فإنه ينتج التسارع ( التعجيل ) .
عندما يكون صافي القوة للخلف فإنه ينتج التباطؤ .
وعندما يكون صافي القوة للجانبين فغنه ينتج تغيير الاتجاه .
كلما كانت القوة كبيرة كان التسارع اكبر .
يبطيء العداء في نهاية السباق لان صافي القوة يكون الى الخلف لذا فإنه يتباطؤ .
كلما ضربت الشيء بقوة كبيرة كان تحركه اسرع .
مثال : عندما تضرب كرة التنس بقوة فذلك سيزيد من تسارعها من المضرب .
التسارع
صورة - 6 - يتباطؤ العداء عندما يكون صافي القوة للخلف .
قانون نيوتن الثالث في الحركة :
قانون نيوتن الثالث : يستخدم هذا القانون عندما يبذل كل من الجسمين قوة بإتجاه الجسم الاخر . ويكون الفعل مساو لرد الفعل ولكنهما متعاكسين بالاتجاه .
فعل القافز على الارض لاسفل = رد فعل الارض على القافز لاعلى
فكلما دفعت الارض بقوة لاسفل فان الارض سترد عليك بنفس القوة التي دفعتها بها الى الاعلى ، وتكون قوة دفع الارض المسلطة على القافز لاعلى ( رد الفعل ) مسببة ارتقاءه لاعلى .
(( لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه ))
مثال : يدفع العداء القواعد في بداية سباق ال ( 100 ) فتقوم القواعد بدفعه بنفس القوة التي سلطها عليها بالاتجاه المعاكس .
رد الفعل
صورة - 7 - يدفع القافز للاسفل على الارض
رد مع اقتباس
رد: ميكانيكية الحركة
المفضلات