A TÁVOLUGRÁS UTOLSÓ LÉPÉSEINEK, ELUGRÁSÁNAK BIOMECHANIKÁJA

Átírás

1 A TÁVOLUGRÁS UTOLSÓ LÉPÉSEINEK, ELUGRÁSÁNAK BIOMECHANIKÁJA Szerző: Béres Sándor Témavezető: Dr. Tihanyi József Készült: SZTE JGYTFK TSTI, Szeged 2004 Semmelweis Egyetem Doktori Iskola

2 1 TARTALOMJEGYZÉK 1 TARTALOMJEGYZÉK ÁBRAJEGYZÉK TÁBLÁZATJEGYZÉK PROBLÉMAFELVETÉS CÉLKITŰZÉS IRODALMI ÁTTEKINTÉS A TÁVOLUGRÁS ALAPMODELLJE A NEKIFUTÁS A nekifutás utolsó három lépése Az utolsó három lépés hossza A tkp magasságának változása az utolsó három lépés során A tkp sebességének változása az utolsó három lépés során AZ ELUGRÁS Az elugrás során létrejövő talajreakció erők A kontaktidő A TÁVOLUGRÓ EREDMÉNY ELŐREJELZÉSE HIPOTÉZIS KÉRDÉSFELTEVÉS MÓDSZEREK A VIZSGÁLT MINTA ÁLTALÁNOS JELLEMZŐI PROTOKOLL ESZKÖZÖK Talajreakcióerő mérése APAS mozgáselemző rendszer A videó kazettáról a képkockák a rendszer memóriájába vitele, (grabb mode) Az ugró testpontjainak képkockánkénti digitalizálása, (digitize mode) Az adatok transzformálása, (transformation mode) Az adatok simítása Cubic módszerrel, (smoothing mode) Adatok lekérése A mozgáselemző rendszer és munkafolyamat hitelesítése ALKALMAZOTT STATISZTIKAI ELJÁRÁSOK EREDMÉNYEK RÖVID NEKIFUTÁSOK VIZSGÁLATA Az elugrást előkészítő szakasz, az utolsó három lépés Az elugrás Ugrás távolság eredmények Összefüggés vizsgálat Összefüggés az ugrás távolsága és a biomechanikai változók között 6 lépéses nekifutás esetén Összefüggés az ugrás távolsága és a biomechanikai változók között 8 lépéses nekifutás esetén Összefüggés az ugrás távolsága és a biomechanikai változók között 10 lépéses nekifutás esetén Összefüggés az ugrás távolsága és a biomechanikai változók között 12 lépéses nekifutás esetén FÉRFI ÉS NŐI UGRÓK ÖSSZEHASONLÍTÓ VIZSGÁLATA Távolság eredmények Az utolsó lépések alatt mért tkp sebesség eredmények Az elugrás biomechanikai váltózói A tkp pályája

3 8.2.5 Összefüggés vizsgálat A TÁVOLUGRÁS HOSSZÁNAK ELŐREJELZÉSE Az átlagok összehasonlítása A változók közötti kapcsolat Az átlagok illesztése nem lineáris regressziós egyenletekhez Az adatok illesztése egyéni adatok alapján MEGBESZÉLÉS A RÖVID NEKIFUTÁSOS TÁVOLUGRÁS A TELJES NEKIFUTÁSSAL VÉGREHAJTOTT TÁVOLUGRÁS EREDMÉNYÉNEK BECSLÉSE A FÉRFI ÉS NŐI UGRÓK ÖSSZEHASONLÍTÓ VIZSGÁLATA KÖVETKEZTETÉSEK KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS IRODALOMJEGYZÉK FÜGGELÉK FELHASZNÁLT RÖVIDÍTÉSEK, KÓDOK

4 1.1 ÁBRAJEGYZÉK 1. ábra Az ellépési, repülési és földet érési távolság alakulása a távolugrás elugrása után (Hay 1978) ábra Földet érési távolság, visszaülési távolság a távolugrás talajfogása közben (Hay és mtsai 1986) ábra A sebesség alakulása a nekifutás során, a tkp pályája és testhelyzetek (Lease 1990) ábra Az utolsó két- (felső sor) és a harmadik és negyedik utolsó lépések (alsó sor) (Tidow 1990) ábra A kamerák és a mérő apparátus elhelyezkedése a második felmérésen ábra A kamerák és a mérő apparátus elhelyezkedése a harmadik felmérésen ábra A testmodell a következő pontokból állt: Lábujjhegy (bal 9, jobb 1); sarkak (bal 10, jobb 2); boka forgástengelyének közepe (bal 11, jobb 3); térd forgástengelyének közepe (bal 12, jobb 4); csípő izület közepe (bal 13, jobb 5); váll izület közepe (bal 14, jobb 6); könyök forgástengelyének közepe (bal 15, jobb 7); ötödik kézközépcsont disztális vége (bal 16, jobb 8); állcsúcs 17; homloktető ábra A tkp magasságának alakulása az utolsó három lépés és az elugrás támaszfázisának talajfogása (TF), középtámaszfázisa (K) és ellépése (EL) és az elugrás támaszfázisa során ábra. A háromdimenziós erőplató által mutatott, az elugrás során ébredő talajreakció erők görbéi. Függőleges, vízszintes előre hátra ható erők. Függőleges erőcsúcs (F y1 ), függőleges erő visszaesés (F y2 ), függőleges erő második csúcspontja (F y3 ), vízszintes erőcsúcs (F x1 ), kontakt idő (t KON ), az előre irányuló vízszintes erő időtartama (t xa ) ábra. A hatlépéses nekifutás átlag effektív távolság eredménye és az ugrás további biomechanikai paraméterei között fennálló főbb összefüggések és korrelációs együtthatók ábra. A nyolclépéses nekifutás átlag effektív távolság eredménye és az ugrás további biomechanikai paraméterei között fennálló főbb összefüggések és korrelációs együtthatók ábra A tízlépéses nekifutás átlag effektív távolság eredménye és az ugrás további biomechanikai paraméterei között fennálló főbb összefüggések és korrelációs együtthatók ábra A tizenkét lépéses nekifutás átlag effektív távolság eredménye és az ugrás további biomechanikai paraméterei között fennálló főbb összefüggések és korrelációs együtthatók ábra A női és férfi ugrók nekifutása utolsó három lépésének talajfogásakori (h TF ), középtámaszfáziskori (h K ) és ellépéskori (h EL ) tkp átlag magasság értékei (m) (nők: n = 8, férfiak n = 6) ábra. Az ugrástávolság (d NN ), a talajfogáskori vízszintes tkp sebesség (teli szimbólumok) és az ellépéskori vízszintes tkp sebesség (üres szimbólumok) közötti összefüggések. - L 6, L 8, - L 10, L ábra Az egyes nekifutáshosszakból elért ugrási távolságok (d NN ) az összes ugró eredményeivel. Különböző jelek különböző ugrókat mutatnak

5 1.2 TÁBLÁZATJEGYZÉK 1. táblázat Az európai élmezőnyhöz tartozó ugrók elugrás támaszfázisának excentrikus-koncentrikus folyamat időarányai (msec) (Bajorics 1989) táblázat A tanulmány alanyainak tömeg, magasság, életkor, legjobb eredmény adatai egyéni legjobb (d E ), a felmérés évében ugrott legjobb (d V ) (kg, m, év, m) táblázat A három utolsó lépés hossza (d 3U, d 2U, d U ) és az egyes lépések hossza közötti differenciák átlaga, a négy nekifutási hossznál (diff 3U-2U, diff 2U-U) (m) táblázat. A négy nekifutási távolságról végrehajtott ugrások utolsó három lépésének relatív tkp magasság átlag és szórás értékei (talajfogás és középtámaszfázis között- (h TF-K ), középtámaszfázis és ellépés között- (h K-EL ) ill. ellépés és talajfogás között számolt (h EL-TF )) - (m) táblázat. A négy nekifutási hossz utolsó lépéseinek és elugrásának ellépéskori vízszintes tkp átlag eredményei (v x(3u), v x(2u), v x(u), v x(el) ) (m) táblázat. Az utolsó lépések ellépésének vízszintes tkp sebességei közötti eltérések egymintás t-teszttel való vizsgálatának eredménye (p) táblázat. Az elugrás talajfogásának és ellépésének vízszintes tkp sebesség átlagai (v x(tf), v y(tf) ) és az ezek közötti százalékos eltérés (v x(dif%) ) táblázat. Az elugrás talajfogásnak és a talajtól való elszakadás pillanatában mért függőleges tkp sebesség átlagai (v y(tf), v y(el) ) és az elugrás pillanatának eredő sebessége (v o ), (m/s) táblázat. Az elugrás támaszfázisának kontakt- (t KON ), az előre irányuló vízszintes erő időtartamának (t xa ), a kontakt- és az előre irányuló vízszintes erő időtartamának egymáshoz viszonyított százalékos arányának (t KON-xa ), a függőleges erőcsúcs (t y1 ), az erővisszaesés (t y2 ), a második függőleges erőcsúcs (t y3 ) és a vízszintes erőcsúcs idejének (t x1 ) átlag és szórás eredményei az egyes nekifutási hosszaknál (s) táblázat. Az elugrás támaszfázisának függőleges erőcsúcs (F y1 ), erővisszaesés (F y2 ), második függőleges erőcsúcs (F y3 ) és vízszintes erőcsúcs erőértékeinek (F x1 ), átlaga és szórása (SD) táblázat. A négy nekifutási csoport nyomtól-nyomig mért távolság (d NN ), átlag és szórás eredményei (m) táblázat. A négy nekifutási hosszról végrehajtott ugrásoknál mért ellépési, repülési és földet érési távolságok átlagai (d EL, d R, d FÖ ) ill. ezek a nyomtól-nyomig távolsághoz viszonyított százalékos aránya (d EL%, d R%, d FÖ% ) (m, %) táblázat. Nyomtól-nyomig mért effektív távolság (d NN ), lábujj-deszkaszél távolság (d LDT ) a ugrások során mért szélerősség (SZÉL), (m/s): táblázat. A két felmérés ugrásainak utolsó három lépéseinek hossza (d 3U, d 2U, d U ) átlag és szórás eredményei (m) táblázat. Az utolsó három lépés v x(3u, 2U, U, EL) és az elugrás ellépésének (v x(tf, EL) ) vízszintes tkp sebesség átlag és szórás értékei, valamint az utolsó lépés és az elugrás ellépése közötti sebesség csökkenés százalékos aránya (v x(dif%) ) táblázat. Az elugrás talajfogásának és ellépésének vízszintes tkp sebessége (v x(tf), v x(el) ), az elugrás ellépésének pillanatában mért függőleges tkp sebességek (v y(el) ),az elugrás pillanatának eredő sebességei (v o ),(m/s) és a kirepülési szög (α) ezek átlag, szórás eredményei táblázat. A nekifutás és elugrás kinematikai paramétereinek átlaga és szórása (±SD). d NN - nyomtólnyomig ugráshossz, v x(td) talajfogáskori vízszintes tkp sebesség, v x(to) ellépéskori vízszintes tkp sebesség, v y(to) ellépéskori függőleges tkp sebesség, v o eredő sebesség, α kirepülési szög, t kon kontakt idő. (n = 8) táblázat Polinom regressziós egyenletek, amelyek alapján a predikciókat tettük. A regressziós egyenleteket az átlagok alapján kaptuk (a nekifutási lépésszám átlaga 18.5 lépés volt) táblázat Az egyes távolugrók (vsz) adatainak illesztésekor meghatározott polinom regressziós egyenletek, amelyeket a teljes nekifutással végrehajtott ugrás hosszának (d P ) előre jelzéséhez használtunk táblázat A talajfogáskori vízszintes tkp sebesség előrejelzése (v x(td), m/s) a versenyen használt lépésszám (n) alkalmazásával táblázat Az ugrás hosszának (d P, m) előrejelzése a 20 táblázatbeli előrejelzett vízszintes sebesség alkalmazásával és összehasonlítása a versenyben elért ugrás hosszával (d V, m)

6 2 PROBLÉMAFELVETÉS Mint bármely más atlétikai számnak, a távolugrás célja is a lehető legnagyobb teljesítmény, az egyéni adottságoknak megfelelő legnagyobb távolság elérése. Az edzés három tényezője a pszichés, a fizikális és a technikai felkészülés. Az irodalomból kiderül, hogy a távolugrás teljesítményét elsősorban a nekifutás vízszintes sebessége befolyásolja (Hay és mtsai 1986, Hay és Nohara 1990, Nixdorf és Brüggemann 1990), másrészt pedig közvetetten az elugrás és az azt előkészítő mozgássor technikai végrehajtásának módja (Hay 1994, Jarver 1972, Nixdorf és Brüggemann 1983). Az edzések elsődleges célja a nekifutás sebességének növelése és a versenytechnika tökéletesítése. A versenytechnika fejlesztésére igen szűkösek a lehetőségek. A szökdelő iskola és a rövid nekifutásokból végrehajtott ugrásokon kívül, nincs más technikát fejlesztő módszer. Az irodalom tanulmányozása után kiderül, hogy a rövid nekifutásról, mint versenytechnikát fejlesztő módszerről csak általánosságok találhatóak (Bowerman és Freeman 1990, Lundin és Berg 1993, Pepin 1991, Verhoshanski 1972). A technikai edzéseken alkalmazott rövid nekifutásokból végrehajtott ugrások célja, a tehát a versenytechnika javítása. Csökkent sebesség és erő mellett az ugró jobban odafigyelhet a fennálló hibák tudatos javítására, több kísérletet tehet úgy, hogy közben a folyamat nem veszi igénybe oly mértékben az izületeit, izmait mintha teljes nekifutásból gyakorolna. A felsorolt előnyök ellenére felmerül a kérdés, hogy az edzéseken alkalmazott 6, 8, 10 és 12 lépéses nekifutásból végrehajtott ugrások valóban alkalmasak-e a versenytechnika javítására (Bowerman és Freeman 1990), ill. mind a négy hosszról elérhető-e olyan sebesség, amely mellett az elugrás biomechanikai paraméterei egyeznek-e a verseny nekifutásból végrehajtott ugrásokéval. Milyen különbségek vannak és a lépésszámok növelésével hogyan közelítenek teljes nekifutású ugrásokhoz? A fizikális és technikai felkészülés mellett alapvető a lelki tulajdonságok megerősítése. A versenyző pszichés felkészülésének alapköve, hogy tisztában legyen képességeivel, reálisan lássa mit várhat magától. A teljesítmény szempontjából nem szerencsés, ha alábecsüli, vagy túlbecsüli képességeit. Ezért szükséges, a várható eredményt elfogadható pontossággal a felkészülés felmérési adatai alapján meghatározó módszer. A technikai edzéseken alkalmazott rövid nekifutások alatt a sebesség adatok könnyen meg- 6

7 kaphatóak a ma már a legtöbb távolugró műhelyben alkalmazott fotocellák segítségével. A személyre szabott előrejelzés segítené az edző és az ugró munkáját, felkészülését. Az irodalomban szinten kevés a női távolugrók adatait bemutató (Prause 1990) és a két nem technikáját összehasonlító tanulmány (Hay és Miller 1985). Ezek szerint az elrugaszkodás vízszintes sebességében, a vízszintes függőleges sebesség arányában, a kirepülés szögében és egyéb paraméterekben található szignifikáns különbség. A két nem közötti különbségek fő oka az elugráskori sebességek különbsége, az elugráskori tkp magasság a nőknél alacsonyabb, mint a férfiaknál. Nem született azonban olyan tanulmány amely a két nem technikáját mutatja be hasonló nekifutási sebesség mellett. 7

8 3 CÉLKITŰZÉS A felmerülő problémák megvizsgálására az alábbi célokat tűztük ki: 1. Az elugrás előkészítő szakaszának és az elugrás kinematikai és kinetikai változóinak meghatározása rövid nekifutás során férfi távolugróknál. 2. A kapott eredmények alapján annak megállapítása, hogy milyen különbségek vannak az egyes nekifutási hosszak között és a lépésszámok növelésével, hogyan közelítenek teljes nekifutású ugrásokhoz. 3. A férfiak és nők távolugrásának elugrást előkészítő szakaszának és az elugrásnak összehasonlítása a vizsgált változók alapján azonos elugrási eredő sebesség esetén. 4. A különböző lépésszámmal végrehajtott ugrások során nyert nekifutási és elugrási sebességek felhasználásával a teljes nekifutással végrehajtott távolugrás eredményének előrejelzése regresszió analízis segítségével. 8

9 4 IRODALMI ÁTTEKINTÉS 4.1 A TÁVOLUGRÁS ALAPMODELLJE A távolugrás mozgássorozata négy fő része osztható: a nekifutás, elugrás, repülő szakasz és a talajfogás. A nekifutás a további részekre tagolódik: (a) nekifutásba indulás (előzetes mozgásból, vagy állásból), (b) sebesség kialakításának szakasza, (c) elugrást előkészítő szakasz (utolsó három lépés). Bár mind a három szakasz fontos az ugrás eredményessége szempontjából, de az utolsó - az elugrás előkészítő szakasz - alapvetően meghatározhatja az ugrás távolságát. Ezért dolgozatomban legfőképp e a szakasz és az elugrás vizsgálatára helyeztem a hangsúlyt. Az elugrást az izomműködés szempontjából két fő szakaszra osztjuk. Az (1) izületek behajlásának szakasza. Az izmok megnyúlnak, feszülésük nő, az izmok excentrikus kontrakciót végeznek, amely során elasztikus energia tárolódik bennük. Az (2) izületek kinyúlásának szakasza. Az izmok rövidülnek vagyis koncentrikusan kontrahálódnak, amely során az izmokban tárolt elasztikus energia egy része visszanyerhető és az ugrás távolságának növelésére felhasználható. Az elugrást követően a tömegközéppont (tkp) parabola pályán halad, a lábak (vagy valamely más testrész) homokba érkezéséig, amit repülőfázisnak nevezünk. A homokba érkezés vagy más néven talajfogás a következő végrehajtási formákkal valósul meg: (a) térdhajlítással egybekötött "hagyományos v. beleguggoló technika " (az ugró, kizárólag lábbal fog talajt, csípője ill. farizma nem érinti azt), (b) beüléses vagy csúszó technika (az ugró lábai által hagyott nyomba ül, -csúszik bele), (c) kiüléses földet érés (az ugró a lábai által hagyott nyomtól oldalra irányítja csípőjét és megpróbál úgy talajt fogni, hogy a sarkak hagyják az utolsó nyomot) (Zarándi 1980). A távolugrás eredményessége az un. hivatalos távolsággal határozható meg. Ez azt a távolságot jelenti, amelyet az elugródeszka homok felőli szélétől mérünk, az ugró által a homokban hagyott utolsó nyomig. Elemzések céljából a távolugrás hivatalos távolsága három rész összegzésével állítható össze (Hay 1978): (a) Ellépési távolság, az a vízszintes távolság, amely az elugródeszka széle és a tkp függőleges vetülete között van, (b) 9

10 repülési távolság, az a vízszintes távolság, amelyet a tkp függőleges vetülete megtesz a repülés során, (c) földet érési távolság, az a vízszintes távolság, amely a tkp függőleges vetülete és a sarok által hagyott nyom között van a földet érés pillanatában. A hivatalos távolság ilyen felosztását használják alapvetően a kutatások és viták során (1. ábra). 1. ábra Az ellépési, repülési és földet érési távolság alakulása a távolugrás elugrása után (Hay 1978). Általában két ugrási távolságot közölnek a szerzők a távolugrás vizsgálatakor: (a) az előbb említett hivatalos távolságot, és az (b) effektív távolságot, amely az elugró láb cipőorra és a homokban hagyott utolsó nyom közötti távolságot jelenti. A földet érési távolság a talajfogási- és visszaülési távolságra osztható. A földet érési távolság egyenlő azzal a távolsággal, amely a tkp függőleges vetülete és a test azon része között van, amely először érintkezik a talajjal a talajfogás pillanatában (talajfogási távolság) mínusz bármely távolság, amely később veszett el azáltal, hogy az atléta viszszaesett, vagy másképpen megérintette a homokot közelebb a deszkához, mint a kezdeti talajfogási pont volt (visszaülési távolság) (Hay és mtsai 1986). A földet érés távolsága részben 2. ábra Földet érési távolság, visszaülési távolság a távolugrás talajfogása közben (Hay és mtsai 1986) függ a testszegmensek talajfogáskori helyzetétől és a haránttengely körüli impulzus nyomatéktól (Zarándi 1980). A legfontosabb befolyással a repülési távolságra a tkp kirepülési szöge, relatív ma- 10

11 gassága és az elugrás pillanatában mérhető eredő sebessége van. A tkp relatív magassága függ az elugrás és a földet érés pillanatában mért tkp magasságtól. Az elugrás sebessége és a kirepülés szöge függ a tkp elugrás pillanatában mérhető vízszintes ill. függőleges sebesség összetevőitől. A tkp elugrás alatt mért sebességeinek változása függ az ellépés idejétől, és attól az erőtől, amelyet az atléta kifejtett az elugrás folyamán. (Zarándi 1980). Gyakran beszámolnak az ellépési, repülési és földet érési távolságok közötti összefüggésről. Ugyanezen távolságok átlagértékeit százalékos arányban is leírták, a hivatalos távolsághoz viszonyítva 3.5%, 88.5%, 8% (Hay 1978). Mivel a repülési távolság százalékos aránya az egyik legfontosabb meghatározó tényező az ugrás teljes hosszát illetően, ezért azokat a biomechanikai paramétereket célszerű vizsgálni, amelyek leginkább hatással vannak a repülési és effektív távolságra. Ezek a tényezők a következők: (a) a tkp relatív magassága az elugrás pillanatában, (b) a tkp ellépési sebessége, (c) kirepülés szöge, (d) légellenállás. Az elugrás és a földet érés pillanatában mért tkp magasság különbsége szintén meghatározó lehet az ugrás hosszára. A légellenállásnak igen kicsi a jelentősége, amely függ az ellenállási együtthatótól, a sebességtől és a mozgás irányára merőleges felülettől (Nixdorf és Brüggemann 1990). 4.2 A NEKIFUTÁS Jól felkészült távolugróknál az ugrás távolságát a legnagyobb mértékben a nekifutás sebessége határozza meg. A távolugrónak három alapvető feladata van a nekifutás folyamán: (a) olyan vízszintes sebesség elérése, amely még eredményesen használható az elugráskor; (b) az utolsó lépések alatt a testhelyzet megváltoztatása oly módon, hogy megfelelő elrugaszkodási helyzetbe kerüljön; (c) és az ugróláb deszkára helyezésének pontossága (Hay 1994, Jarver 1972). 11

12 3. ábra A sebesség alakulása a nekifutás során, a tkp pályája és testhelyzetek (Lease 1990) Az ugrás távolsága legfőképpen a nekifutás végsebességtől függ. A tkp vízszintes sebessége és az elugrás távolsága között szignifikáns kapcsolat van. A jól képzett távolugrók, többségében az utolsó előtti lépés során érik el a legnagyobb vízszintes tkp sebességet. Az utolsó lépés talajfogásánál azonban már a tkp magassága nagymértékben csökken és csökken a lépéshosszúság is. A talajfogási távolság is csökken. (Hay 1994). Schopp (1992) szerint a távolugrók maximális futósebességük eléréséhez átlagosan 40 méteres nekifutás hosszúságra van szükség (16-22 futólépés). Az alkalmazott nekifutási hosszúság függ az atléta fizikai képességeitől, képzettségétől, nemétől és életkorától. A férfiak m, a nők m nekifutási hosszúság alatt érik el végsebességüket, amely férfiak esetében átlagosan 10.5 m/s, nők esetében 9.0 m/s. Sidorenko (1985) a távolugrókat két csoportra osztja aszerint, hogy sebességüket, hogyan alakítják ki a nekifutás során. Az első csoportba az erő típusú ugrókat sorolja, akikre az jellemző, hogy a gyorsítás a nekifutás során fokozatos, majdnem lineárisan növekvő. A sebességük aránya az utolsó két 10 m-es és az utolsó két 5 m-es szakaszon 82.2% % % - 100%. A második csoportba az un. sebesség típusú ugrók tartoznak, akikre a gyors és aktív gyorsulás jellemző a nekifutás kezdetén, melyet fenntartanak az elugrásig. Erre a csoportra jellemző sebesség arány : 87.4% % % A nekifutás utolsó három lépése Az utolsó három lépés hossza Az utolsó lépéshosszakban bekövetkező változások négy variációval találkozhatunk: (a) utolsó előtti lépés nyújtott - utolsó rövid (b) utolsó előtti lépés rövid - utolsó nyújtott (c) utolsó előtti lépés rövid - utolsó rövid (d) utolsó előtti lépés nyújtott - utolsó nyújtott A távolugrók zömmel az (a) variációval ugranak. Feltételezhetően ez a lépéshossz arány 12

13 a legmegfelelőbb az elugrás optimális tér, idő és erő viszonyainak kialakításához, ugyanakkor a szerző megjegyzi, hogy a többi végrehajtási forma nem trend, hanem a nekifutás pontatlanságából eredő korrekció. (Zarándi 1974) A tkp magasságának változása az utolsó három lépés során 4. ábra Az utolsó két- (felső sor) és a harmadik és negyedik utolsó lépések (alsó sor) (Tidow 1990) Nixdorf és Brüggemann (1983) a tkp következő magasságbeli változásairól számol be a nekifutás utolsó három lépése alatt. A tkp magasságcsökkenése figyelhető meg a harmadik utolsó futólépés repülőfázisát követő talajfogásig. A magasságcsökkenés folytatódik a támaszfázisban, majd radikális tkp magasságcsökkenés (a nekifutás magasságának 7%-ával) az utolsó előtti futólépés ellépése és földet érése közben. A tkp magassága folyamatosan csökken addig, amíg a deszkafogásnál 10%-kal (11 cm) alacsonyabban nem lesz, mint a nekifutás magassága. Ezen megállapítások alapján arra az elgondolásra jutott a szerzőpáros, - "a legnagyobb fenntartással" - hogy a tkp süllyesztés mértéke a technika mutatója. Koh és Hay (1990) nem találtak szignifikáns összefüggést a talajt fogó láb mozgásának kinematikai mutatói és az ugrás hossza között A tkp sebességének változása az utolsó három lépés során Hay és mtsai (1986) azt találták, hogy a világ élvonalába tartozó férfi távolugrók maximális nekifutási sebességüket az elugrás előtti két lépésben érik el. Nyolc ugró közül öten a harmadik utolsó, hatan az utolsó előtti és egy ugró az utolsó lépésnél érte el a maximális sebességét. A maximális vízszintes nekifutási sebességek egyénenkénti átlaga 10.1 és 11.4 m/s között volt. Az utolsó négy lépés hosszát tekintve a negyedik és harmadik utolsó lépés hossza növekedett az előzőekhez viszonyítva, az utolsó előtti és 13

14 az utolsó lépés hossza csökkent az azt megelőzőkhöz viszonyítva 1. Prause (1990) élvonalbeli női távolugrók ugrásait vizsgálva azt találta, hogy a kitámasztás pillanatában meghatározott vízszintes sebesség nagyága kis mértékben csökkent a maximális nekifutási sebességhez viszonyítva. A tkp függőleges sebessége a nulla értékhez közeli volt, amely annak volt köszönhető, hogy az utolsó lépés hossza szignifikánsan rövidült az utolsó előttihez viszonyítva. A rövid nekifutás során elérhető kisebb vízszintes sebessége miatt olyan testhelyzet felvételt eredményezhet az elugráskor, amely károsan befolyásolhatja az elugrás hatékonyságát Bowerman és Freeman (1990) szerint. Ugyanakkor, a technikai képzés bizonyos szakaszaiban a távolugrók a rövidített nekifutást alkalmaznak az elugrás tökéletesítésének céljából (Bowerman és Freeman 1990, Lundin és Berg 1993, Pepin 1991, Verhoshanski 1972). Ennek a mozgás tanulási módszernek az alkalmazása azon törvényszerűségen alapszik, mely szerint egy bizonyos mozdulat vagy mozgássor végrehajtási idejének megnövelése megkönnyíti a mozgás kontrollját. Rövid nekifutással (6 és 12 lépés) végrehajtott ugrások elugrását vizsgálva Fosztó és Béres (1996) a következő eredményeket kapta. A hatlépéses nekifutás elugrásának talajfogásakor és ellépésekor a vízszintes tkp sebességek átlaga 8.19 és 7.16 m/s, míg a hosszabb nekifutásból végrehajtott ugrásoknál ugyanezen érték 9.19 és 8.03 m/s. A függőleges tkp átlag sebesség értékek a hatlépéses nekifutásból végrehajtott ugrásoknál, talajfogáskor -0.64m/s, elugráskor 3.42m/s. A tizenkét lépéses nekifutás hasonló értékei ill. 3.47m/s. Az elugrás végén meghatározott függőleges sebesség értékek nem különböztek számottevően egymástól, míg a vízszintes sebességértékek a nagyobb nekifutási hossznak köszönhetően a tizenkét lépéses nekifutásból végrehajtott ugrásoknál jelentősen nagyobbak. A vízszintes tkp sebesség összetevők összefüggést mutattak az ugrott távolsággal mindkét esetben. Az eredő sebességek tekintetében csak a tizenkét lépéses nekifutásból végrehajtott ugrások mutattak szignifikáns összefüggést az ugrott távolsággal. 1 Egyes tanulmányokban az utolsó négy lépés sebesség adatait vizsgálják a kutatók. Bizonyos kis elemszámú esetekben szokás alkalmazni az utolsó négy futólépés bemutatását. Általánosan elfogadott az utolsó három lépés bemutatása. 14

15 4.3 AZ ELUGRÁS Bhowmick (1992) élvonalbeli távolugrók elugrását elemezve azt találta, hogy a vízszintes sebesség csökkenése az elugrás alatt 15%-os volt (8.0 m/s-ról 6.8 m/s-ra csökkent), ugyanakkor a tkp 8.6 cm-es függőleges irányú mozgásának következtében a függőleges sebesség komponens 0m/s sebességről 2.7 m/s-ra növekedett átlagosan. A elugrás végén számított vízszintes és függőleges komponensek aránya 2.5:1, amely 21 fokos tkp kirepülési szöget jelent. Walker (1987) szerint az ideális vízszintes és függőleges sebesség arány 2:1, amely 26.7 fokos kirepülési szöget eredményez. A kutatók többsége azonban azt találta, hogy a kirepülési szög fok között változik képzett távolugrók (nők és férfiak) esetében Az elugrás során létrejövő talajreakció erők Az ugrások hosszának növeléséhez az elugráskor mérhető erőértékek növelése szükséges. Ezt a kijelentését a szerző erőmérő platóval és filmkamerával felvett és elemzett tanulmányában kapott adatokra alapozza. Ramey (1973) a függőleges és vízszintes előre-hátra ható erőkomponenseket alapul véve arra a következtetésre jutott, hogy a talajreakció erők ismeretében függvények segítségével becsülhető a tkp függőleges kirepülési sebessége és repülési távolsága. Don és Hay (1994) vizsgálati eredményei azt mutatták, hogy azok az ugrók, akik nagyobb nekifutási sebességet érnek el, az elugrás során mért vízszintes előre-hátra ható erő is nagyobb, viszont a függőleges impulzus kisebb. Negatív összefüggést találtak a nekifutás vízszintes sebessége és vízszintesfüggőleges kirepülési sebesség aránya között A kontaktidő Flynn (1973) szerint a kontaktidő sokkal nagyobb fontossággal bír az ugrás szempontjából, mint a kirepülés szöge, a rövid kontaktidő ugyanis nagy nekifutási sebességet feltételez, melyből nagyobb ugrás születik. Bosco és mtsai (1976) úgy vélte, hogy a távolugrás teljesítménye elsősorban a támaszfázis első és nem a második részétől függ. A támaszfázis második részénél a függőleges sebesség növekszik és ezzel fordítottan a vízszintes sebesség csökken. Az ugrásnak ebben a szakaszában a függőleges sebesség 15

16 alacsony korrelációval bír az ugrás távolságára. Ez a jelenség nem figyelhető meg a támaszfázis első részében. Az eredmények azt igazolják, hogy a támaszfázis első szakaszában csak kis vízszintes sebességcsökkenés volt tapasztalható a jobb ugrások esetében. A mérések során msec közötti támaszidőket regisztráltak, melyeknek átlaga 117 msec volt. A szerzők eredményeiket nyolc finn távolugrót vizsgálatával, nagyfrekvenciás (100 képkocka/s) filmfelvétel és erőplató egyidejű alkalmazásával kapták. A kontaktidőket Bhowmick (1992) öt élvonalbeli távolugró elugrásának elemzésével másodperc között, átlagban 0.15mp-nek találta. Egy főiskolásokról készített felmérésben Bedi és Cooper (1977) a nagyobb ugrások mp, a kisebb ugrások kontaktidejét pedig másodpercnek találták. A vertikális erő maximuma 4200 N volt. Vizsgálatok azt mutatják, hogy a távolugrás teljesítménye elsősorban a támaszfázis első és nem a második részétől függ. Magasugrók csoportjainál az elugráskor mért elasztikus energia tárolás és visszanyerés vizsgálatakor kiderült, hogy a lassúrost dominanciájú magasugróknak a hosszabb idejű felugrás a megfelelő, míg a gyorsrostúaknak a rövidebb felugrási idő, amely azonos a felugrási magasság elérését teszi lehetővé (Tihanyi 2001). Aura és Viitasalo (1989) magasugrók és hármasugrók elugrásainak vizsgálatában, arra az eredményre jutottak, hogy a hatékonyság maximálásának alapja, hogy az atléták elugrásukat olyan gyorsan próbálják végrehajtani, amennyire csak tudják. Az elugrások excentrikus és koncentrikus fázis paramétereinek vizsgálata szerint, a két fázis nem mutatott szignifikáns korrelációt. Ugyanakkor a két fázis bizonyos idő és erő paraméterei mutattak öszszefüggéseket. Ilyenek voltak pl. a térd behajlása és kinyúlása által meghatározott excentrikus és koncentrikus talajreakció erők pozitívan korreláltak. Az excentrikus kontaktidő negatív összefüggésben volt az átlag koncentrikus erővel és pozitív összefüggést mutatott a koncentrikus kontakt idővel. Ezért a nagy excentrikus erőket nagy koncentrikus erők követték és rövid excentrikus időket rövid koncentrikus idők és nagy koncentrikus erők követték. Az élvonalbeli távolugrók ugrásai az utánpótláskorúakétól elsősorban a excentrikus szakasz időtartamában különböznek. Ez abban áll, hogy az utánpótlás korú ugrók fékezőfázisának ideje hosszabb, mint az élvonalbelieké (Brüggemann és mtsai 1982). 16

17 1. táblázat Az európai élmezőnyhöz tartozó ugrók elugrás támaszfázisának excentrikus-koncentrikus folyamat időarányai (msec) (Bajorics 1989). exc. cc. összesen (msec) (msec) (msec) Mass Evangelisti Szalma Steinmayer Becker Béres és Ébert (1993) általános-, középiskolás és élvonalbeli távolugrók erőplatós felmérése a következő eredményeket hozta: (a) az ugrások távolságát tekintve az idősebb korosztálytól a fiatalabb felé haladva az ugrások távolsága egyre kisebb volt. A kontaktidők átlagának tekintetében a felnőttek produkálták a legrövidebb időket (0.156 sec, ugrott távolság átlaga 6.99 m). A leghosszabb időket a középiskolások ugrásai mutattak (0.220 sec, ugrott távolság átlaga 4.32 m), végül az általános iskolások ugrásainak kontaktideje a két korosztály közé esett (0.210 sec, ugrott távolság átlaga 3.86 m). Az általános ill. középiskolás alanyok sportága nem a távolugrás volt. 4.4 A TÁVOLUGRÓ EREDMÉNY ELŐREJELZÉSE Jelentős számú kutató talált szignifikáns kapcsolatot a nekifutási végsebesség és az ugrási távolság között (Brüggemann és mtsai 1982, Mikhailov és mtsai 1981, Tiupa és mtsai 1982, Hay és Nohara 1990, Nixdorf és Brüggemann 1990, Madella 1996). A legtöbb esetben az összefüggést lineáris regressziós egyenlettel közelítették. Mikhailov és mtsai (1981), Tiupa és mtsai (1982) azonban a nekifutás végsebességének és a távolugró eredmény összefüggését polinom függvénnyel írta le. Lineáris regresszió analízis alapján Popov (1971) és Karras mtsai (1983) feltételezte, hogy 0.1 m/s sebességnövekedés m ugrástávolság növekedést eredményez. Ez a modell feltételezésünk szerint nem alkalmazható mivel sem a nekifutás hossza, sem a nekifutás sebessége nem növelhető a végtelenségig. A 100 méteres vágtafutók 40 méter megtételekor érik el maximális sebességük százalékát, amelyet további méteren keresztül tudnak fenntartani, majd a sebesség csökken. Ebből adódóan a nekifutási végsebesség és a távolugró eredmény kapcsolata nem valószínű, hogy lineáris. Nem beszélve arról a tény- 17

18 ről, hogy az egyes távolugrók gyorsulási képessége is különböző. 18

19 5 HIPOTÉZIS A különböző hosszúságú nekifutással végrehajtott távolugrás A nekifutás sebessége a lépésszámok növekedésével fokozatosan növekszik kb. 40m-ig, ezért feltételezhető, hogy 6, 8, 10 és 12 lépéses nekifutást alkalmazva a nekifutási végsebesség fokozatosan növekszik, amelynek következtében a elugrás végén a meghatározható tkp sebesség értékek is változni fognak. Feltételezhetően a vízszintes és függőleges sebesség komponens aránya is változni fog, amely magával vonja a kirepülési szög változását is. Feltételezésünk szerint a függőleges sebesség komponens, kisebb mértékben fog változni, mint a vízszintes komponens, ami a kirepülési szögek csökkenésével jár. Minthogy a lépésszámok növelésével a vízszintes nekifutási sebesség fokozatosan növekszik, ezért feltételezhető az is, hogy az utolsó három lépés biomechanikai változói is különbséget fognak mutatni. Feltételezzük, hogy a tkp süllyesztés mértéke a nekifutás sebességének növekedésének mértékében fog növekedni. Az irodalmi adatok alapján megállapítható, hogy a távolugrás eredményét elsősorban a nekifutás végsebessége határozza meg. Logikusnak látszik feltételezni, hogy a különböző lépésszámú nekifutások esetén a biomechanikai változók különbözősége ellenére is a nekifutás végsebessége lesz az ugrási távolság fő meghatározója. Ez annál is inkább feltételezhető, mert a nekifutás végsebessége befolyásolja a tkp út, idő, sebesség változóinak értékét az elugrás alatt. A nők és a férfiak elugrásának összehasonlítása azonos elugrási eredő sebesség esetén Azonos elugrási eredő sebesség esetében az ugrási távolságot feltételezhetően a tkp kirepülési magassága és az ugró antropometriai méretei fogják befolyásolni. A távolugrásra alkalmazott ferde hajítás egyenletéből következően várható az is, hogy azonos eredő kirepülési sebesség nem feltétlenül jelent azonos kirepülési szöget. Elméletileg 19

20 elképzelhető, hogy a férfiak, akiknek a testmagassága jelentősen nagyobb, mint a nőké és ezáltal az elugrás végén a tkp is nagyobb, a kirepülési szög nagyobb lehet, amely hosszabb elugrást eredményezhet. Mindemellett nem feltételezzük, hogy jelentős különbségek lennének az elugrás előkészítésében. A teljes nekifutásból végrehajtott távolugrás eredményének előrejelzése Feltételezésünk szerint a növekvő lépésszámú nekifutás során elért sebességek növekedése nem lineáris függvénnyel írható le, mivel a nekifutás lépésszáma nem növelhető a végtelenségig és a sebességnövelés mértéke is limitált a nekifutási hosszat tekintve. Amennyiben szignifikáns kapcsolat létezik a nekifutási lépésszám és a nekifutási végsebesség, valamint a végsebesség és az ugrási távolság között, és az adatok illeszthetők valamilyen függvényhez, akkor a teljes nekifutással elérhető távolugró eredmény előre jelezhető. Amennyiben az adtok polinom egyenlettel illeszthetők, akkor az optimális nekifutási lépésszám is meghatározható. 20

21 6 KÉRDÉSFELTEVÉS Milyen eltérést mutatnak a különböző lépésszámokról végrehajtott távolugrások kiválasztott biomechanikai váltózói az utolsó három lépés és az elugrás során? Az ugrási távolságot ugyanazon változók határozzák-e meg a különböző lépésszámmal végrehajtott távolugrásoknál? A különböző lépésszámokról végrehajtott távolugró nekifutás egyes kiválasztott biomechanikai változói illeszthetők-e különböző regressziós egyenletekhez? Amennyiben illeszthetők az adatok valamilyen regressziós egyenlethez, akkor ennek alapján a távolugró eredmény teljes nekifutással előre jelezhető-e? A női és a férfi távolugrók ugrásait összehasonlítva, mutatkozik-e jelentős különbség az utolsó három lépés, valamint az elugrás kiválasztott biomechanikai változóiban azonos elugrási sebességet választva. 21

22 7 MÓDSZEREK 7.1 A VIZSGÁLT MINTA ÁLTALÁNOS JELLEMZŐI A rövid nekifutások összehasonlításában, és a predikciós vizsgálatban 8 férfi távolugró vett részt. Átlagéletkoruk 22.7 ± 3.1 év. Öt ugró többszörös válogatott, közülük kettő az olimpiai csapat tagja volt az 1996-os atlantai Olimpián, kettő pedig az 1995-ös Ifjúsági Európa Bajnokság résztvevője volt. Két ugró elsőéves egyetemista, távolugró múlttal. Egy pedig egy éve atletizál, azelőtt kosárlabdázó volt. Valamennyien jó erőállapotban voltak és egyiküknek sem volt vázizom sérülése. A férfi és női ugrások összehasonlításának vizsgálatában szintén ezeket az adatokat használtuk, de a nyolc férfi ugró adatai közül a két leggyengébb teljesítménnyel rendelkező ugró adatait kihagytuk a vizsgálatokból (RL, MP), hogy a női és férfi nekifutási sebesség adatok statisztikailag ne térjenek el egymástól, alapot teremtve a két nem öszszehasonlítására. Az ugrónők tömeg, magasság, legjobb eredmény adatai nem áll rendelkezésünkre. A szövetségekbe kiküldött adatkérő lapok csak részben érkeztek vissza. 2. táblázat A tanulmány alanyainak tömeg, magasság, életkor, legjobb eredmény adatai egyéni legjobb (d E ), a felmérés évében ugrott legjobb (d V ) (kg, m, év, m). n = 8 test tömeg (kg) test magasság (m) életkor (év) d E egyéni legjobb (m) d V 96 OB (m) C Zs C Gy H A M T M P O T R L Sz A átlag SD

23 7.2 PROTOKOLL A férfiakról készült rövid nekifutás vizsgálat felmérésre a Magyar Testnevelési Egyetem atlétika csarnokában került sor. A felmérés menete a következő volt: Az ugrók egyegy ugrást hajtottak végre - állásból történő indulással - 6, 8, 10 és 12 lépéses nekifutásból. A rontott ugrásokat még abban a ciklusban meg kellett ismételniük. Csak azokat az ugrásokat ítéltük helyesnek, amelyeknél a teljes talpfelület az erőplatón volt. Az ugrások hosszát a szöges cipő orrától a homokban hagyott utolsó nyomig mértük (nyomtólnyomig). Az ugrók magasságát és tömegét a felmérés előtt mértük meg. Magasságukat egy hordozható magasságmérővel, tömegüket pedig az erőplatform segítségével. A felmérés elején elmondtuk az ugróknak, négy ugrásuk lesz, különböző nekifutási hosszokról, és az ugrások során törekedjenek a lehető legnagyobb teljesítményt elérni. Minden vizsgálati személy egy órás bemelegítés után kimérte a négy nekifutási hosszt. A felmérést a hatlépéses nekifutással kezdték, majd azt lépés páronként növelték. A sorozatok előtt az ugrók egy-egy bemelegítő ugrással ellenőrizték a helyes deszkafogást. A férfi és női ugrások összehasonlításának vizsgálatában az ugrónők adatait a án délután 15:30-kor megrendezésre került nyíregyházi XIII. Ifjúsági Atlétikai Európa Bajnokság női távolugrás döntőjén vettük fel, 32 C fok, és 40 % -os páratartalom mellett. Az döntősök az összes ugrást hátszélben ugrották, amely m/s - között ingadozott. A 12 döntős ugróból nyolc került tovább. A nyolc ugró összes ugrását rögzítettük. Ezek közül a legjobb nyolc ugrást elemeztük ki, egy kivételével. A negyedik helyezett finn atlétanő második legjobb ugrása került elemzésre. 7.3 ESZKÖZÖK Mindkét felmérés felvételének elemzését a MTE biomechanikai laboratóriumában végeztem el. Az alkalmazott, használt eszközök a következők voltak: Ariel Performance Analysis System (APAS) 3db Panasonic M10 videó kamera 2db nagyteljesítményű reflektor ( W) Kistler erőplatform (92-81 B) Kiértékeléshez a StatSoft Inc. Statistica for Windows, Version.: 4.5 (1993) nevű szoftvert használtuk 23

24 Az ifjúsági EB-n nem alkalmazhattunk erőplatót és reflektorokat. A rövid nekifutás kísérlet során a kamerákat az alábbiaknak megfelelően állítottuk fel: Az egyes kamerát a nekifutósávval szemben, a leérkező hely jobb sarkánál, attól kicsit hátrébb helyeztük el. Látómezeje az nekifutó sáv és a leérkező hely teljes területét magába foglalta. A kettes kamerát az egyes kamerával egy síkban a leérkező helytől balra, olyan távolságba állítottuk, amelyből az egész leérkező hely és az elugródeszka látható volt. A hármas kamerát a nekifutó sávra merőlegesen, attól a lehetőségek adta legmeszszebbre helyeztük el úgy, hogy látómezeje az utolsó három lépést és az elugrást magába foglalja. 5. ábra A kamerák és a mérő apparátus elhelyezkedése a második felmérésen A ugrásokat két nagyteljesítményű reflektor fénye segítségével 1/500 rekeszidővel vettük fel. A képfelvételi frekvencia 60 kép/sec volt. A felvételeket TDK HS High Quality Standard 180 perces kazettára rögzítettük. Az elemzést két részre bontottuk. Külön elemeztük a földet érést. Az elugrást, a nekifutás utolsó három lépésével együtt elemeztük. Az egyes és a kettes kamerával készült felvételek segítségével elemeztük a földet érést ill. az egyes és a hármassal az elugrást és a három utolsó lépést. Egy lépés hosszát a 24

25 következő definícióval alapján mértük: az a vízszintes távolság, amely a támaszláb lábujjhegyétől mérhető az egymás követő lépések során (Berg és Greer 1995). Három referencia keretet alkalmaztunk. Egyet a földet érés, kettőt az utolsó három lépés és az elugrás adatainak rögzítésére. A referencia keretek 2x2x2 m hosszúságú alumíniumötvözet rudak, melyek sarokvasakba illeszkedve alkottak szabályos kockát. Az elugrás elemzésénél a 0, 0, 0 pont a deszka homok felőli szélének közepétől balra, egy méterre volt a deszkára állított keret bal alsó élének közepén. A talajfogás elemzésénél a 0, 0, 0 pont a referencia keret egyes, bal, alsó a deszkához közelebbi sarka volt. A kereteket úgy állítottuk fel, hogy azok talajjal érintkező lapja a talajjal egy síkban legyen, és a nekifutó sávval párhuzamos élüket képzeletben meghosszabbítva egy szabályos négyzet alapú téglatestet alkossanak. Az első referencia keretet az elugró vonaltól három méterre a nekifutó sáv irányába, éleivel a nekifutó sáv középvonalától egyenlő távolságra állítottuk fel. A második keret az elugró deszkára helyeztük el úgy, hogy alapnégyzete átlóinak metszéspontja az elugró vonal középpontját takarja. A harmadik keretet az elugró vonaltól öt méterre a leérkező hely homokjára helyeztük. A keretek térbeli elhelyezkedésének adatait a 5. ábra mutatja be. Az ugrónők ugrásairól a felvételeket a nekifutó pálya közepétől 18.5m-re, egymástól 6m-re, a talajtól 1.5m-re elhelyezett Panasonic M40-es videokamerával vettük fel. Az 1- es, a deszkához közelebbi kamera a deszka síkjától 3m-re, a 2-es kamera attól 9m-re volt. Így a két kamera a nekifutó pálya utolsó 14m-ét foglalta a látószögébe. Az 1-es kamera látómezeje a elugró vonaltól a homok felé 1m-t magába foglalt. Két 2x2x2 m-es referencia keretet alkalmaztunk a nekifutó sávon, egyet az utolsó négy lépés helyére, egyet pedig az elugró deszkára úgy, hogy az elugró vonal közepe illeszkedett a referencia keret ugrógödör felöli alsó élének közepéhez. Az így kapott felvételek az atléták utolsó 4 ill. 3 futólépését és elugrását tartalmazzák. A felvételeket 1/1000-es rekesz idővel készítettük. 25

26 6. ábra A kamerák és a mérő apparátus elhelyezkedése a harmadik felmérésen Talajreakcióerő mérése Az elugrások Kistler-féle háromdimenziós B azonosítási számú erőmérő platformról történtek, melynek hasznos mérőfelülete 0.4 x 0.6 m. A platót hosszabb oldalával a nekifutás irányával párhuzamosan rögzítettük a talajba. Az elugró deszkát (0.2 m vastagságban) úgy festettük fel a platón keresztül a nekifutó sávra, hogy annak homok felőli széle a platform homok felőli szélétől 0.2 m-re legyen, így még mérhető volt a kismértékű belépéssel ill. deszkától való elmaradással végrehajtott ugrás is. A platform tetejére 0.02 m vastagságú 0.4 x 0.6 m felületű fából készült deszkát rögzítettünk csavarral úgy, hogy annak felszíne egybeessék a nekifutó sáv felületével. A mintavételi frekvencia 500 Hz volt. Az erőplató szerkezeti elemei, és azok funkciói: erőplató - reakcióerők töltésingadozássá alakítása (pieco elektromos érzékelés) Fz Fxy ± 1 % Fx Fy ± 1% Fxy Fz ± 1% linearitás: + 10% (széltől - szélig) 26

27 hiszterézis: + 10% (széltől - szélig) töltéserő - töltésingadozások átalakítása feszültségingadozássá erősítés - (érzékenység - 3-as erősítési fokozatban) ± pc (pieco coulomb) Fxy pc = 10 V Fz pc = 10 V AD konverter - feszültségingadozások (analóg jel) átalakítása bitsorozatokká számítógép - digitális jelsorozat tárolása szoftver - analízis (paraméterek számítása, görbék megjelenítése menü rendszerrel támogatva) Az erőplató által szolgáltatott adatokat egy 386-os processzorral ellátott IBM kompatibilis AT-386-os számítógéppel dolgoztuk fel. Az alkalmazott software az erőplatóhoz tartozó Exeter FPS angol gyártmányú program volt. Az erő és időértékeket 1N ill. 0.1 msec pontossággal tudtuk rögzíteni. A számítások során az idő adatokat három tizedes jegyig rövidítettük APAS mozgáselemző rendszer A videó kamerák által rögzített felvételeket az APAS (Ariel Performance Analysis System) mozgáselemző rendszerrel dolgoztuk fel. Az APAS alkalmas a térben történő mozgások mérésére, elemzésére és a mozgás karakterisztikáinak bemutatására. Az emberi testet elmozduló szegmensek mechanikai rendszereként modellezi. Lehetővé teszi számunkra, hogy a kiválasztott mozgást, technikai elemet nagysebességű film, vagy videó kamera segítségével rögzítsük. Ennek a technikának jelentős előnyei vannak. Először is nem invazív eljárás. Nincsenek drótok érzékelők, markerek, amelyeket az alanyra helyezünk. Másodszor, hordozható. A kamerákat a felvenni kívánt bármilyen jellegű mozgás helyszínére lehet vinni. Harmadszor, a mérés kalibrálását és pontosságát nagymértékben a mozgás által igényelt pontossággal lehet elvégezni. Egy tipikus kinematikai elemzés négy alapvető műveletet foglal magába - adatgyűjtés (filmfelvétel), digitalizálás, számítás, eredmények lekérdezése. Az adatgyűjtés az 27

28 egyetlen olyan részfolyamat, ami nem kompúterizált. Ebben a szakaszban történik a kívánt mozgás igény szerint kettő, három esetleg több kamerával történő felvétele. A felvételeket az Ariel Gideon féle APAS mozgáselemző rendszerrel elemeztem. A felvételek feldolgozásának módja a következő volt: A videó kazettáról a kiválasztott képkockák az APAS rendszer memóriájába vitele (grabb mode); az alany testpontjainak (18db) virtuális szálkereszttel képkockánkénti digitalizálása, egy 17 szegmenses testmodellre (digitize mode); az adatok transzformálása (transformation mode); a kapott adatok esetleges hibáinak ellenőrzése és korrigálása simítással, Cubic módszerrel (smoothing mode); az adatok rendszerezése, kiválasztása, táblázatba rendezése és nyomtatása; statisztikai számítások A videó kazettáról a képkockák a rendszer memóriájába vitele, (grabb mode) A grabbelést a képkockák digitalizált formában a rendszer memóriájába, (*.vid kiterjesztésű fájlként) vitelét, 80 képkockára terveztem. A kiválasztott mozdulatsor az elugrás előtti három lépés és az elugrás volt. Ezért az első képkocka, amely bevitelre került, az harmadik utolsó előtti lépés talajfogása előtti pillanatát mutatta. Az utolsó képkocka az elugrás utáni 7. kockáról volt. Így az ugráselemzést nem az elugrás pillanatában fejeztem be, hanem a repülőfázis első harmada végén. Erre azért volt szükség, mert így az elugrás pillanatában mérhető tkp sebesség, magasság stb. paraméterek a simítás sajátosságainál fogva nem lesznek torzak, nem lesznek levágva, lekerekítve. Valós értékeket fognak mutatni Az ugró testpontjainak képkockánkénti digitalizálása, (digitize mode) A digitize, vagy magyarul digitalizálás a rendszer memóriájába vitt, (digitális képpontokra bontott) képeken szereplő ugró testpontjainak, adott sorrend szerint, szálkereszttel való kijelölését jelenti. Ezen módszer szerint a kijelölt pontok a képkocka digitalizálásának végén egy általunk megadott összeköttetés rendszer alapján egy pálcika embert alkotnak. A rendszer által felajánlott tkp számítási módszerek közül a 18 pontos Dempster (1955) testmodell alapján történő számítási módszert választottuk. 28

29 7. ábra A testmodell a következő pontokból állt: Lábujjhegy (bal 9, jobb 1); sarkak (bal 10, jobb 2); boka forgástengelyének közepe (bal 11, jobb 3); térd forgástengelyének közepe (bal 12, jobb 4); csípő izület közepe (bal 13, jobb 5); váll izület közepe (bal 14, jobb 6); könyök forgástengelyének közepe (bal 15, jobb 7); ötödik kézközépcsont disztális vége (bal 16, jobb 8); állcsúcs 17; homloktető Az adatok transzformálása, (transformation mode) A transzformálás a háromdimenziós, két vagy több kamerával felvett, digitalizált alakzatok egymásba alakítását szolgálja. A kettő, vagy több kamera által felvetteket a rendszer a ponthoz rendelten összeolvasztja, ezáltal pontosítva a mozgás térbeli jellemzőit. A program csak így engedi simítani a kapott adatokat Az adatok simítása Cubic módszerrel, (smoothing mode) A testpontok által bevitt nyers adatokat Cubic módszerrel simítottam. A rendszer által megadott érték által automatikusan simított adatokat túlzottnak véltem, ezért mind a húsz testpont x, y irányú helyzet, sebesség, gyorsulás, gyorsulás változás paramétereit s simítási értékkel újra simítottam Adatok lekérése Az így kapott izületi és testpontokról, ill. testszegmensekről a simítási procedúra után a következő adatokat lehetett lekérni, a 0, 0, 0 ponthoz viszonyítva. az izületi és testpontok térbeli helyzete (x,y,z koordináta) az izületi és testpontok sebessége (x,y,z irányba) az izületi és testpontok gyorsulása (x,y,z irányba) az izületi és testpontok gyorsulás változása (x,y,z irányba) a testszegmensek egymáshoz ill. a térirányok által meghatározott síkokhoz viszonyított szöge a testszegmensek egymáshoz ill. a térirányok által meghatározott síkokhoz viszonyított szögsebessége a testszegmensek egymáshoz ill. a térirányok által meghatározott síkokhoz viszonyított szöggyorsulása a testszegmensek egymáshoz ill. a térirányok által meghatározott síkokhoz viszonyított szöggyorsulásának változása 29