بیومکانیک شنا: در شنای رقابتی، عملکردهای در سطح جهانی نیازمند سالهاتمرین سخت است. تمرینی که جهت بهبود تعیین کننده‌های عملکرد مانند تکنیک،هماهنگی، قدرت و ظرفیت هوازی اختصاص می‌یابد. ممکن است چنین استدلال شود که‌زمان تمرین بویژه زمانی مؤثر است که جهت ارتقاء آن سری از فاکتورهای عملکردی‌اختصاص یابد که حلقه‌های ضعیف در زنجیرة عملکرد هستند یعنی آنهائی که مرحلة‌فرآیندی که اولین سیستم عملکردی نامؤثر میشود را ارائه میدهند. این عوامل به عنوان‌عوامل محدود کننده یا تعیین کننده شناخته می‌شوند، چرا که جزء اولین فاکتورهایی‌هستند که کاهش می‌یابند و لذا عملکرد را تعیین میکند.
بیومکانیک ضربه زدن: همچنان که توسط برنشتاین تشریح شد، توسعة‌تمامی رفتارهای ماهرانه میتواند به دو مرحلة متوالی تقسیم شود. در ابتدا یادگیرنده بایددرجات آزادی سیستم عصبی عضلانی را درون واحدهایی که برای یادگیرنده کارآمد ومفید هستند سازماندهی کند. این فرآیند میتواند با کاهش حرکات در مفاصل و از طریق‌اشاعة جفت شدن زمانی (موقتی) قوی در بین مجموعه‌های مفصلی تسهیل گردد. درمرحلة دوم، سازماندهی اقتصادی، اصلاح حرکت از طریق استفادة مؤثر از نیروی فعال‌تولید شده توسط ساختار عضلانی را مقدور می‌سازد.
آندرسمون و سیداوی چنین پیشنهاد کردند که الگوهای ضربه زدن به عنوان‌حرکت ماهرانه طبقه‌بندی شود که با تمرین ارتقاء، سازماندهی و اقتصادی‌تر خواهند شدبویژه اگر هدف بزرگ باشد و سرعت پا که به نوبة خود منجر به سرعت توپ می‌گردد نیزافزایش میدهد. محققان بهبود افزایش یافته در حرکت را ضربه زدن بجای افزایش ساده‌در سرعت الگوی کلی حرکت به تغییرات در هماهنگی نسبت میدهند. چنین به نظر می‌رسدکه در شروع تمرین، مجموع حرکت از لگن تا زانو اثربخشی چندانی ندارد و از همکاری(تشریک مساعی) بیشتر سرعت خطی پا که حامل حرکات خطی و زاویه‌ای لگن است درحرکت به نمایش درمی‌آید. همچنان که مهارت توسعه می‌یابد (رشد میکند)، سرعت خطی‌پا از طریق افزایش در سرعت زاویه‌ای زانو، بدون افزایش همزمان ار سرعت زاویه‌ای لگن،افزایش می‌یابد که بر این مطلب دلالت دارد که تمرین با کاهش مؤثر تعداد درجات آزادی،برای یادگیرنده سازماندهی اقتصادی‌ای را فراهم می‌آورد. اطلاعات حاصل از آندرسون‌و سیداوی دلالت بر این دارد که مجموع سرعت اثربخشی زمانی اتفاق می‌افتد که بخش‌دور از تنه (دیستال) کمی قبل از ماکزیمم سرعت بخشی که نزدیک به تنه (پروگزیمال)حرکت الک باز شدن (الک تنش) را آغاز نماید. هرچند این امر به طور قطع نشان داده نشده‌است.
بیومکانیک و روشهای بالای سر: بیومکانیک نوعاً از حرکت‌شناسی(سینماتیک) و جنبش‌شناسی (سینتیک) جهت کمی سازی حرکت انسان بهره می‌برد.حرکت‌شناسی، حرکت سیستم را کمّی میکند (یعنی جابجایی خطی و زاویه‌ای، سرعت وشتاب) درحالیکه جنبش‌شناسی، نیروها و گشتاورهای نیرویی که این حرکات را ایجادمی‌کنند را کمی می‌سازد. با استفاده از حرکت‌شناسی و جنبش‌شناسی حرکات بالای سربازو در حین ورزشهای مختلف میتواند بصورت کمی درآمده و با یکدیگر مقایسه شود تاقابلیت بالقوه نسبی هرکدام تعیین گردد. برخی از مشکل‌ترین فعالیتهای بازو حاصل‌ورزشهایی است که نیازمند حرکات بالای سر هستند. این ورزشها شامل آنهایی است که‌حرکات پرتابی مانند تنیس، والیبال، هندبال تیمی، بدمینتون، واترپلو، شناو حتی شیرجه راشامل میشود. شیوع آسیب ناشی از استفادة بیش از حد که به دلیل پرتاب یا دیگر حرکات‌بالای سر رخ میدهد به خوبی اثبات شده و نوعاً در نتیجة بارگیری مکرر شانه و آرنج رخ‌می‌دهد. فهم در ستاد کاربرد اصول مکانیک میتواند به کاهش ظرفیت بالقوه آسیب‌های‌ناشی از مکانیک غلط کمک کند درحالیکه به پیشینه سازی عملکرد ورزشکار نیز کمک‌خواهد کرد.
از آنجا که اکثر حرکات بالای سر در ورزشهای خاص خود، به حرکات پرتابی بالای‌بازو شباهت دارند و از آنجا که مکانیک درگیر در حرکات پرتابی بالای بازو به خوبی‌اثبات شده است لذا مکانیک ورزشهای بالای سر متناسب با حرکت پرتابی تشریح‌می‌شوند.
- بیومکانیک ورزشهای پاورلیفتینگ و وزنه‌برداری: این متن متغیرهای‌بیومکانیکی منتخب در طول تمرین‌هایی که شامل ورزشهای پاورلیفتینگ (اسکات، پرس‌پله و لیفت مرده) و وزنه‌برداری (اسنچ، کلین و چرک) است را مورد بررسی قرار میدهد.این تمرین‌ها معمولاً از طریق تمرینات قدرتی، و آمادگی جسمانی برای بسیاری ازورزشهایی که نیازمند سطح بالائی از قدرت و توان هستند مانند فوتبال، دو و میدانی(سرعتی و میدانی) پاورلیفتینگ و وزنه‌برداری اجرا میشود. به علاوه از آنجا که این‌تمرینات یک زنجیرة حرکتی بسته را تشکیل میدهند. برخی از آنها ممکن است برای‌موقعیت‌های نوتوانی نیز مناسب باشد. چندین مطالعه استفادة مطلوب از اسکات و دیگرتمرینهای زنجیرة حرکتی بسته در حین نوتوانی زانو، مثلاً پس از جراحی ترمیمی‌لیگامنت متقاطع را اثبات کرده‌اند. لذا بیومکانیک اسکات زانو ممکن است برای درمانگران،مربیان، پزشکان طب ورزشی و محققانی که به تمرینات زنجیرة حرکتی بسته یا نوتوانی‌زانو علاقمندند مفید باشد.
در بسیاری از ورزشها، ورزشکاران از این تمرینات در برنامة تمرینی‌شان استفاده‌می‌کنند. تمرین اسکات اساساً، لگن، ران و ساختار عضلانی پشت راتقویت میکند که‌عضلات بسیار مهمی در دویدن، پریدن و بلندکردن هستند.
تمرین لیفت مرده همان عضلات تمرین اسکات را پرورش میدهد اما تأکید بیشتری‌بر پرورش عضلات پشت دارد. همانند تمرین اسکات، لیفت مرده یک تمرین زنجیره‌حرکتی بسته است درحالیکه تمرین اسکات و لیفت مرده. اندامهای تحتانی و خلفی و تنه راپرورش میدهند. پرس پله، اندامهای فوقانی، تنه قدامی و در درجة اول سینه، شانه و سه‌سر بازو را تقویت میکند. هرچند اسکات، لیفت مرده و پرس پله ورزش پاورلیفتینگ را می‌سازند. اما این نام (پاور لیفتینگ) تاحدی نام غلطی (بی‌مسمائی) است زیرا تنها بردن‌داده‌های قدرتی متوسط در حین تلاشهای ماکزیمم ایجاد میشود. در مقابل برخی ازبالاترین برون داده‌های توانی ثبت شدة انسان از ورزشهای اسنچ، کلین و جرک حاصل‌می‌شود. این تمرینات پرورش کلی بدن را ایجاد میکنند و توانائی ورزشکار جهت تولیدتوان را افزایش میدهد.
- زنجیرة حرکتی مفهوم زنجیرة حرکتی به انرژی ایجاد شده در بخش‌ها و عضلات‌بزرگتر اشاره دارد که سپس انتقال این انرژی از طریق تنه، خارج از بازوی پرتاب کمر وسرانجام توپ اشاره دارد. حرکت هرکدام از این بخش‌ها در زنجیره نه تنها به حفظ انرژی‌منتقل شده بلکه همچنین به ساختن آن نیز کمک میکند. هرچه بخش‌های بدنی که بطورمتوالی به برون داد نیروی کل مربوط می‌شوند افزایش یابند. سرعت بالقوة اندامهای‌انتهایی جائی که شی‌ء رها میشود نیز بیشتر خواهد بود. اجرای صحیح زنجیرة جنبشی‌در یک حرکت بالای سر، از طریق جابجائی انرژی کمتر، کارآیی حرکت را افزایش میدهد.در طول فعالیتهای پرتابی، حرکات از عضلات بزرگتر بخش‌های پایه شرع میشود و به‌بخش‌های دوربرد (دیستال) کوچکتر ختم میشود. محققان قبلی به این نتیجه رسیده‌اندکه بخش‌های هفت گانة اصلی که هر دوی حرکات زاویه‌ای و خمی در حین فعالیتهای‌ورزشی بالای سر دارند عبارتند از: اندامهای تحتانی، لگن خاصره، ستون مهره‌ها، کمربندشانه‌ای، بالای بازو، ساعد و دست. این بخش‌ها در طول مچ پا، زانو، لگن، مفاصل بین‌مهره‌ای، جناغی ترقوه‌ای، شانه، آرنج، زنداعلالیی - زند اسفلی و کمری که به عنوان‌محورهای چرخشی هستند می‌چرخند.
نیرو: نیروها می‌توانند جهت ایجاد حرکت در چیزی، توقف چیزی که قبلاً حرکت‌می‌کرد یا خودداری از حرکت چیزهایی که با هم حرکت میکنند مورد استفاده قراربگیرند. نیرو ممکن است درونی یا بیرونی باشد. در بدن انسان عضلات به عنوان نیروهای‌درونی عمل میکنند درحالیکه اثر جادبه (ثقل) خارجی است.
اثری که نیرو بر بدن دارد از سه عامل تأثیر می‌پذیرد:
1- اندازه یا بزرگی نیروی اندازه‌گیری شده برحسب نیوتن یا پوند: بزرگی نیرو به‌وزن بدن اشاره دارد که محصول تودة بدن و نیروی ثقل خارجی است نیروی عضله‌توسط اندازه و تعداد تارهایی که درون یک عضله وجود دارد تعیین میشود.
2- جهت نیرو: اگر یک نیروی منفرد به بدن اعمال شود بر اثر این نیرو، مرکز ثقل‌بدن در همان جهت نیروی وارد شده حرکت خواهد کرد.
3- موقعیت اعمال نیرو: اعمال نیرویی که کمی خارج از مرکز است حرکت زاویه‌ای‌ایجاد خواهد کرد زدن توپ به صورت خارج از مرکز در بازی اسنوکر، چرخش ایجادخواهد کرد.
- مرکز ثقل: مرکز ثقل که گاهی اوقات به عنوان نقطة تعادل نیز اشاره میشود.نقطه‌ای است که در آن شی‌ء متمرکز می‌گردد. همچنان که موقعیت بدنی فرد اجرا کننده‌تغییر میکند. مرکز ثقل او نیز بطور مداوم تغییر میکند. همچنان که مرکز ثقل نقطة تعادل‌است ما معمولاً اجراکنندگان را به عنوان «متعادل» یا «فاقد تعادل» می‌شناسیم. یک‌ژیمناست زمانیکه یک بالانس رااجرا میکند به وضوح تعادل خوبی را از از خود به نمایش‌می‌گذارد. اما تعادل نیازمندی (ضرورت) کمتر روشن اکثر ورزشهاست و ما اغلب به‌بازیکن به عنوان کسی که به خوبی متعادل است اشاره داریم. لذا تعادل دارای دو بعددینامیک (پویا) و استاتیک (ایستا) داره. در یک جسم یا شکل یکنواخت (مانند یک توپ‌اسنوکر) مرکز ثقل در محل مرکز هندسی آن واقع است. اما مرکز ثقل یک جسم‌غیریکنواخت از طریق توزیع توده و چگالی آن تعیین میشود. در هنگام راست ایستادن.مرکز ثقل اکثر افراد در ناحیة لگن آنها واقع است. مرکز ثقل در مردان تا اندازه‌ای نسبت به‌زنان بالاتر است. همچنان که موقعیت بدن تغییر میکند در برخی موارد ممکن است مرکزثقل آن حتی خارج از بدن قرار بگیرد.
وزن: نیروی جاذبه (یا گرانشی) که زمین بر بدن اعمال میکند، وزن بدن نامیده‌می‌شود. لذا کشتی‌گیری که یک نیروی گرانشی 600 نیوتنی را تجربه میکند. گفته‌می‌شود که وزنی معادل 600 نیوتن دارد. لذا وزن صرفاً ثامی است که به یک نیروی ویژه‌اطلاق میشود. درست همان طوری که مهم است بدانیم که g علام اختصاری چیزی بیش‌از شتاب (شتاب ناشی از ثقل) نیست. لذا همچنین مهم است بدانیم که W (این حرف برای‌مشخص کردن وزن بدن استفاده میشود). چیزی بیش از یک نیروی ویژه را نشان‌نمی‌دهد.
قانون جاذبة نیوتن دلالت بر این مطلب دارد که نیروی جاذبة زمین بر بدن اعمال‌می‌شود. این نیرو که اکنون به عنوان وزن بدن تعریف میشود. تا اندازه‌ای بسته به‌موقعیت آن تغییر میکند. مثلاً کشتی‌گیری که وزن بدن او در نایبروبی، کنیا، 1000 نیوتن‌است. 5/4 نیوتن بش از این وزن بدنی در هلیسینکی، فنلاند خواهد داشت. تودة بدن، کمیتی‌که اغلب از آن به غلط برداشت میشود و با وزن بدن اشتباه گرفته میشود در این جنبه‌متفاوت است. درحالیکه وزن بدن به نسبت جائی که واقع شده است تغییر میکند. تودة‌بدن صرف نظر از موقعیت آن ثابت باقی می‌ماند.
زمانیکه این مطلب یادآوری میشود که تودة بدن به عنوان مقدار ماده‌ای است که آن‌ماده را می‌سازد. حقیقت جملة قبلی شاید آسانتر مورد قبول واقع شود. به این دلیل که‌منطقی به نطر می‌رسد که چنین انتظار داشته باشیم که مقدار ماده در یک جسم مطلقاًتغییر نمی‌کند، چرا که جسم از یک مکان به مکان دیگر منتقل شده است.
- اندازه حرکت: هر جسم در حال حرکتی - از یک دوندة دوی سرعت گرفته تا یک‌شناگر مسافت طولانی تا یک توپ اجرلینگی که به سمت پائین مسیر قل می‌خورد - یک‌تودة مشخص و یک سرعت مشخصی دارد. محصول این دو تحت عنوان اندازه حرکت یامقدار حرکت شناخته میشود که آن جسم دارا میباشد. اندازه حرکت یک جسم عموماً درورزش اهمیت کمی دارد مگر اینکه جسم با جسم دیگری برخورد نماید. لذا، نتیجة این‌تصادف تاحد زیادی وابسته به این است که هرکدام از این اجسام درست قبل از برخوردچقدر اندازه حرکت داشته‌اند. هرچه اندازه حرکت یک جسم بزرگتر باشد، اثری که این‌جسم در مسیر خود بر روی اجسام دیگر ایجاد میکند بارزتر است. مثلاً اگر دو بولینگ بازاز تکنیک‌های مشابهی استفاده کند و هریک توپ را با سرعت کاملاً مشابهی رها نمایند.بولینگ بازی که از توپی استفاده میکند که تودة بزرگتری دارد (و لذا اندازه حرکت‌بزرگتری دارد) نسبت به بولینگ بازی که از توپ با تودة کمتر استفاده میکند احتمالاًامتیاز بیشتری خواهد گرفت. این مطلب به این دلیل رخ میدهد که توپ با اندازه حرکت‌بزرگتر، نسبت به توپ با اندازه حرکت کمتر، تمایل بیشتری دارد که بطور چشمگیری توپ‌دیگر را به پرواز درآورد و به مهره‌های دیگر ضربه رو به پایین بزند که این امر به امتیازبیشتری منجر میشود.
همچنین یک تفاوت در اندازه حرکت ممکن است ناشی از تفاوت در سرعتی باشد که‌هریک از آن اجسام با آن حرکت میکنند. مثلاً در سافتبال و بیسبال، توپ زن اندازه‌حرکتی که چوب در لحظة تماس با توپ دارد را کنترل میکند.
اهرمها و عملکرد آنها:
اهرم، میلة سختی است که حول یک نقطة ثابت (تکیه‌گاه) می‌چرخد و جهت اعمال‌نیرو (تلاش) در مقابل یک مقاومت به کار برده میشود. در بدن انسان، استخوانها در حکم‌اهرمها هستند. مفاصل تکیه‌گاه محسوب می‌شوند و عضلات به عنوان تلاش و وزن‌بخشی از بدن به علاوه هر آنچه که نگهداری میکند، مقاومت را تشکیل میدهد.
بخش‌های بدنی منفرد، مانند یک بازده نیز می‌توانند به عنوان اهرم عمل نمایند به‌شرط اینکه به عنوان یک واحد سخت (محکم) عمل کنند. اهرم دارای دو عملکرد است:
1- غلبه بر مقاومت بزرگتر نسبت به تلاش اعمال شده.
2- افزایش مسافتی که متقاومت میتواند حرکت داده شود از طریق استفاده ازتلاشی بیش از مقاومت موجود. به عبارت دیگر، اهرم قدرت فراهم میکند یا دامنة حرکت‌را بهبود می‌بخشد. قدرت و دامنة حرکت یک عضله وابسته به موقعیت سر ثابت (جائیکه‌تلاش اعمال میشود) نسبت به مفصلی که حرکت میکند (تکیه‌گاه) است. هرچه مسافت‌بین مفصل و سر ثابت عضله بیشتر باشد قدرت بیشتری میتواند ایجاد شود. یعنی:
هرچه سر ثابت یک مفصل نزدیکتر باشد دامنة حرکت بهتر خواهد بود.
نوع اهرم تشکیل شده توسط یک مفصل و ساختار عضلانی اطراف آن بر حرکت‌تولید شده اثر می‌گذارد اما دو عامل مرتبط نیز لازم است مورد ملاحظه قرار بگیرند. این‌دو عامل عبارتند از: زاویة کشش و نیز طول اهرم. این دو عامل در ذیل توصیف خواهندشد.
طبقه‌بندی اهرمها: یک اهرم میتواند به عنوان نوع اول، نوع دوم یا نوع سرم تعریف‌شود. این سه طبقه اهرمی توضیح داده می‌شوند. این طبقه‌بندی براساس موقعیت نسبی‌تکیه‌گاه، تلاش (سر ثابت عضله) و مقاومت (وزن خارجی یا وزن بخشی از بدن) است.
- اهرمهای نوع اول: در اهرم نوع اول همانند دستهای از ترازوها. تکیه‌گاه در بین‌مقاومت و تلاش قرار می‌گیرد. در بدن انسان زمانیکه سر و گردن خم و باز می‌شوند، سرمثالی از عمل اهرم و نوع اول است: مثلاً در سر تکان دادن به نشانة موافقت.
- اهرمهای نوع دوم: زمانیکه مقاومت بین تکیه‌گاه و تلاش قرار می‌گیرد. اهرم نوع‌دوم ایجاد میشود. زمانیکه روی پنجة پا بلند می‌شوید (فلکشن کف پایی مچ پا) از یک اهرم‌نوع دوم استفاده می‌کنید. جائیکه پنجه‌های پا با کف تماس پیدا میکنند تکیه‌گاه محسوب‌شده و مقاومت در مفصل مچ پا قرار می‌گیرد و تلاش در موقعیت روی مچ پا ایجادمی‌شود. جائیکه تاندون اشیل بر روی پاششه قرار می‌گیرد.
- اهرمهای نوع سوم: در یک اهرم نوع سوم، تلاش بین تکیه‌گاه و مقاومت قرارمی‌گیرد. این نوع اهرم رایج‌ترین شکل اهرم در بدن انسان است. برحسب نیروی بکار رفته.این نوع اهرم، اهرم بسیارناکارآمدی است اماسرعت و دامنة حرکت را امکانپذیر می‌سازد.مثالی از اهرم نوع سوم در بدن، عملکرد ساعد در دست در طول فلکشن (تاشدن) است.
- قوانین حرکت نیوتن:
حرکت تنها زمانی رخ میدهد که نیروی بکار برده شود. اکثر حرکات بدن توسط‌نیروی داخلی ایجاد شده توسط عضلات بوجود می‌آید. حرکت یا در خط راست (حرکت‌خطی) و یا در طول یک محور (حرکت زاویه‌ای) رخ میدهد. اسحاق نیوتن، سه قانون‌حرکت را که میتواند در مورد عملکرد بکار برده شود، بیان نمود.
- قانون اول حرکت نیوتن (قانون اینرسی): این قانون چنین بیان میکند که یک‌جسم یا شی‌ء در حالت اینرسی قرار دارد و قبل از اینکه هر تغییری در سرعت بتواند رخ‌دهد، باید نیرویی اعمال شود هرچه تودة یک جسم بیشتر باشد نیروی بیشتری برای غلبه‌بر اینرسی‌اش موردنیاز است. شما میتوانید یک وزنة 5 کیلوگرمی را دورتر از یک وزنه10 کیلوگرمی با نیروی یکسان پرتاب نمائید.
- قانون دوم حرکت نیوتن (قانون شتاب): این قانون بیان میکند که شتاب یک شی‌ءبطور مستقیم متناسب با نیرویی که آنرا ایجاد میکند و به طور معکوس متناسب با تودة‌شیئی است. سرعتی که شخص میتواند یک توپ تنیس را پرتاب کند متناسب با مقدارنیروی اعمال شده توسط عضلات است. این سرعت همچنین وابسته به اینرسی توپ نیزمی‌باشد.
در ورزش ما اغلب به دامنة حرکت شیئی اشاره می‌کنیم. دامنة حرکت محصول‌سرعت در توده است. یک موانع هاکی معمولاً از یک چوب هاکی سنگین‌تر مهاجم استفاده‌می‌کند. چون این امر اجازه میدهد که دامنة حرکت بیشتری را به توپ منتقل کند و درنتیجه دورتر به آن ضربه بزند. دامنة حرکت همچنین میتواند از بخشی از بدن به بقیة بدن‌ساخته و منتقل گردد که منجر به نیروی بیشتری میشود. مثلاً تاب دادن بازوها به سمت‌عقب و جلو قبل از خیز برای پرش عمودی، دامنة حرکت را به بقیة بدن منتقل میکند.
- قانون سوم حرکت نیوتن (قانون عکس‌العمل): این قانون بیان میکند که برای‌عملی یک عکس‌العمل مساوی و در جهت مخالف آن وجود دارد. وقتی یک شیئی بر روی‌شیئی دوم نیرو اعمال میکند، شیئی دوم نیز نیرویی مساوی و در جهت مخالف آن به‌سمت عقب به شیئی اول اعمال میکند. رایج‌ترین توضیح ورزشی از این قانون زمانی‌است که در شروع دوی سرعت ورزشکاران در برابر موانع شروع حرکت به سمت عقب‌نیرو وارد میکنند (بر روی بلوکها نیرو اعمال میکنند) که عکس‌العملی مساوی و مخالف‌فشار ایجاد شده به سمت جلو بر روی موانع ایجاد میکند.
زمانیکه در هوا هستید. این امکان وجود دارد که بخشی از بدن را به منظور اینکه‌بخش دیگری از بدن برخلاف آن عکس‌العمل نشان دهد. حرکت دهید. مثلا در حرکت نیمه‌ترامپولین آیا تاب دادن بازوها به سمت راست، بقیة بدن را به سمت چپ می‌چرخاند؟
مکانیک مایعات: تمامی حرکات در ورزش از محیط مایعی که حرکت در آن اتفاق می‌افتد تأثیر می‌پذیرد.
- نیروی بالابرنده: یک شناگر به این دلیل که در حالت تعادل با موقعیت‌اش قرار داردبر روی سطح آب شناور می‌ماند. مجموع نیروهایی که به او اعمال میشود در هر جهت‌باید مساوی صفر باشد. در جهت عمودی (این مورد برای شخص در تعیین اینکه آیا بدن اوبه سطح آب شناور باقی می‌ماند یا اینکه به زیر آب فرو می‌رود اهمیت دارد) تنها نیروهای‌عمل کننده وزن شخص و هر نیروی عمودی‌ایی است که آب بر او وارد میکند. لذا به‌روشنی برآیند این نیروهای عمودی رو به بالا (اصطلاحاً نیروی بالابرنده) که آب اعمال‌می‌کند باید با بزرگی وزن بدن شخص برابر باشد. این نتیجه‌گیری ساده به این وضعیت‌اساسی منجر میشود که تعیین میکند آیا یک جسم مشخص شناور می‌ماند یا خیر.
اگر وزن جسم بزرگتر از ماکزیمم نیروی بالابرنده‌ای که آب میتواند فراهم کندباشد، جسم غرق خواهد شد و اگر چنین باشد جسم شناور خواهد ماند. بیان این مطلب بااصلاحات ریاضی به این صورت است که: یک جسم شناور می‌ماند تنها اگر:
ماکزیمم نیروی بالابرنده = وزن جسم
وجود ماکزیمم نیروی بالابرنده به وضوح اهمیت بیشتری در تعیین اینکه آیا جسم‌می‌تواند شناور باقی بماند یا خیر دارد. ماکزیمم نیروی بالابرنده به بررسی عواملی‌مربوط است که بزرگی این نیرو را تحت تأثیر قرار میدهند. وقتی شناگری روی سطح آب‌خوابیده قرار می‌گیرد او به یک کنار فشار وارد میکند (یا تغییر مکان)
قبل از اینکه چنین موردی رخ دهد این آب جابجا شده با نیرویی که روی آن عمل‌می‌کند در تعادل قرار می‌گیرد.
در جهت عمودی این نیروها وزن خودشان را دارند. نیروی رو به بالا یانیروی‌بالابرنده از طریق زیرآب بر آن وارد میشود. از آنجا که آب در حالت تعادل قرار داده‌ضرورتاً این دو نیرو از نظر بزرگی با هم مساوی هستند.
اکنون وقتی شناگر وضعیت خوابیدن به حالت دمه را انتخاب میکند او هیچ کاری‌جهت تغییر حالت آب زیرین یعنی آبی که او را جابجا میکند انجام نمی‌دهد. در نتیجه‌نیرویی که این آب بر او وارد میکند دقیقاً مساوی نیرویی است که قبلاً آب جابجا شده‌اعمال کرده است. به عبارت دیگر او یک نیروی بالابرنده که از نظر بزرگی مساوی با وزن‌آبی است که او جابجا کرد را تجربه میکند. (این تساوی برابری) نیروی بالابرنده و وزن‌آب جابجا شده در ابتدا توسط ارشیمدس، زمانیکه او در حال حمام کردن بود، کشق شد وبطور گسترده تحت عنوان قانون ارشمیدس شناخته میشود.) ماکزیمم حجم آبی که‌شناگر میتواند جابجا کند مساوی حجم بدنش خواهد بود، چنین جابجائی ماکزیممی تنهازمای اتفاق می‌افتد که شناگر بطور کامل در آب فرو رود. این محدودیت در مورد حجم آبی‌که میتواند جابجا شود. حد بالای بزرگی نیروی بالابرنده‌ای که میتواند به شناگر اعمال‌شود را مشخص میکند. ماکزیمم نیروی بالابرنده بزرگی‌ایی به اندازة وزن حجم آب،مساوی با حجم بدن شناگر دارد.
برداردها و ترازوها: اکثر مقادیر جنبشی (و سینتیک) که در این متن مورد ملاحظه‌قرار گرفت ممکن است به دو گروه طبقه‌بندی شود: مقادیری مانند فاصله و سرعت که‌می‌توانند بطور کامل برحسب اندازه (یا بزرگی) توصیف شوند به عنوان مقادیر نرده‌ای‌شناخته می‌شوند و مواردی مانند جابجائی، سرعت، شتاب که نیازمند هر دو ویژگی‌بزرگی و جهت هستند، مقادیر برداری نامیده می‌شوند. از آنجا که پیکانها (فلش‌ها) نیز هردوی بزرگی (یعنی طول) جهت را دارا می‌باشند، نمایش مقادیر برداری توسط پیکانهاامری ممکن و اغلب بسیار مؤثر است. طول هر پیکان، سرعت مقیاسهای انتخابی را ارائه‌می‌دهد (در این مورد هر 1 سانتیمتر مساوی m/s 8 است) و جهتی که پیکان در آن جهت‌رسم میشود. دلالت بر جهتی دارد که آن بردار عمل میکند.
اهمیت ترکیب بدن در تعیین گرانش (ثقل) ویژه شخص و لذا در تعیین توانائی‌شناوری به چندین روش منعکس میشود:
1- حجم هوای موجود در شش‌ها که اثر قابل توجهی به توانائی شناوری شخص‌دارد: اگر فردی به صورت عمیق استنشاق نماید. این کار بطور قابل توجهی به حجم هوایی‌که بطور طبیعی در شش‌ها وجود دارد. (هوای باقیمانده) اضافه شده و هر دوی حجم سینه‌و حکم کلی بدن را افزایش میدهد. افزایش وزن بدن که با این افزایش حجم توأم میشود.قابل اغماض و چشم پوشیدنی است. (گرانش ویژة هوا حدود 0012/0 است که بسیار کم‌اضافه می‌گردد). صورت عبارت گرانش ویژه کاملاً بدون تغییر باقی می‌ماند. درحالیکه‌مخرج کسر بطور چشمگیر افزایش می‌یابد که اثر کلی این استنشاق عمیق بطور قابل‌ملاحظه‌ای گرانش ویژة بدن را کاهش میدهد. لذا احتمال اینکه شخص قادر به شناوری‌باشد افزایش می‌یابد. برعکس، اگر شخصی بطور عمیق نفس خود را بیرون دهد، گرانش‌ویژة بدن افزایش می‌یابد و توانائی شناوری متناظراً کاهش می‌یابد.
اهمیت این عامل از نظر توانائی شناوری بدن به وضوح در اظهارات وایتینگ مشهوداست. او پس از مرور تاریخچة این موضوع چنین اظهار کرد که درحالیکه اکثر مردان وزنان اگر استنشاق کاملی انجام دهند، بر روی آب شناور باقی خواهند ماند، اما اکثریت‌افراد غرق خواهند شد مگر اینکه بیش از هوای باقیمانده در شش‌هایشان هوا داشته باشند.
2- همین که ابعاد نسبی بافتهای بدنی بزرگ همراه سن تغییر میکند: گرانش ویژة‌بدن و توانائی شناوری آن نیز تغییر میکند. بطور کلی، هرچه فرد به انتهای سن‌اش‌نزدیک‌تر میشود (یعنی شخص خیلی جوان یا خیلی پیر میشود) احتمال بیشتری وجوددارد که گرانش ویژة بدن به حدی کم شود که به او اجازة شناور شدن را نخواهد داد.
3- زنان به دلیل داشتن ابعاد چربی بزرگتر، تمایل دارند که گرایش ویژة پایین‌تری‌نسبت به مردان داشته باشند و احتمال بیشتری وجود دارد که قادر به شناورشدن باشند.
4- چنین یافت شد که بچه‌های سیاهپوست آمریکائی چگالی استخوانی بزرگتری‌دارند و درصد استخوان متراکم بزرگتری نسبت به بچه‌های سفیدپوست دارند. با ملاحظة‌این تفاوتها در ترکیب بدن آزمونهای توانائی شناوری بطور مکرر درصد بزرگتری ازشناور نشدگان را در گروههای آمریکائیان سیاهپوست نسبت به گروههای متناظرسفیدپوستشان نشان داده‌اند.
5- ملاحظات بر روی فیزیک (هیکل) شناگران قهرمان نشان داده است که عموماً این‌افراد به مقدار جزئی ابعاد چربی بالاتری در هیکل خود نسبت به ورزشکاران قهرمان دراکثر ورزشهای دیگر دارند.
آسیب در ورزش
آسیبهای زانو و زانو درد:
زانودرد از مکانیک‌های غیرصحیح و برداشتن بار تکراری ناشی میشود.
آسیبهای زانو در دوچرخه سواری شامل نرم غضروفی ناحیة کشک، التهاب‌تاندون چهار سر رانی، التهاب تاندون کشککی، سندروم تهیگاهی درشت شی‌ء، التهاب‌کیسة زلالی جلوی کشکک زانو، التهاب کیسة زلالی عصب ای غازی شکل، کشیدگی‌کپسول میانی و التهاب چین سینوویال و پیچیدگی لیگامنت متقاطع جانبی یا میانی است.
عامل اصلی مؤثر بر مکانیک‌های زانو و قابلیت بالقوه آسیب بافتی متعاقب آن. کنش‌بین دوچرخه سوار و دوچرخه است که شامل راستای کفش - استوک، ارتفاع نشستن،طول میل لنگ و موقعیت تنه است که جهت به حداقل رساندن کشش باد طراحی شده است.
عوامل ثانویه‌ای که در ارتباط با خود شخص است، تکنیک پدال زدن، متغیرهای‌ساختاری بین دوچرخه‌سواران و عدم تقارن ساختاری بین دو طرف راست و چپ بدن‌می‌باشد. عدم تقارن‌های ساختاری منجر به تغییرات فردی در راه‌اندازی دوچرخه واصطلاحاً انتخابی اجزاء تجهیزات میشود.
انقباض شدید ناشی از گرما: انقباضات عضلانی مرتبط با گرما اغلب در حین‌ورزشهای طولانی مدت زمانیکه تعریق مکرر و فراوانی وجود داشته باشد، رخ میدهند.این حالت اغلب در یک بازی فوتبال، تریاتلون (سه‌گانه) مسابقة دوچرخه‌سواری، تورنخست تنیس و به طور ویژه در مراحل پایان مسابقه ایجاد میشود.
جهت ذخیره‌سازی کامل مایعات بدن، فقدان نمک و نیز آب از طریق تعریق بایدمجدداً فراهم گردد.
در غیر این صورت، فقدان قابل توجه و پیش روندة آب بدن و سدیم می‌تواندگسترش یابد. اگر این امر اتفاق بیافتد، پایانه‌های عصبی حرکتی انتخاب شده ممکن است‌به دلیل فشارهای مکانیکی متغیر بر روی پایانه‌های عصبی و نیز تغییراتی که درغلظت‌های اطراف الکترولیت‌ها صورت می‌گیرد بیش از حد تحریک‌پذیر شوند که ظاهراًمنجر به انقباضات عضلانی خود به خودی می‌گردد. مهم اینکه، نقص در سدیم کلی بدن،اغلب در مقادیر غلظت سدیم سرم خون یا پلاسما را منعکی نمی‌شود. به دلیل ترشح عرفی‌که غلظت سدیم نسبتاً پایین دارد. در طول و بلافاصله پس از ورزش، غلظت سدیم سرم‌ممکن است نرمال باشد یا تا اندازه‌ای افزایش یابد. که منجر به دفع سدیم کاهش یافته‌توسط کلیه‌ها و نهایتاً کاهش جزئی حجم پلاسما می‌گردد.
به زبان دیگر، حتی اگر سدیم سرم تاحدی کاهش یابد، به محض اینکه ورزشکارشانس آب‌دهی مجدد و جایگزینی الکترولیت‌ها را بدست می‌آورد، غلظت سدیم در خون‌طبق معمول کاملاً به سرعت به حالت طبیعی باز می‌گردد. این امر توضیح میدهد که چرابازیکنانی که از گرفتگی‌های عضلانی در میدان یا زمین مسابقه رنج می‌برند، اغلب درارزیابی‌های بعدی انجام شده توسط پزشک نرمال نبودن الکترولیت‌ها را بروز نمی‌دهند.
هیپوناترمی (کاهش شدید سدیم) با درنظرگرفتن تأکیدات قویی که این روزها برجذب مایعات و نیز اهمیت آب دهی کافی صورت می‌گیرد مفهوم مسمومیت آبی یا آب دهی‌بیش از حد ممکن است برای اکثر ورزشکاران تاحدی غیرقابل تصور به نظر برسد. با این‌حال نوشیدن آب با سرعتی بیش از سرعتی که کلیه‌ها میتواند آب را دفع کنند امکانپذیراست. مکانیسم دقیق زیربنایی هیپوناترمی تاحدی نامشخص است. اما در صحنة ورزش‌به نظر می‌رسد هیپوناترمی از طریق تعریق شدید همزمان بار ورزش و یا در ادامه بوسیلة‌هضم مکرر مایعات حاوی سدیم کم یا سدیم آزاد (مانند آب) برای چند ساعت یا بیشترایجاد شود.
- ورزش و آمنوره (فقدان قاعدگی):
وضعیت متابولیکی بر فعالیت و تعادل سلولهای استخوانی اثر مستقیم دارد. بحث‌تعادل کلسیمی و هورمونهای جنسی مهمترین مسائل و کشمکش‌ها در ارتباط با رشداستخوانی از طریق ورزش را ایجاد میکند. ذخیره سازی گردشی جذب استخوان خوارهاو کمبود استروژن، بازسازی استخوان از طریق استئوکلامتها را افزایش میدهد.
ورزشکاران امنوره (فاقد قاعدگی) و ورزشکاران با قاعدگی ناقص نمونه‌های‌خوبی از تعارض بین پیامهای سیستمیک جهت از دست دادن استخوانی و محرکهای‌مقطعی جهت حصول استخوانی هستند. علاوه بر پیش تمرینی، تغذیه ضعیف نیز اغلب‌یک عامل مرتبط با آمنوره است. کمبود کلسیمی میتواند با اثرات کمبود استروژن برروی استخوان ترکیب شود در آمنورة ورزشی، تمرین میتواند این اثر را در استخوانهای‌تحت بار کاهش دهد اما هیچ اثری بر روی مناطق اسکلتی که تحت فشار بار تمرین نیست‌ندارد. به نظر می‌رسد چگالی استخوانی بطور مستقیم با تاریخ قاعدگی ارتباط داشته‌باشد: هرچه سالهای قاعدگی بیشتر باشد، بی‌نظمی‌های قاعدگی نیز بیشتر و چگالی‌استخوانی کمتر است.
هرچند تمرین باید محرکی برای افزایش تودة استخوانی باشد. چگالی استخوانی دراندامهای پائینی و ستون مهره‌های ورزشکاران آمنوره میتواند بیش از 19% کمتر ازورزشکاران با قاعدگی طولانی مدت باشد. شکستگی‌های ناشی از فشار در استخوانهای‌تحت فشار تمرین در ورزشکاران آمنوره نسبت به ورزشکاران با قاعدگی طولانی مدت‌رایج‌تر است. هر دوی این گروهها، نیروهای مشابهی را اعمال میکنند اما استخوانهای‌مبتلا به پوکی استخوان در ورزشکاران آمنوره، در معرش خطر قدرت هستند.استخوانهای بدون فشار بار تمرین در یک زن آمنوره و یک زن با قاعدگی ناقص، زیرنرمال هستند و حتی نسبت به شکستگی‌های ناشی از آسیب کم نیز حساس هستند.
آمنورة اولیه در ورزشکاران قبل از رسیدن به اوج تودة استخوانی ممکن است نتایج‌همیشگی در پی داشته باشد.
شواهد دلالت بر آن دارد که منافع (پیشرفتهای) استخوانی در طول رشد ممکن‌است در دوران بلوغ با مقاومت روبرو شود. عوامل منفی که از اکتساب استخوانی‌جلوگیری میکند یا آنرا آهسته می‌سازد توانائی ژنتیکی بالقوه را به حداقل رسانده وممکن است اوج تودة استخوانی را برای همیشه محدود سازد.
این اشخاص نسبت به آنچه که توسط نیمرخ‌های ژنتیکی‌شان پیش‌بینی شده است باتودة استخوانی کمتر و خطر بالاتر شکستگی به جوانی و یائسگی وارد خواهند شد. (پامی‌گذارند)
دانلود مقاله بیومکانیک