제 Ⅰ편 운동역학의 개요
⒈ 운동역학(Sports Biomechanics)이란 무엇인가?
- 인체에 작용하는 대내, 대외적인 힘과 이 힘에 의하여 발생되는 여러 가지 운동을 효과적으로 수행할 수 있도록 연구하는 학문
⒉ 운동역학과 관련된 용어
⑴ 역학(Mechanics) : 물체 사이에 작용하는 힘에 대하여 총제적으로 연구하는 분야
⑵ 생체역학(Biomechaanics) : 살아서 움직이는 물체, 즉 동물들의 움직임 시 그 힘과 결과를 연구하는 분야
⑶ 운동역학(Sports Biomechanics) : 사람들의 움직임, 즉 운동의 원인인 힘과 그 결과로서 나타나는 변인을 연구하는 분야(넓은 의미의 운동역학)
⑷ 운동역학(Kimetics) : 운동을 일으키는 원인, 즉 힘에 대하여 연구하는 분야 (좁은의미의 운동역학)
⑸ 운동학(Kinematics) : 운동을 함으로써 발생하는 여러가지 결과, 즉 변인들을 연구하는 분야
c.f. 동역학(Dynamics)과 정역학(Statics)
⒊ 운동역학에서 다루고 있는 분야
⑴ 운동기술의 분석과 개발
① 영상 분석법 : 16mm 필름, 비디오 테이프
② 힘의 분석 : Force Plate, Strain Gauge
③ 근육활동의 분석 : E.M.G.
⑵ 운동기구의 평가와 개발
① 운동수행능력의 향상 : 야구배트, 골프클럽, 디스크 휠 등
② 선수의 상해 예방 : 여러 가지 헬멧, 태권도의 호구 등
⑶ 측정 방법과 자료처리기술의 개발
① 여러 가지 체력측정기구의 디지털화, 100M 달리기의 측정법 등
② 2차원 및 3차원의 영상 분석법
제 Ⅱ편 운동역학의 기초지식
⒈ 운동역학의 개념정의
⑴ 기본 물리량과 유도 물리량
① 기본 물리량 : 과학에서 물리량을 측정하는 기본단위 시간, 거리, 질량 등을 이야기함 (C.G.S. 및 M.K.S 단위)
② 유도 물리량 : 기본 물리량에서 파생된 물리량(속도, 힘 등)
⑵ 스칼라와 벡터
① 스칼라 : 단순히 크기만을 갖는 물리량(속력, 질량, 에너지 등)
② 벡터 : 크기와 방향을 동시에 갖는 물리량(속도, 힘, 운동량 등)
ex) 벌레의 움직임과 마라톤
⑶ 운동의 형태
1) 형태에 따른 분류
① 병진(선)운동 : 직선 또는 곡선으로 움직이는 운동
② 회전(각)운동 : 축을 중심으로 움직이는 운동
③ 복합(혼합운동) : 선 운동과 각운동이 같이 일어나는 운동
2) 속도에 따른 분류
① 등속도 운동 : 똑같은 속도로 움직이는 운동
② 가속도 운동 : 가속도, 즉 속도가 증가하여 움직이는 운동
⑷ 정성분석과 정량분석
① 정성분석(Quality Analysis) : 운동분석 시 성질을 분석하는 것
② 정량분석(Quantity Analysis) : 운동분석 시 정량화하여 분석하는 것
⑸ 인체 관절운동의 표현
1) 굴곡과 신전
① 굴곡(Flexion) : 관절운동시 관절 각도가 작게 움직이는 것
② 신전(Extension) : 관절운동시 관절각도가 크게 움직이는 것
c.f. 과신전(Hyper Extension)
2) 내전과 외전
① 내전(Adduction) : 팔과 발의 운동에서 인체중심선 가까이로 움직이는 것
② 외전(Abduction) : 팔과 발의 운동에서 인체중심선에서 멀리 움직이는 것
3) 거상과 인(강)하
① 거상(Elevation) : 견갑골 운동에서 들어 올리는 것
② 인(강)하(Depression) : 견갑골 운동에서 내리는 것
4) 회내와 회외
① 회내(Pronation) : 손목의 회전운동에서 손바닥이 지면을 향하게 움직이는 것
② 회외(Supination) : 손목의 회전운동에서 손바닥이 하늘을 향하게 움직이는 것
5) 내번과 외번
① 내번(Inversion) : 발 앞꿈치의 회전운동에서 인체 중심선 가까이로 움직이는 것
② 외번(Eversion) : 발 앞꿈치의 회전운동 시 인체 중심선에서 멀리 움직이는 것
6) 회전과 회선
① 회전(Rotation) : 머리, 허리관절 등의 운동에서 좌우로 움직이는 것
② 회선(Circumduction) : 머리, 허리관절 등의 운동에서 좌우로 휘돌리는 것, 회선운동은 원뿔 운동이 이루어짐
7) 내력과 외력
① 내력(Internal force) : 인체 내에서 근 수축에 의해 발생되어 작용하는 힘
② 외력(External force) : 인체 외에서 발생되어 작용하는 모든 힘
8) 질량과 중량
① 질량(Mass) : 공간을 초월하여 물체에 부여하여 만든 약속한 무게
② 중량(Weight) : 인력의 차이에 의해 공간에 따라 달라지는 물체의 무게
9) 거리와 변위
① 거리(Distance) : 물체가 한 지점에서 다른 지점으로 이동한 궤적과 같이 크기만을 갖는 스칼라양
② 변위(Displacement) : 물체가 한 지점에서 다른 지점으로 이동했을 때, 처음 지점과 마지막지점 사이의 직선거리와 같이 크기와 방향을 갖는 벡터량
10) 속력과 속도
① 속력(Speed) : 거리/시간, 평균속력, 순간속력 → 스칼라량
② 속도(Velocity) : 변위/시간, 평균속도, 순간속도 → 벡터량
③ 각 속력(Angular Speed) : 각 거리/시간, 평균 각속력, 순간 각속력 → 스칼라량
④ 각 속도(Angular Velocity) : 각 변위/시간, 평균 각속도 순간 각속도 → 벡터량(⍵)
c.f. 각 운동의 단위 : 도(degree), 래디안(radian, ≒ 57.3도) 회전(revolution)
⑤ 회전하는 물체의 속도와 각속도 관계
Vʟ = r • ⍵ → Vʟ : 회전운동 접선방향의 선 속도
r : 회전반경 ⍵: 각속도
ex) 투해머시의 동작 (그림의 설명이 첨부되니 공간을 7-8줄 정도 띄울 것)
11) 가속도
① 가속도(Acceleration) : 나중속도 - 처음속도 / 시간, a = Ｖf - Vi / t
② 각가속도(Angular Acceleration) : 나중 각속도 - 처음 각속도 / 시간
⍺ = ⍵f - ⍵i / t