APRECIEREA PARAMETRILOR CINEMATICI PENTRU IMBUNATATIREA PERFORMANTEI ATLETICE 

Prof. Univ. Dr. Ioan IACOB,

Universitatea "Al. I. Cuza" Iasi, FEFS

Lector Univ. Dr. Ing. Emil BUDESCU,

Universitatea Tehnica "Gh. Asachi" Iasi,

Laboratorul de Biomecanica

Keywords: Biomechanics, Kinematic, Athletics

Cuvinte cheie: Biomecanica, Cinematica, Atletism

Rezumat

Scopul acestei lucrari este de a prezenta o metoda practica de analiza cinematica aplicata pentru antrenamentul atletilor din probele de alergare, metoda care utilizeaza pentru masuratorile experimentale doar o ruleta si un cronometru. Rezultatele obtinute pe aceasta cale ofera atat informatii cantitative, cat si calitative, cu o eroare acceptabila, privind parametrii cinematici ai unui atlet in timpul pregatirii acestuia. Deplasarea, dependenta de timp, trebuie cunoscuta pentru aceasta metoda, aceasta insemnand timpii intermediari la trecerea sportivului prin dreptul unor jaloane date la distante cunoscute. Din diagrama dependentei deplasarii functie de timp se obtin graficele si valorile pentru viteza si acceleratie.

Introducere

Evaluarea parametrilor cinematici ai unui sportiv in timpul pregatirii acestuia reprezinta o latura a realizarii unui antrenament stiintific, putand oferi informatii cu privire la diferitele faze ale alergarii, valorile vitezei si acceleratiei in orice moment si evolutia grafica pentru toti parametrii cinematici. Acesti parametri, care descriu complet miscarea subiectului uman, sunt constituiti din trei componente, dependente fiecare de timp: deplasarea, viteza si acceleratia.

Determinarea valorilor parametrilor cinematici ai unui atlet in alergare poate fi realizata fie utilizand aparatura tehnica specializata (videoinregistratoare, radare de viteza, traductori de deplasare, viteza si acceleratie, senzori si placi de achizitie de semnal etc.), fie folosind algoritmi matematici, ce necesita insa informatii primare obtinute de antrenor. Fiecare dintre cele doua modalitati de abordare presupune un efort: fie financiar, pentru procurarea de aparatura specializata, fie intelectual, pentru intelegerea si dobandirea unor cunostinte stiintifice. Efortul intelectual, cel mai la "indemana", poate fi facut fie in mod singular, de antrenor, prin insusirea unor algoritmi de derivare grafica, fie in echipa, antrenor si un specialist in biomecanica care sa aiba si cunostinte de programare, prin realizarea si utilizarea unor software-uri specializate. Folosirea algoritmilor de derivare grafica ofera mai mult informatii calitative pentru parametrii cinematici, prin dependentele grafice obtinute, valorile determinate putand avea un anumit grad de eroare. Utilizarea unor software-uri specializate confera si o "acuratete" a valorilor obtinute, informatiile furnizate fiind astfel atat calitative, cat si cantitative. Indiferent insa de metoda matematica aleasa, valorile parametrilor cinematici sunt afectate in mod direct de gradul de eroare a informatiilor primare furnizate de catre antrenor.

Lucrarea de fata si-a propus sa prezinte rezultatele obtinute cu ajutorul unui software specializat, realizat de autori, pentru un numar de opt atleti, in probele de alergare de viteza pe distanta de 60 metri si semifond pe distantele de 150 si 600 metri. Atletii participanti la test nefiind monitorizati de-a lungul unei perioade de antrenament, rezultatele prezentate au doar un caracter particular, pentru un anumit moment al pregatirii, autorii fiind interesati aici numai in evidentierea posibilitatilor de utilizare in antrenament a unor astfel de investigatii cinematice.

Prezentarea succinta a software-ului realizat

Determinarea parametrilor cinematici a pornit de la valorile temporale secventiale, furnizate de antrenor, privind dependenta (1): timpii intermediari "t" fiind inregistrati cu ajutorul unui cronometru cu memorie, la anumite distante "s" date.

Prima secventa a programului specializat a constituit-o interpolarea punctelor discrete obtinute cu datele initiale, interpolare care a necesitat incercari multiple privind funtia de interpolare cea mai potrivita. Pentru cazul exemplificat in lucrare a fost utilizata functia spline cubica, pentru fiecare interval de interpolare, un interval fiind definit intre doua puncte. Apoi, pe baza determinarii functiilor de interpolare succesive, de forma (2): unde "k" reprezinta numarul intervalului de interpolare iar  fiind coeficientii cu valori cunoscute ale functiilor polinomiale de gradul 3 corespunzatoare intervalului "k", s-au calculat derivatele de ordinul unu si doi, respectiv:

reprezentand viteza si acceleratia. Valorile parametrilor cinematici determinati sunt influentate de datele initiale furnizate de antrenor, respectiv timpii intermediari inregistrati la anumite distante cunoscute.

Programul specializat poate furniza atat valorile, cat si diagramele tuturor celor trei parametri cinematici, la orice moment de timp.

Rezultate obtinute

Pentru proba de alergare de viteza pe distanta de 60 metri s-au facut inregistrari ale timpilor intermediari la un numar de cinci sportivi, trei baieti si doua fete. Timpii au fost notati la trecerea atletilor prin dreptul unor jaloane situate din 10 in 10 metri.

La probele de alergare semifond pe distantele de 150 metri si 600 metri au participat in total trei sportivi, baieti, din care doi pentru prima distanta si unul pentru ultima distanta. Timpii intermediari au fost inregistrati din 25 in 25 de metri.

In figurile 1 si 2 sunt reprezentate diagramele de variatie pentru parametrii cinematici ale sportivilor participanti in proba de viteza si, respectiv, semifond

Figura 2. Diagramele cinematice pentru proba de viteza pe 60 de metri

Figura 3. Diagramele cinematice pentru probele de semifond pe 150 si 600 de metri

Aspectul curbelor din diagramele cinematice este influentat de numarul punctelor de interpolare, respectiv de numarul de valori pentru timpii intermediari dar si de precizia de inregistrare a valorilor acestor timpi. Pentru o corecta apreciere a celor trei parametri cinematici, in timpul unui antrenament se repeta masuratorile iar diagramele rezultate se suprapun,  putandu-se astfel vizualiza evolutia sportivului in acel stadiu de pregatire.

Concluzii

Realizarea unor programe specializate de analiza cinematica in sportul de performanta se poate dovedi de un real folos antrenorilor si sportivilor in timpul stagiilor de pregatire.

Software-ul specializat trebuie sa aiba o structura interactiva, cu date cat mai simple la "intrare" si cu posibilitati cat mai multe la "iesire", astfel incat utilizatorul sa "culeaga" maximum de informatii intr-un timp scurt si cu efort minim. In aceasta sens, programul realizat de autori foloseste ca date de intrare numai timpii intermediari, specificandu-se distanta totala de alergare si cea dintre jaloane, iar ca informatii utile sunt date valorile tuturor parametrilor cinematici la orice moment de timp dorit si diagramele cinematice, asa cum au fost prezentate anterior. Pentru cei care doresc, pot fi trasate si diagrame comparative cu diferite functii de interpolare (polinoame de gradele 2, 3, 4 , ...., n), pe intervalele dintre puncte sau pentru intregul domeniu analizat. Programul are si un modul care poate fi activat in situatia in care se "culeg" automat timpii intermediari, folosind o placa de achizitie de date si niste senzori de proximitate.

Abstract

The paper aims to present one of the practical methods of kinematic analysis applied at speed tests of athletics and which uses for experimental measurements just a tape measure and a chronometer. The results obtained by this mean offer both quantitative and qualitative data, with a satisfactory accuracy, on the preparation of the sportsman.

The displacement, depending on time, must be known in order to apply that method, that is, how long does it take for an athlete to pass nearby certain landmarks at known length intervals. The graphical diagram of displacement depending on time allows to obtain the velocity and the acceleration by graphical derivation.

Bibliografie

[1] IACOB, I., BUDESCU, E., URSANU, G., Method for kinematic analysis in athletics, Proceedings of 12-th International Congress on Physical Education and Sports, 21-23 May, 2004, Komotini, Greece

[2] IACOB, I., BUDESCU, E., Aspecte privind determinarea parametrilor cinematici in atletismul de performanta, in Studii si cercetari in domeniul Educatiei Fizice, Sportului si Kinetoterapiei, Universitatea Tehnica "Gh. Asachi" Iasi, 2004, pg. 131-136, ISSN 1224-5860

[3] ALEXE, N., Antrenamentul sportiv modern, Editura Editis, Bucuresti, 1993