Les principes biomécaniques

introduction

En général, on entend par principes biomécaniques l'utilisation de principes mécaniques pour optimiser les performances sportives.

Il convient de noter que les principes biomécaniques ne sont pas utilisés pour développer la technologie, mais uniquement pour améliorer la technologie.

HOCHMUTH a développé six principes biomécaniques pour l'utilisation des lois mécaniques pour les charges sportives.

Principes biomécaniques selon Hochmuth

Hochmuth a développé cinq principes biomécaniques:

1. Le principe de la force initiale stipule qu'un mouvement du corps qui doit être effectué à une vitesse maximale doit être initié par un mouvement qui se déroule exactement dans la direction opposée. La relation correcte entre le mouvement d'introduction et le mouvement cible doit être conçue de manière optimale pour l'individu.
2. Le principe de la trajectoire d'accélération optimale repose sur l'hypothèse que la trajectoire d'accélération doit être d'une longueur optimale si l'objectif est une vitesse finale élevée. Dans le cas de mouvements rectilignes, on parle d'une translation et dans le cas de mouvements uniformément courbes d'une rotation.
3. Afin de suivre le principe de la coordination temporelle des impulsions individuelles, les mouvements individuels doivent s'emboîter de manière optimale et être parfaitement chronométrés. En fonction de l'objectif du mouvement, il peut être plus important d'optimiser les mouvements individuels au fil du temps que de commencer les mouvements individuels par phases.
4. Cela peut tout aussi bien être l'inverse. Le principe de la contre-action se rapporte au troisième axiome de Newton (Actio équivaut à une réaction) et déclare que pour chaque mouvement, il y a un contre-mouvement. L'équilibre humain, par exemple, est un jeu de mouvements et de contre-mouvements.
5. Le principe du transfert d'impulsion repose sur le fait qu'il est possible, à l'aide de la loi de conservation du moment cinétique, de déplacer le centre de gravité du corps dans un autre mouvement.

Principe de la force initiale

définition

Le principe biomécanique de la force initiale joue un rôle important, en particulier dans les mouvements de lancer et de saut, dans lesquels une vitesse finale maximale du corps ou d'un équipement sportif doit être atteinte.
Ce principe stipule qu'un mouvement d'introduction opposé à la direction principale du mouvement se traduit par un avantage de performance. Le terme utilisé dans la littérature plus ancienne comme principe de force initiale maximale n'est plus utilisé dans les sciences du sport plus récentes, puisque cette force initiale n'est pas une impulsion de puissance maximale mais optimale.

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Comment cette force initiale naît-elle?

Si le mouvement principal est précédé d'un mouvement opposé à la direction réelle, ce mouvement doit être ralenti. Ce freinage crée une surtension (surtension de force de freinage). Celui-ci peut alors être utilisé pour accélérer le corps ou l'équipement sportif si le mouvement principal suit immédiatement ce "mouvement de recul".

Explication du principe de la force initiale

La figure illustre le principe de la force initiale maximale à l'aide d'un exemple sur une plaque de force.

Un athlète jette un ballon de médecine avec ses bras tendus. Au départ, l'athlète est dans une position calme sur la plate-forme de mesure. Les balances indiquent le poids corporel [G] à (Le poids du mediball est négligé. À l'époque [UNE] le sujet entre dans le le genou. La plaque de mesure affiche une valeur inférieure. La zone [X] montre l'impulsion négative qui correspond à l'impulsion de freinage [y] correspond. Le pic de force d'accélération se produit immédiatement après ce pic de force de freinage. La puissance [F] agit sur le mediball. Une plus grande valeur mesurée peut être vue sur la plate-forme de mesure. Pour une puissance optimale, le rapport entre la force de freinage et la force d'accélération doit être d'environ un à trois.

Principe de la trajectoire d'accélération optimale

accélération

L'accélération est définie comme le changement de vitesse par unité de temps. Cela peut se produire sous une forme à la fois positive et négative.
Dans le sport, cependant, seule une accélération positive est importante. L'accélération dépend du rapport de la force [F] à la masse [m]. par conséquent: si une force plus élevée agit sur une masse inférieure, l'accélération augmente.

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Explication

Le principe de la trajectoire d'accélération optimale, en tant que l'un des principes biomécaniques, vise à donner au corps, au corps partiel ou à l'équipement sportif une vitesse finale maximale. Cependant, la biomécanique étant des lois physiques en relation avec l'organisme humain, la trajectoire d'accélération n'est pas maximale, mais optimale en raison des conditions musculaires et physiologiques et de l'effet de levier.
Exemple: la trajectoire d'accélération lors du lancement d'un marteau peut être prolongée plusieurs fois par des mouvements rotatifs supplémentaires, mais cela n'est pas rentable. S'accroupir trop profondément pendant le saut en ligne droite entraîne une augmentation de la trajectoire d'accélération, mais entraîne un effet de levier défavorable et n'est donc pas pratique.

Dans la science du sport moderne, cette loi est appelée le principe de la tendance vers la trajectoire d'accélération optimale (HOCHMUTH). L'accent n'est pas mis sur l'atteinte d'une vitesse finale maximale, mais sur l'optimisation de la courbe accélération-temps. Avec le lancer du poids, la durée de l'accélération n'a pas d'importance, il ne s'agit que d'atteindre la vitesse de pointe, en boxe il est plus important d'accélérer le bras le plus rapidement possible afin d'éviter les actions évasives de l'adversaire. De cette manière, le début de l'accélération peut être maintenu bas pendant le lancer du poids et une forte accélération ne se produit que vers la fin du mouvement.

Principe de la coordination des impulsions partielles

Définition de l'impulsion

Une impulsion est l'état du mouvement en direction et en vitesse [p = m * v].

Explication

Avec ce principe, il est important de faire la distinction entre la coordination de l'ensemble de la masse corporelle (saut en hauteur) ou la coordination des corps partiels (lancer du javelot).
En lien étroit avec les compétences de coordination (en particulier les compétences de couplage), tous les mouvements partiels du corps / impulsions partielles doivent être coordonnés en termes de temps, d'espace et de dynamique. Cela se voit clairement dans l'exemple d'un service au tennis. La balle de tennis ne peut atteindre une vitesse de pointe élevée (230 km / h) que si toutes les impulsions partielles se succèdent immédiatement. Le résultat du mouvement à fort impact sur l'impact commence par l'étirement des jambes, suivi d'une rotation du haut du corps et du mouvement d'impact réel du bras. Les impulsions partielles individuelles sont additionnées dans la version économique.
Il convient également de noter que les directions des impulsions partielles individuelles sont dans la même direction. Là encore, un compromis doit être trouvé entre les principes anatomiques et mécaniques.

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Principe de contre-action

Explication

Le principe de la contre-action comme l'un des principes biomécaniques est basé sur la troisième loi de la contre-action de Newton.
Il dit qu'une force qui est apparue crée toujours une force opposée de même grandeur dans la direction opposée. Les forces qui sont transmises à la terre peuvent être négligées en raison de la masse de la terre.
En marchant, le pied droit et le bras gauche sont avancés en même temps, car les humains ne peuvent pas transférer de forces à la terre en position horizontale. Quelque chose de similaire peut être observé dans le saut en longueur. En rapprochant le haut du corps, l'athlète soulève simultanément les membres inférieurs et gagne ainsi des avantages en distance de saut. D'autres exemples sont le coup de poing au handball ou le coup droit au tennis. Le principe du recul rotatif est basé sur ce principe. À titre d'exemple, imaginez-vous debout devant une pente. Si le haut du corps est soutenu, les bras commencent à tourner vers l'avant afin de générer une impulsion sur le haut du corps. Étant donné que la masse des bras est inférieure à celle du haut du corps, ils doivent être réalisés sous la forme de cercles rapides.

Principe de conservation de l'élan

Pour expliquer ce principe, nous analysons un saut périlleux avec une posture droite et accroupie. L'axe autour duquel la gymnaste saute un saut périlleux s'appelle l'axe de la largeur du corps. Lorsque le corps est étiré, il y a beaucoup de masse corporelle loin de cet axe de rotation. Cela ralentit le mouvement de rotation (vitesse angulaire) et le saut périlleux est difficile à réaliser. Si des parties du corps sont amenées à l'axe de rotation en s'accroupissant, la vitesse angulaire augmente et l'exécution du saut périlleux est simplifiée. Le même principe s'applique aux pirouettes en patinage artistique. Dans ce cas, l'axe de rotation est l'axe longitudinal du corps. Lorsque les bras et les jambes s'approchent de cet axe de rotation, la vitesse de rotation augmente.

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Les principes biomécaniques dans les disciplines individuelles

Principes biomécaniques du saut en hauteur

Pendant le saut en hauteur, les séquences de mouvements individuelles peuvent être mises en harmonie avec les principes biomécaniques.
Le principe de la trajectoire d'accélération optimale se retrouve dans l'approche, qui doit se courber vers l'avant pour atteindre un point de saut optimal. Le principe de la coordination temporelle des impulsions individuelles joue également un rôle important. L'étape de calfeutrage est extrêmement importante et détermine la trajectoire après le saut. Les principes de transmission d'impulsion et de force initiale jouent ici un rôle important. Ils veillent à ce que l'athlète apporte la puissance optimale lorsqu'il saute au sol et prend l'élan de la course.

Lors du franchissement de la traverse, une rotation a lieu qui est due au principe de contre-action et de recul rotatif. En sautant, le corps est tourné sur le côté au-dessus de la barre puis attrapé sur le dos.

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Principes biomécaniques en gymnastique

Dans les exercices de gymnastique et de gymnastique, plusieurs principes biomécaniques entrent également en jeu. Les mouvements de rotation et les balançoires sont d'une importance particulière. Ceux-ci suivent les principes de la trajectoire d'accélération optimale.Différents sauts sont également des mouvements fréquemment exécutés en gymnastique. On retrouve ici le principe de la force initiale maximale, ainsi que celui de la trajectoire d'accélération optimale. Enfin, les sous-mouvements individuels doivent être combinés en une séquence fluide, ce qui correspond au principe de la coordination des sous-impulsions.

Principes biomécaniques du badminton

Les principes peuvent également être appliqués lorsque le badminton est servi. Le mouvement de recul suit le principe de la trajectoire d'accélération optimale et le principe de la force initiale. Le principe de la conservation de l'élan est important pour que l'élan puisse également être transféré à la balle. Le principe de la coordination temporelle des impulsions individuelles est également utile ici. Lorsque le coup est terminé, le mouvement est intercepté selon le principe de la contre-action et du recul rotatif.

Les principes biomécaniques du tennis

Le service de tennis est très similaire à celui du badminton. De nombreux principes biomécaniques s'imbriquent et assurent ainsi une exécution optimale du mouvement. Au tennis, il est particulièrement important de faire attention aux séquences de mouvements optimales, car les erreurs peuvent coûter beaucoup d'énergie en raison de la vitesse du jeu. Par conséquent, ces principes sont très importants à l'entraînement et peuvent faire la différence entre gagner et perdre en compétition.

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Principes biomécaniques du sprint

Le sprint concerne avant tout les principes de la force initiale, la trajectoire d'accélération optimale, la coordination temporelle des impulsions individuelles et le principe de conservation des impulsions. Le principe de la contre-action et du recul rotatif n'est guère utilisé ici.
Le départ doit être puissant et ciblé. La séquence des mouvements des jambes doit être respectée dans une fréquence et une longueur de pas optimales dans la mesure du possible jusqu'au but.
Cet exemple illustre bien à quel point les principes biomécaniques peuvent être importants pour le mouvement.

Principes biomécaniques en natation

En natation, les principes biomécaniques peuvent être appliqués légèrement différemment aux différents styles de nage.
L'exemple de la brasse est présenté ici car c'est le type de natation le plus populaire. Le principe de la coordination temporelle des impulsions individuelles correspond au mouvement cyclique des bras et des jambes avec respiration simultanée (Tête au-dessus et au-dessous de l'eau).
Le principe de la transmission d'impulsions se reflète dans le fait que les bons nageurs peuvent apprendre le swing à partir des coups individuels (Frappe d'arbalète et frappe de jambe) et utilisez la propulsion pour le train suivant.

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Principes biomécaniques du saut en longueur

Le saut en longueur est similaire au saut en hauteur. Le type d'approche est différent. Il n'est pas disposé en courbe comme dans le saut en hauteur, mais linéairement sur le tremplin. Le principe de la trajectoire d'accélération optimale joue ici un rôle majeur. De plus, le principe de la transmission d'impulsions est utilisé ainsi que le principe de la force initiale, sans lequel le démarrage ne serait même pas possible.

A la fin du run-up, le sauteur effectue une étape de calfeutrage et utilise le principe de la contre-action et de la transmission d'impulsions et se pousse dans la trajectoire vers la fosse de saut. En vol, le sauteur jette ses jambes et ses bras en avant, utilisant le principe de la transmission d'impulsions pour voler encore plus loin.

Principes biomécaniques dans le lancer du poids

Différents principes biomécaniques jouent un rôle dans le lancer du poids. Afin d'atteindre une grande distance lors de la poussée, il est crucial de transférer autant de force que possible sur le ballon afin d'obtenir une vitesse de lancer élevée. Nous appelons cela le principe de la force initiale maximale. Une vitesse de poussée plus élevée est également obtenue en reculant et en allongeant ainsi la trajectoire d'accélération. C'est le principe de la trajectoire d'accélération optimale. Enfin, une coordination optimale des phases partielles du mouvement dans le lancer du poids est importante; une transition malpropre, par exemple, a un effet négatif sur la distance de course. Nous connaissons cela comme le principe de la coordination des impulsions partielles.

Principes biomécaniques du volleyball

Le volleyball est un sport dynamique avec une grande variété d'éléments, y compris des éléments de frappe, de saut et de course. En principe, tous les principes biomécaniques se retrouvent dans le volleyball. Le principe de la force initiale et de la trajectoire d'accélération optimale peut être trouvé, par exemple, au service. Le principe de la coordination des impulsions partielles définit, par exemple, le saut propre et le coup franc avec une balle frappée. L'impact du ballon se traduit par le rebond des mains avec le principe de la contre-action. Le principe de la transmission d'impulsions entre en jeu dans le jeu de passes.

Principes biomécaniques en haies

Les principes biomécaniques sont également d'une grande importance dans les obstacles. Le principe de la force initiale maximale décrit, par exemple, la poussée devant la haie, qui maximise la hauteur de saut. Afin d'optimiser le démarrage d'un haie, le principe de la trajectoire d'accélération optimale entre en jeu, le déplacement de poids et la force appliquée lors de la poussée du bloc jouent un rôle majeur. Les mouvements partiels des haies doivent être coordonnés de manière optimale pour garantir le succès. Cela suit le principe de la coordination optimale des impulsions partielles. Le principe de la contre-action entre en jeu dès que le coureur retombe sur la jambe après avoir sauté et l'équilibre est maintenu en étirant le haut du corps.