bio mechanics power point

8/6/2019 Bio Mechanics Power Point

1/34

Level 3 APPLICATIONS OF

BIOMECHANICAL PRINCIPLES

IN SPORTS

3.1 Quantitative analysis of motion

3.2 Qualitative analysis of sports skill

Field Experiences: 2 Dimensional

Introduction to 2-dimensional video analysisof human motion


2/34

SPORTS SCIENCE COURSE

Topic 4: SPORT BIOMECHANICS

PROPOSED MODULE

Level 1 -INTRODUCTION T0 BIOMECHANICS

1.1 Anatomical reference for understanding motion

1.1.1 Planes and axes of motion

1.1.2 Joint movement terminologies

1.1.3 Orientation of movement

1.2 Types of motion

1.2.1 Linear and angular motion1.2.2 General motion

1.2.3 Projectile

1.3 Kinematics and Kinetic variables underlying motion

1.3.1 Concepts of displacement, velocity and

acceleration

1.3.2. Concepts of forces and torque1.3.4 Concepts of mass, weight and inertia

1.3.3 Concepts of impulse and momentum

1.4 Laws of Motion

1.4.1 Newtons First Law: Inertia

1.4.2 Newtons Second Law: Acceleration

1.4.3 Newtons Third Law: Action-Reaction


3/34

Level 2 MECHANICAL PRINCIPLES

UNDERLYING HUMAN MOTION

2.1 Principles of Stability

2.1.1 Centre of gravity

2.1.2 Base of support

2.2 Principles of Equilibrium2.2.1 Static and dynamic equilibrium

2.2.2 Levers and torque

2.3 Principles of Summation of Forces

2.3.1 Joint segment interactions

2.3.2 Direction of force application2.4 Principles of Impulse-Momentum

2.4.1 Mass and inertia

2.4.2 Relationship of F= ma


4/34

PENGENALANBIOMEKANIK SUKAN

KURSUS SAINS SUKAN TAHAP 1


5/34

PENGENALAN KEPADABIOMEKANIK SUKAN

Disiplin Sains Sukan yang

berfokus kepada mengkaji

pergerakan menerusi sintesis

bidang-bidang biologi (bio), fizik

& matematik (mekanik).

Melibatkan kajian mengenai

variabel yang mempengaruhi

kualiti sesuatu pergerakan yang

dihasilkan.


6/34

Beberapa sub-disiplin

dalam Biomekanik

Biomekanik

zoologi

Ergonomi

SUKAN

E KE BAN AN

OCCUPATIONAL

E ABI I ASI

AK IVI I A IAN

Biomekanik lakuan

manusia

Aspek

kejuruteraan

dalambiomekanik


7/34

PERGERAKAN DILIHAT DARIPADA

PERSPEKTIF BIOMEKANIK SUKAN


8/34

PERGERAKAN MANUSIA

BERDASARKAN POSISI

RUJUKAN ANATOMI


9/34

RUJUKAN POSISI ANATOMI & SATAH PERGERAKAN

ASAS MEMAHAMI PERGERAKAN MANUSIA

SATAH SAGITAL

Satah yg membahagikan jasad

kepada bahagian kiri dan

kanan.

FleksiEktensi

Hiperesktensi

Fleksi-dorsi &

fleksi-plantar


10/34

SATAH FRONTAL

Satah yang membahagikan

jasad kepada bahagian

hadapan & belakang (iaitu;

anterior & posterior)

Abduksi &

adduksi

Gelongsor

Eversi dan inversiDepresi & elevasi


11/34

SATAH TRANSVERSE

Satah yg membahagikan jasad

kepada bahagian atas & bawah

(iaitu; superior & inferior)

Rotasi

Pronasi & supinasiProtraksi & retraksi


12/34

ORIENTASI PERGERAKAN

BERDASARKAN POSISI ANATOMI

Anterior (ventral)Merujuk kpd semua orientasi

pergerakan yg mengarah ke

bahagian hadapan jasad.

Posterior (dorsal)

Merujuk kpd semua orientasi

pergerakan yg mengarah ke

bahagian belakang jasad.


13/34

Superior

Merujuk kpd semua

orientasi pergerakan

yang mengarah ke

bahagian atas jasad.

Inferior

Merujuk kpd semua

orientasi pergerakanke bahagian bawah

jasad.


14/34

Lateral

Merujuk kepada semua

orientasi yg mengarah keluar jasad berdasarkan

aksis tubuh.

Medial


orientasi yg mengarah ke

dalam jasad berdasarkan

aksis tubuh.

Intermediate


orientasi yang mengarah ke

tengah jasad berdasarkan

aksis tubuh.


15/34

Proksimal

Merujuk kpd semua

orientasi yg palinghampir kpd

bahagian aksis jasad.

DistalMerujuk kpd semua

orientasi yg paling

jauh dpd bahagian

aksis jasad.


16/34

JENIS-JENISPERGERAKAN


17/34

JENIS-JENIS PERGERAKAN

Pergerakan yang

terhasil apabila

berlaku putaran

jasad pada satu

paksi rujukan.

Angular

Pergerakan melibatkan

peralihan (translatory)

Linear

Pergerakan melibatkan

jasad beralih daripadaposisi asal ke posisi

baru.


18/34

Pergerakan yg melibatkan

peralihan jasad dalam

laluan melengkung.

Pergerakan yg melibatkan

peralihan keseluruhan jasad

mengikut garis tegak; pada

kadar yang sama dari arah,

jarak & kelajuan

PERGERAKAN LINEAR

Rektilinear Curvilinear


19/34

PERGERAKAN ANGULAR

Pergerakan yang berlaku

pada paksi bayangan yang

dikenali sbg paksi putaran.

(axis of rotation)

Paksi putaran adalah

bersudut tepat dgn satah di

mana rotasi berlaku. Paksi

putaran ini boleh bersifat:

(a) dalaman

(b) luaran.


20/34

PERGERAKAN AM(general motion)

Pergerakan terhasil

daripada kombinasipergerakan linear &

angular.

Kemahiran sukan

banyak melibatkan

pergerakan am.


21/34

PROJEKTIL

Projektil ialah pergerakan jasad yang tersesar ke

udara dan jatuh semula ke bumi & hanya

dipengaruhi oleh daya semulajadi.

Range

Trajektori

Daya-daya semulajadi ini ialah graviti dan

rintangan udara.


22/34

Beberapa jenis trajektori

Trajektori Menegak

Trajektori Parabolik

Trajektori Mendatar

Permulaan pelepasan lebih

rendah dpd pendaratan.

Permulaan pelepasan sama

tinggi dengan pendaratan.

Permulaan pelepasan lebih

tinggi dpd pendaratan.


23/34

Faktor-faktor yang mempengaruhi projektil

Tinggi Pelepasan

USudut Pelepasan

Halaju Pelepasan


24/34

KONSEP-KONSEP

KINEMATIK & KINETIK

DALAM PERGERAKAN


25/34

JARAK & SESARAN

Variabel kinematik yang mengukurkadar peralihan sesuatu jasad.

Jarak linear diukur sepanjang

laluan pergerakan; sesaran linear

diukur berdasarkan garis tegak

peralihan dpd posisi asal ke posisi

baru.Jarak angular mengukur berapa

besar perubahan sudut yang

berlaku berdasarkan pergerakan

jasad.

Sesaran angular mengukur

perubahan sudut berdasarkan

posisi akhir jasad selepas beralih

daripada posisi asal.

Unit sesaran linear ialah meter (m);

Unit sesaran angular ialah radian.


26/34

KELAJUAN & HALAJU

Kelajuan dan halaju merujukkepada kepantasan peralihan jasad.

Dari aspek mekanik, kelajuan

tidak sama dgn halaju. Kelajuan

adalah kuantiti skalar (tiada arah)

manakala halaju adalah kuantiti

vektor (ada arah).

Analisis biomekanik hanya guna

nilai halaju. Halaju linear dan

angular melibatkan perubahan

sesaran linear/angular berdasar-

kan perubahan masa.

Halaju angular positif apabila

pergerakan berlaku pada arah

lawan pusingan jam; dan negatif

apabila pergerakan berlaku

mengikut arah pusingan jam.

Kuantifikasi halaju linear

HALAJU LINEAR (v)

Sesaran linear (s)

Perubahan Masa (t)

v = s/t

Kuantifikasi halaju angular

HALAJU ANGULAR ([)

Sesaran angular(U)

Perubahan Masa (t)

[ = U / t


27/34

PECUTAN

Sekiranya perubahan halaju

meningkat, pecutan adalah positif.

Pecutan ialah kadar perubahan

halaju yang berlaku pada suatu

jeda masa.

Dalam pergerakan projektil, jasad

mengalami pecutan yang dikenali

sebagai pecutan graviti.

Sekiranya perubahan halaju

menurun, pecutan adalah negatif.

[Dikenali sebagai deceleration]

Kuantifikasi pecutan linear

PECUTAN LINEAR (a)

Halaju akhir Halaju awal

Perubahan Masa

a = v u / t

@ v = u + at

Kuantifikasi pecutan angular

PECUTAN ANGULAR (E)

E= [ [1 / t

Sekiranya tiada perubahan halaju,

pecutan adalah sifar, bermakna

jasad tidak mengalami pecutan.

NILAI PECUTAN

GRAVITI IALAH

9.81 m/s2


28/34

Bila berlaku peningkatan sesaran dpd

satu rangka masa, halaju akan turut

meningkat.

1

Bila sesaran tekal berdasarkan saturangka masa, halaju berkeadaan

malar.

2

Bila halaju malar, pecutan adalah

sifar.

3

Bila halaju mencapai tahap

maksimum, pecutan adalah sifar.4

HUBUNGKAIT MEKANIKAL

SESARAN, HALAJU & PECUTAN


29/34

IMPULS

Impuls adalah paduan

di antara daya dgn

jangkamasa daya

tersebut bertindak.

Impuls penting dalam

kinetik lakuan kerana

pergerakan yg terhasil

dpd tindakan sesuatu

daya dipengaruhi olehtempoh daya tsbt

bertindak.Impuls = Daya x Masa

(Force x time)

= Ft

[Unitnya ialah Ns]

Kuantifikasi impuls


30/34

MOMENTUM

Perubahan momentum

dalam jasad adalah sama

dgn impuls.

F = ma= m [v u /t]

Ft = mv mu

= m [v u]

= (mv

Momentum ialah kuantiti

mekanikal sesuatu jasad.

Kuantifikasi momentum:

M = mv (jisim x velositi)

Unit ialah kgm/s

Jasad ada momentum bila

dalam keadaan dinamik.

Momentum sifar ketikajasad berkeadaan statik.


31/34

HUKUM-HUKUM

NEWTON DALAM

PERGERAKAN


32/34

PERGERAKAN

LINEAR

Jasad tidak akan menghasilkan

pergerakan sekiranya tiada sebarang

aplikasi daya ke atas jasad

tersebut. Jasad yg bergerak tidak

akan berhenti sekiranya tiada daya

bertindak ke atasnya.

Sesuatu jasad akan kekal berada

dalam keadaan asalnya (samadasedang pegun atau berputar pada

paksi rotasinya) sehingga wujud

tindakan daya torque ke atas jasad

tersebut.

Hukum Newton Pertama

HUKUM INERTIA

PERGERAKAN

ANGULAR


33/34

PERGERAKAN

LINEAR

Daya berhubungkait positif dgn

pecutan. Konsep pecutan turut

melibatkan daya yg terhasil bila

berlaku perubahan pd kadar halaju.

Pecutan jasad semasa pergerakan

rotasi adalah berkadar terus dgn

torque yg mhasilkan pergerakan

tersebut. Pecutan rotasi wujud pd

arah yg sama dgn arah torque.

Pecutan ini berkadar songsang dgn

momen inertia jasad tersebut.

Hukum Newton Kedua

HUKUM PECUTAN

PERGERAKAN

ANGULAR


34/34

PERGERAKAN

LINEAR

Hukum Newton Ketiga

HUKUM REAKSI

PERGERAKAN

ANGULAR

Aplikasi sesuatu daya akan

diiringi daya tindakan dgn

magnitud yang sama tetapi

pada arah yg berlawanan.

Apabila torque jasad pertama

diaplikasi ke atas jasad kedua,

jasad kedua akan menjanatorque yg berlawanan, tetapi

dengan nilai magnitud yang

sama, ke atas jasad pertama

bio mechanics power point

Documents