analiza obciążeń kończyny dolnej podczas wykonywania ćwiczeń

Katarzyna JOCHYMCZYK-WOŹNIAK, Katedra Biomechatroniki, Politechnika Śląska,
Zabrze, Agata BONK, SKN Biomechatroniki „Biokreatywni”, Politechnika Śląska, Zabrze
ANALIZA OBCIĄŻEŃ KOŃCZYNY DOLNEJ PODCZAS
WYKONYWANIA ĆWICZEŃ NA STEPIE
ANALYSIS OF LOWER EXTREMITY LOADS DURING EXERCISE
ON THE STEP
Słowa kluczowe: ćwiczenia na stepie, basic step, siły reakcji podłoża
1. WSTĘP
Step aerobik jest intensywną i wyczerpującą aktywnością ruchową. Są to zajęcia
choreograficzne z wykorzystaniem platformy, której wysokość można regulować za pomocą
tzw. pięter [3]. Podczas ćwiczeń na stepie głównie zaangażowane są mięśnie kończyn
dolnych, powstające obciążenia działają w ich osi długiej. Obciążenia układu ruchu człowieka
podczas step aerobiku, jak i innych form aktywności ruchowej, mogą powodować pozytywne
jak i negatywne zmiany w układzie ruchu [1][3].
Celem niniejszej pracy jest analiza obciążeń działających na układ ruchu człowieka
podczas wykonywania kroku basic step. Przeprowadzone badania są badaniami wstępnymi
wprowadzającymi do zagadnień związanych z występowaniem obciążeń układu ruchu
człowieka podczas ćwiczeń na stepie.
2. MATERIAŁ / METODY
Grupę badanych stanowiły cztery studentki (wiek 22 lata, przeciętny wzrost
168,4 cm, średnia masa ciałą 59,6 kg) nie mające doświadczenia w step aerobiku.
Rys. 1. a) przykładowy zapis pionowej siły reakcji podłoża uzyskany podczas badań, gdzie F1 ,F2 ,F3 ,F4 to
siły reakcji podłoża, force – siła, time – czas, LR – współczynnik obciążenia; b) przykładowy zapis średniej
wartości sił nacisku stopy podczas wejścia na step, opracowanie własne
Do oceny obciążeń wykorzystano następujące parametry: współczynnik obciążenia (LR),
siły nacisku w poszczególnych częściach stopy oraz maksymalną siłę reakcji podłoża
podczas zejścia ze stepu.
XI Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 40
Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu platforma dynamometrycznych AMTI oraz
wkładek do pomiaru sił reakcji podłoża MEDILOGIC. Zadanie ruchowe polegało na 15krotnym powtórzeniu bez przerwy kroku basic step.
3. WYNIKI / WNIOSKI
Przedstawiona metoda badań umożliwiła określenie obciążeń oddziałujących na układ
ruchu człowieka oraz wyznaczenie obciążeń stopy podczas wykonywania kroku basic step.
Wyniki badań zostały porównane do wyników osiągniętych przez innych autorów oraz do
wyników chodu prawidłowego. Badanie biomechaniczne udowodniło, że siły reakcji podłoża
osiągnięte podczas ćwiczeń na stepie, w niniejszej pracy, są znacznie większe niż te
otrzymane podczas chodu normalnego [5]. Otrzymane wyniki jednoznacznie przedstawiają
zależność między wysokością stepu, a wartościami sił reakcji podłoża Wnioski wyciągnięte z
niniejszej pracy są adekwatne do tych, które prezentuje Fujarczuk i inni [1]. Udowodniono, że
wraz ze wzrostem wysokości stepu pionowa siła reakcji podłoża (F1) oraz współczynnik
obciążenia maleją.
Analiza wewnątrzgrupowa pionowej siły reakcji podłoża wykazała, że podczas zejścia ze
stepu generowana jest większa siła niżeli podczas wejścia na step, podobne wnioski
prezentuje Wysocka i inni [2].
Praca Maybury i Waterfield [4] wskazuje sprzeczne wnioski z otrzymanymi w niniejszej
pracy. Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem wysokości stepu wartość siły reakcji podłoża
również rośnie.
Wartości siły nacisku stopy również rosną wraz ze wzrostem wysokości stepu.
Przyrównując wyniki do średniej wartości siły nacisku uzyskanej podczas chodu (dane
pobrane z biblioteki programu MEDILOGIC) można dostrzec, że ćwiczenia na stepie
wpływają na wzrost siły nacisku w śródstopiu, a spadek tej siły dla pięty. Dla pozostałych
części stopy wartości są porównywalne.
LITERATURA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Katarzyna Fujarczuk, Sławomir Winiarski, Alicja Rutkowska-Kucharska, Ground
reaction forces in step aerobics, Acta of Bioengineering and Biomechanics Vol. 8, No.
2, 2006.
K. Wysocka, A. Rutkowska-Kucharska, S. Winiarski, Kinematical and dynamical
characteristics of gait in step aerobics and overloads of movement system, Akademia
Wychowania Fizycynego we Wrocławiu.
Michalina Błażkiewicz, Piotr Kowalczyk, Hanna Szkudelska, Analiza ruchu kończyn
dolnych podczas kroku Basic Step w aerobiku, Rozprawy naukowe AWF we
Wrocławiu, Wrocław, 2008, 26, s. 20–26.
Mark C Maybury, Jack Waterfield, An investigation into the relation between step
heigh and ground reaction forces in step exercise: a pilot study, Br J Sports Med
1997;31, s.109-113.
Sławomir Winiarski, Alicja Rutkowska-Kucharska, Estimated ground reaction force in
normal and pathological gait, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 11, No.
1, 2009.