القوة الحركة

القــــــوة : Force

                            القوة هي أي تأثير يسبب حركة الجسم بتعجيل موجب أوسالب .

وتعرف القوة :هي فعل الميكانيكي الذي يغير أو يحاول أن يغير من حالة الجسم الحركية.

 أي أن تأثير القوة المبذولة قد يكون ديناميكياً أي متحركاً كما في حركة رفع الاثقال أو رمي القرص أو أن يكون تاثير القوة إستاتيكياً أي ثابتاً كما في حركة الأرتكاز الصليبي في الحلق أو  الوقوف على اليدين ، أي التغلب على مقاومة كبيرة جداً بحيث لاتتمكن القوة من التغلب على القصور الذاتي لتلك المقاومة .

ان القوة ككمية متجه والتي لها دور كبير في دراسة حركات الرياضية من الناحية الكينتيكية ،وكيفية الاستفادة المثلى من هذه الكمية الميكانيكية لابد من معرفة بعض الخصائص أو مميزات والتي ينبغي ادراكها وهي :

1.      مقدار القوة : يقاس مقدار في الوحدات العالمية بوحدة النيوتن .

2.      نقطة تاثير القوة : وهو المكان الذي تسلط فيه القوة فإذا اثرت القوة في مركز ثقل الجسم فأنها تولد حركة انتقالية خطية أما إذا أثرت القوة في نقطة خارجه مركز ثقل الجسم فأنها تولد حركة دورانية .

3.      خط عمل القوة : القوة هي احد مظاهر التأثير المتبادل بين جسمين .فإذا أثر الجسم على الاخر فالجسم الثاني دائماً يؤثر على الاول بقوة مساوية للقوة الأولى في المقدار ومعاكساً لها في الاتجاه ، وعذا مضمون قانون النيوتن الثاني .

4.      إتجاه القوة : إذا سلطت قوتان في ان واحد على جسم .فتأثيرها يكافىء وتاثير قوة واحدة تساوي المجموع المتجهين للقوتين ويمكن إيجاد تاثير عدة قوى وهي مجتمعة على الجسم .

تلعب الخواص الميكانيكية لجسم الانسان كسلسلة كينماتيكية لها اطراف متعددة يمكنها ان تتحرك بالنسبة لبعضها البعض دوراً هاماً في تغير شكل الجسم وبالتالي عزم القصور الذاتي  له اثناء الحركة دائرية .ويتحتم على اللاعب ان يستغل قدرته على تغير عزم القصور الذاتي في كثير من الحركات الرياضية اثناء الدوران ، حتى يمكن ان يزيد من سرعة دورانه  او يبطئها .

وكثير مانشاهد اثناء رياضة الانزلاق زيادةالسرعة الزاوية بشدة عندما يضم اللاعب ذراعيه الى جسمه نحو محور الدوران ثم هبوط سرعته عندما يمد ذراعيه جانبا ، ففي حركات الجمباز على عارضة العقلة، لايمكن باي حال من الاحوال عمل حركات دوران كاملة ( الدورة العظمى ) اذ لم يتوفر اللاعب على سبيل المثال  امكان الاستغلال الواعي لقيمة الدفع الذي حصلة عليه فان مايحدث في اثناء الحركة البندولية على العقلة.

ويجب علينا ان نعرف ان الانسان قادر على قيام بحركة المرجحة باستغلال الحركات البدولية على عارضة العقلة بطبيعة الحال يمكنه تحقيق ذالك بمساعدة قوته العضلية ، بهذا ان اللاعب الجمناستيك يستغل في الحقيقة اساس الحصول على الدفع ، فانه عندما يقلل من عزم القصور الذاتي لكتلته في اثناء الحركة المرجحةالى الامام والتي يقارب فيها مركز ثقل الجسم من محور الدوران ، يكون في حقيقته الامر قد زاد من السرعة الزاويةعلى ماكانت اليه في اثناء الحركة البندولية الخالصة، مما يجعل ذلك دفعا له الى الاعلى،؟ وعلى اساس هذا المبدا فان من الممكن للانسان من حالة توفر مرجحة ابتدائية قليلة  ان يصل الى تحقيق حركة دوران الكاملة ضد التاثير قوة الجاذبية الارضية ايضا.

يمكن ان نقول من اجل تحقيق الاداء الحركي الحاذق في الحركات الدورانية يجب استغلال اساس الحصول على الطاقة بشكل خاص عن طريق استغلال امكانية تغيير شكل الجسم وبالتالي تغيير عزم القصور الذاتي .ويتماستغلال تغيير وضع الجسم بشكل ذكي في توجيه السرعة الزاوية في اثناء مرحلة الطيران ( نظام الحركة الحرة )   .

القوة الطاردة .......

القانون القوة الطاردة = الكتلة  X (السرعة)  وحدة القياس (نيوتن)

                                    نصف القطر

سؤال / ما هي العوامل التي تؤثر على القوة الطاردة :

1- الكتلة

2- السرعة

3- نصف القطر

القوة الطاردة (اللامركزية) والقوة الطاردة (المركزية) :

تعريف /

* القوة الطاردة اللامركزية :

هي تلك القوة التي تطرد اللاعب او الرياظي الى خارج محور الدوران اي تطرده للخارج .

*القوة الطاردة المركزيه :

هي تلك القوة التي تسحب اللاعب او الرياضي بأتجاه محور الدوران اي تسحبه للداخل .

القوة الطاردة المركزيه تعتبر عكس القوة الطاردة اللامركزية 

- كلما زاد منحنى شدة كلما يؤثر سلبأ على السرعة .

- كلما زادت السرعة زادت القوة الطاردة .

- السرعة يعتمد اساسأ على طول الخطوة وتردد الخطوة .

العلاقات الارتباطية :

القوة الطاردة مع الكتلة = طردي .

القوة الطاردة مع السرعة = طردي .

القوة الطاردة مع نصف القطر = عكسي .

ملاحظة :

- العداء الذي كتلته كبيرة تكون قوة طرد كبيرة لديه .

- ارتفاح مركز الثقل الجسم يؤثر سلبا على القوة الطرد .

    100م مستقيم                                                                                                                                                                        

                                         3،54م                                                                                         المسافة 1،22م

                                                    3،84م    

                                                                                                                                                     

                                                                  3،84م                                                                                                                                                                                                       

                                                                                 3،84م                                                                     

                                                                                                                                                       

                                                                                                3،84م                                                     

                                                                                          شدة الميلان في القوس

ملاحظه : ان القوتين المركزية واللامركزية هما قوتان متساويتان في الكمية ولاكنهما متعاكستان في الاتجاه ويمكن توضيح هذه الظاهرة في ركض (400م) .

مثال / رمي المطرقة ، 200م ، 400م ، سباق السيارات ،سباق الدراجات في داخل القاعات جميع الأركاض في الأقواس .

فللحد من تاثير القوة الطاردة يعمل اللاعب على :

1- تخفيف سرعته

2- تغيير ميكانيكية وضعه اثناء الدوران

3- الميلان للداخل .

21-التحليل الكنيتيكى / للشغل والقدرة و الطاقة في المجال الرياضي /

الشغل: هو القوة المبذولة خلا المسافة المقطوعة .

          المعادلة      (الشغل = القوة X المسافة) وحدة القياس الجول

عندما تؤثر قوة في جسم ما بحيث y يتمكن من تحريكه ويعني هذا انه لايوجد شغل مادام الجسم لم يتحرك * وعندما تنقبض عضلات لتحريك اطراف جسم فأن ذللك يعني انه يوجد شغل ميكانيكي ويكون الشغل اما موجبأ أو سالبأ .

         القدرة : هي كمية الشغل المبذول في فترة زمنية محددة

         المعادلة          القدرة =       الشغل    وحدة القياس       (واط)

                                                  الزمن

القدرة          هي مؤشر اللاياقة البدنية وتعتمد على (العمر، الجنس ، التدريب)

ملاحظة : الفرق بين القوة و القدرة :

كثير من اللاعبين واحيانأ المدربين لا يميزون الاثنين اي (المصطلحين) يستعملون مصطلح (القوة) للشخص كمقياس لمدى نجاحه في بعض الفعاليات الرياضيه في الوقت الذي تعتمد معظم الفعاليات الرياضية على (القدرة) اي قابلية الرياضي على استعمال قوته في وقت (زمن) قصير ولمسافة طويله

 معظم فعاليات ركض سريع . الرمي . القفز تعتمد على (القدرة) اكثر من (القوة) .

ملاحظة : كلما كانت االقدرة اللاعب جيدة كلما النتائج افضل .

22-إمتحان الشهر الثاني/

23-   تحليل مركبات الشغل  /تحليل القدرة

                                علاقة الشغل ب ( القدرة )

مثال : في حالة دفع السيارة لمسافة (1)م بفعل قوة (1000)نيوتن هذا يدل على انه قد انجزت شغلا من خلال القوة المبذوله والمسافة المقطوعة .

ولكن عندما يتم دفع السيارة لمسافة ابعد على سبيل المثال (10) أمتارفأنك تحتاج الى قوة اكبر كأن يكون (10000)نيوتن .

واذا تم الاستمرار بالعمل (دفع السيارة) لمسافة ابعد واطول ضمن زمن محدد هذا يدل      على انك تمتلك (قدرة كبيرة ) .

اذأ   بشكل عام : القدرة =           الشغل

                                      الزمن

      وبما ان الشغل = القوة x المسافة

اذأ  القدرة =      القوة X المسافة

                         الزمن

    وبما ان المسافة = (قانون السرعة)

               الزمن

اذأ    القدرة =القوة X السرعة .

24- الطاقة الحركية / الطاقة الكامنة / امثلة رياضة و العلاقة بينها  /

أنواع الطاقة : -

1-      الطاقة الكيميائية : وهي الطاقة التي تربط بين ذرات الجزيئ الواحد بعضها ببعض في المركبات الكيميائية . وتتم عملية تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة حرارية عن طريق إحداث تفاعل كامل بين المركب الكيميائي وبين الأكسجين لتتم عملية الحرق وينتج عن ذلك الحرارة .  وهذا النوع من الطاقة متوفر في الطبيعة ، ومن أهم  أنواعه النفط والفحم والغاز الطبيعي والخشب .

2-      الطاقة الميكانيكية : وهي الطاقة الناتجة عن حركة  الأجسام من مكان لآخر حيث أنها قادرة نتيجة لهذه الحركة على بذ ل شغل والذي يؤدي إلى تحويل طاقة الوضع ( potential energy ) إلى طاقة  حركة (kinetik energy ) ، والأمثلة الطبيعية لهذا النوع من الطاقة هي حركة الرياح وظاهرة المد والجزر ، ويمكن أن تنشأ الطاقة الميكانيكية بتحويل نوع آخر من الطاقة إلى آخر ، مثل المروحة الكهربائية  " تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية " .

 الطاقة:

3-      الطاقة تعرف بأنها : القدرة على إنجاز شغل.

4-      فالجسم الذي يمتلك طاقة قادر على إنجاز شغل،

5-      1) فالسيارة المتحركة يمكنها تحريك الأجسام الصغيرة

6-      عندما تصطدم بها [ أي أن السيارة المتحركة تنجز شغلا

7-      وبمعنى آخر السيارة المتحركة تمتلك طاقة ]

8-      وهو أمر ينطبق على كل الأجسام المتحركة

9-      2) أ- الزنبرك عندما يتعرض للضغط أو الشد فإنه يمكنه

10-    تحريك جسم عند تحرره من الضغط أو الشد  [أي أن

11-    الزنبرك يمتلك طاقة عندما يقع تحت شد أو ضغط وبمعنى آخر الزنبرك المضغوط أو المشدود يمتلك طاقة]

12-    وهو أمر ينطبق على كل الأجسام المرنة.

13-    ب- المروحة المعلقة يمكنها عندما تنقطع أسلاكها إنجاز شغل [ أي أنها تمتلك طاقة ] 

14-    وهو ما ينطبق على كل الأجسام المعلقة.

15-    3)  عند تسخين وعاء مغلق فيه مكبس وعليه قطعة صغيرة نجد أن المكبس

16-    يرتفع [ أي أن الحرارة أنجزت شغلا وبمعنى آخر الحرارة تمتلك طاقة]

17-    مما سبق نجد أن للطاقة صور عديدة منها:

18-    أ) الطاقة الحركية : وهي الطاقة التي يكتسبها الجسم بسبب حركته. ومثالها السيارة المتحركة.

19-    ب) الطاقة الكامنة : وهي التي يختزنها الجسم بسبب وجوده في وضع ما ( وتسمى أيضا بالطاقة الوضعية ).     ومثالها الأجسام المرنة المشدودة أو المضغوطة وكذلك الأجسام المعلقة.

20-    ج) الطاقة الحرارية: وهي التي يكتسبها الجسم نتيجة تسخينه.

21-    كما أن هناك صور أخرى للطاقة منها: الضوئية – والكهربائية – والكيميائية – والنووية ......إلخ.

22-    قانون حفظ الطاقة ( الطاقة لا تُفنى ولا تُخلق ولكن تتحول من صورة لأخرى)

•        25- مفهوم الاحتكاك/ قياس الاحتكاك/

أهمية الإحتكاك

  تعتبر قـوة الإحتكاك ذات أهمية كبيـرة بالنسبة للحـركات الرياضية و حركـات الأنسان بوجه عـام ، فبـدونهِ لا يستطيع

     الإنسان أنجاز كثير مـن اعمالهِ ويصاحبهُ الإجهاد نتيجة الـى حاجتهِ الكبيرة الى عمـل القـوة والتقلص العضلي للحصول

     على التوازن وكذلك لا يستطيع الأنسان وضع حاجياته في أي مكان لانها تسقـط ، لـذا في فصـل الشتـاء تـوضع الاتربة

     والحجارة النـاعمة على الطرقـات مـن اجـل زيادة الإحتكاك ، وتجنبـاً للسقـوط والقـدرة علـى التوافـق ، وكـذلك ان لقـوة

    الإحتكاك فائدة كبيرة في المجال الرياضي فهي تزيد من فرص التوازن وثبات الجسم وخاصةً في ألعاب الساحة والميدان

    أو الجمناستك. وفي كرة القدم نصنع حذاء اللاعبين بشكل مغاير من حيثُ وضع المسامير أو مواد اخرى تزيد من قابلية

    الإحتكـاك وتقلـل من فرص الإنزلاق مع زيـادة القـدرة علـى تغيير الإتجـاه. وفي الالعـاب التي يستخدم فيهـا أدوات مثـل

    مضرب الراكيـت، والسكـواش والتنس والزانة ، يفضـل زيـادة قـوى الإحتكاك حتى لا ينزلـق المضرب أو الاداة من يـد

    اللاعـب ويطير في الهـواء لـذا تلف يد هـذهِ المضارب بالجلد أو المطاط أو بعض المواد الكيمياوية واللاصقة في موضع

     القبضة والتي يكون لها معامل إحتكاك كبير. وفي بعض الأنشطة مثل الرقص والبولينغ يفضل الحذاء الذي يساعد على الإنزلاق ( التزحلق ) ولهذا يصنع نعل هذه الأحذية من مادة معامل إحتكاكها قليل لتعطي هذهِ الخاصية ، وكذلك أحذية التزحلق تحتاج أيضاً لقوة إحتكاك قليلة ، لذا يوضع الشحم على حواف الزحافة لتقليل معامل الإحتكاك.

 (( أنواع الإحتكاك ))

هناك نوعان رئيسيان من الإحتكاك هما :

1)      إحتكاك الشروع بالحركة.

2)      الإحتكاك أثناء الحركة.

عندما يشرع أي جسم بالحركة فأنهُ يحتاج الى قوة أكبر من القوة التي يحتاج اليها وهو في حالته الحركية، أن وضع الجسم المتحرك على السطح يؤثر في طبيعة معامل الإحتكاك أثناء الحركة ، فنجد أن حركة الجسم الكرة يختلف عن الجسم ذي القاعدة العريضة من حيثُ مقدارالإحتكاك وعلى هذا الاساس تم تقسيم الإحتكاك من حيثُ طبيعة إتصال الجسم بالسطح الى :

       إحتكاك أنزلاقي .

              إحتكاك تدحرجي.                                                                                                                                         

 والفرق بين الإحتكاك الإنزلاقي والإحتكاك التدحرجي هو أنهُ في الحالة الأولى يتصل الجسم المتحرك بالسطح بأكثر من نقطة ، بينما في الحالة الثانية يتصل الجسم بالسطح  بنقطة واحدة ( الشكل )، وهذا ما يفسر لنا سهولة دحرجة الجسم الإسطواني عما لو تم دفعهُ وهو مستند رأسياً على قاعدتهِ.

                                                                                             

    إحتكاك تدحرجي                                                                                            الإحتكاك الإنزلاقي

 (( قياس الإحتكاك ))

أذا أثرنا في ( الشكل ) قوة مقدارها ( 50 ) نت مثلاً وبدأ الجسم في الحركة ثم غيرنا من شكلهُ الى اشكال عدة بحيثُ تكون مساحات أتصالها مع السطح مختلفة ، فنجد أن القوة المؤثرة ستبقى كما هي أي لا تتغير بتغيير مساحات السطوح المتلامسة على شرط ان تكون السطوح المتلامسة جافة، نستنتج من هذا ان قوة الإحتكاك لا تتغير بتغير المساحة ، ولكن تتغير قوة الإحتكاك بتغير الوزن ، وبالتالي يؤثر في مقدار القوة المستخدمة لتحريك ذلك الجسم .

                                                       

على سبيل المثال فـأن قـوة الإحتكاك بين جسـم وزنهُ (200 نت ) وسطـح معين هي أكـبر من قـوة الإحتكاك في جسم وزنهُ

( 150 نت ) وعلى سطح نفسهُ. وبهذا يمكننا أن نحدد العلاقة بين قوة الإحتكاك ومقدار الضغط الذي يولدهُ الجسم على السطح ( وزن الجسم ) بما يسمى معامل الإحتكاك.

                                                          معامل الإحتكاك  =                     قـوة الإحتكـاك

                                                                                  مقدار الضغط الذي يسلطهُ الجسم على السطح

قوة الاحتكاك = معامل الإحتكاك  × الضغط

   ق ح   = u   × و

مثال/أحسب معامل الإحتكاك بين جسم وزنهُ(100 نيوتن )وكانت القوة المطلوبة لتحريكه الأتجاه الافقي تعادل( 80 نيوتن ).

ق = u    × و

80 = u   × 100   u    =       80 نت   =  0٫8 معامل الإحتكاك

                                          100نت

       قياس الإحتكاك أثناء الحركة   

عندما يبدأ الجسم بالإنزلاق او بالحركة فأن قوة الإحتكاك بين الجسم والسطح تبدأ بالنقصان ان هذهِ القوة والتي يطلق عليها قوة الإحتكاك الإنزلاقي أيضاً تتناسب مع القوة ( ص ) ، ( الشكل ) ويكون معامل الإحتكاك في هذه الحالة معامل الإحتكاك أثناء الحركة، وعادة يكون معامل الإحتكاك أثناء الحركة أقل من معامل الإحتكاك إثناء بدء الحركة أو أثناء الشروع بها.

   لإستخراج قيمة معامل الإحتكاك الإنزلاقي يمكن تطبيق هذه المعادلة :

      U    =    قوة الإحتكاك

                     الضغط

U          =       ق ح

                        و

وكذلك يستخدم لإستخراج قوة الإحتكاك أو وزن الجسم.

ويتراوح معامل الإحتكاك الشروعي والإنزلاقي بين ( 1 -  0٫1 ).

                                                                                                ق

◄ ((  قياس الإحتكاك التدحرجي  ))

لو تم مقارنة قوة الإحتكاك أثناء انزلاق الجسم وقوة الإحتكاك أثناء وضعهِ على عجلات ودحرجتهُ ؛ نجد أن قوة الإحتكاك في الحالة الأولى أكبر بكثير منها في الحالة الثانية، وهذا ناشئ عن طبيعة إتصال الجسم المتدحرج بالسطح الذي تتم عليهِ الحركة وكلما كان الجسم المتدحرج والسطح أكثر صلابه قلت قوة الإحتكاك ، وهذا ما يفسر لنا زيادة قوة الإحتكاك بين عجلة الدراجة الهوائية ذات الهواء القليل ، يعني إتساع مساحة إتصال الجسم المتدحرج بالارض ، وأيضاً من خلال دحرجة كرتين أحداهما مملوءة بالهواء والاخرى هواء ئوها قليل ، اذا سلطت عليها القوة نفسها وتدحرجا على نفس الارض نجد أن الكرة المملوءة بالهواء جيداً تستمر بالحركة الى مسافة أبعد ، ومن العوامل المؤثرة الاخرى في مقدار قوة الإحتكاك ( درجة مرونة السطح ) ففي حالة دحرجة كرتين بنفس المواصفات وتسلط عليها نفس القوة ولكن أحداهما تتدحرج على أرض صلبة والاخرى على أرض رملية نجد ان الكرة تستمر على الارض الصلبة أكثر من الكرة على الارض الرملية . ( الشكل ) وتبلغ قيمة الإحتكاك التدحرجي (  0٫001 ) وهذا ما يفسر لنا سهولة دفع البرميل على الارض عندما يكون ملقياً على الجانب عما لو كان بشكل عمودي.

               -  أ  -                                                               -  ب  -                                              

ان طريقة قياس معامل الإحتكاك على السطح المائل هو ان يوضع جسم على سطح مائل ويتم رفع السطح تدريجياً كي تتم تحديد الزاوية التي يبدأ عندها الجسم بالإنزلاق الى أسفل وبسرعة ثابتة ( الشكل ) أن القوة المؤثرة في الجسم في هذه الحالة هي  :ـ وزنهِ (( و )) وطالما أن الجسم في حركة فأن قوة الإحتكاك يمكن استخراجها من المعادلة التالية :ـ

                           ق ح  = و × جتا د

يمكننا تحليل الوزن الى مركبتين أحداهما عمودية على السطح والاخرى موازية للسطح نفس المثلث قائم الزاوية(ج ص و ) ونجد أن المركبة ( ص ) تمثل مجاور الزاوية ويمكن أستخراج قيمة المركبة (ص ) كالأتي :ـ

                             ص = و × جتا د

أما بالنسبة الى القوة ( ق ) والتي تسبب حركة الجسم الى اسفل المنحدر فانها تساوي قوة الأحتكاك ( ق ح ) ، حيثُ يمكننا إستخراج قيمة هاتين القوتين كالأتي :ـ

ق أو ق ح  =  و × جا د

وبنظرة سريعة الى الشكل نجد أن المركبة ( ق ) تشكل مقابل الزاوية أما المركبة ( ص ) فتشكل مجاوراً لها.

  

 U      =   قوة الإحتكاك     =     ق أو ق ح

                  الضغط                   ص

U    =  ق ح

            

26-التحليل الاستاتيكي في المجال الرياضي من حيث الاتزان والثبات والتوازن /مفهوم الأستاتيك واهمية / 

◙       الأتزان والثبات والتوازن

أولاً / الإتزان: هو تعادل القوى الخارجية مع القوى الداخلية وهي المرحلة الأولية التي يحتاجها الجسم للوصول الى الثبات.

             ولكي يكون الجسم متزناً يجب ان يسقط الخط الوهمي الواصل من مركز ثقل الجسم عمودياً على قاعدة الأستناد، فالأتزان هو الحالة الأستاتيكية التي يصل اليها الجسم المتحرك في حالة توفر شرط أساسي هو مرور الخط الوهمي الواصل من مركز ثقل الجسم عمودياً على قاعدة الأستناد، واذا ما طال زمن الأتزان فانهُ سيتحول الى استقرار أو يسمى بالثبات.

ثانياً / الثبات ( الأستقرار ): وهي المرحلة الأستاتيكية التي يصل اليها الجسم في حالة تعادل جميع القوى الداخلية والخارجية التي تؤثر في ذلك الجسم بهدف الحفاظ على الأتزان لأطول فترة زمنية ممكنة ، وهذا ما يعرف بالأستقرار أي الإستقرار على حالة الإتزان.

  وهناك عدة عوامل رئيسية تؤثر في زيادة درجة الأستقرار( الثبات ) وهي :

1.      زيادة في مساحة  قاعدة الإستناد ( إتساع قاعدة الإرتكاز).

2.      زيادة زاوية السقوط.

3.      زيادة وزن الجسم .

4.      التقليل أو إنخفاض من أرتفاع مركز ثقل الجسم .

5.      وضعية وتركيب الجسم .

6.      الإحتكاك وهي عامل مهم في الحفاظ غلى الثبات.

7.      الخط العمودي لمركز ثقل الجسم ضمن قاعدة الإستناد.

 مساحة القاعدة

       زاوية سقوط كبيرة وإرتفاع منخفض                                                              زاوية سقوط صغيرة وإرتفاع عالي

            وقاعدة استناد كبيرة يؤدي                                                                        وقاعدة استناد صغيرة يؤدي الى

            الثبات ( استقرار ) عالي                                                                             ثبات ( استقرار ) ضعيف

مقاييس درجة الثبات :

1. المقياس الهندسي :  من خلال معرفة الخط النازل من مركز ثقل الجسم الى قاعدة الإستناد وبين المسافة الافقية وبين

                             موقع مركز الثقل وحافة السقوط ، ظل = المقابل / المجاور .

2. المقياس الميكانيكي :  من خلال مقارنة عزم القوى المؤثرة مع عزم وزنه.

                                                  عزم القوة = عزم المقاومة

3. مقياس الطاقة : الطاقة المصروفة للتغلب على ثبات الجسم .

ثالثاً التوازن : هو الوضع الميكانيكي الذي يصله الجسم في حالته الثابتة أو المتحركة بشرط أساسي هو أن محصلة جميع

                  العزوم المؤثرة تساوي صفر.

التوازن على على نوعين :

1. التوازن الثابت : وهو الحالة الثابتة أو الأستاتيكية للأجسام في حالة تكون محصلة القوى المؤثرة ( مجموع العزوم )

                        يساوي صفراً، مثال على ذلك الوقوف على اليدين .

2. التوازن المتحرك : وهو الحالة الديناميكية لأجسام في حالة تكون محصلة القوى المؤثرة ( مجموع العزوم ) يساوي

                           صفراً، مثال على ذلك حركات المرجحة على التوازن أو الدورة العظمى على العقلة.

وضعيات التوازن هي ثلاثة :

1. التوازن المتعادل : ان يكون فيه مركز ثقل الجسم (  ماراً  ) في محور الدوران.

                  توازن متعادل

2. التوازن المستمر : أن يكون فيه مركز ثقل الجسم ( أسفل ) محور الدوران وفي هذه الحالة ينشأ عزم تدوير يعمل على إعادة الجسم الى الحالة الأولى بالدوران العكسي مثل  ( حركة بندول الساعة ) والمرجحة على العقلة.

                                                                        توازن مستمر

3. التوازن القلق : أن يكون فيه مركز ثقل الجسم أعلى من محور الدوران .

        

27- الأجسام المقذوفة/ المقذوفات في مجال التربية الرياضية / العوامل التي تؤثر على المقذوفات/

 المقذوف

تعريفها : كل جسم يترك الارض أو الجهاز ويحلق في الهواء ويعود الى الارض ، حيثُ يرسم مساراً منحنياً ، وهذا المنحني يأخذ شكلاً وحسب مستوى الإنطلاق او الهبوط ، حيثُ يحددان شكل المسار الحركي الذي ينطلق به الجسم.

وبالامكان التحكم بالمقذوف لحظة ما قبل الإنطلاق، وبعد الإنطلاق لايمكن التحكم بالمقذوف، والهدف ( زيادة المسافة الافقية أو العمودية ) ، ولايمكن أعتبار الطائرة جسماً مقذوفاً كون المحركات الدافعة هي التي تتحكم بمسار هذهِ الطائرة ، في حين يمكن إعتبار قذيفة المدفع أو الهاون جسم مقذوف، أما في المجال الرياضي فأغلب حركات ترك الارض أوالأجهزة أو التحليق في الهواء هي المقذوفات .

 ( العوامل المؤثرة على مسافة او إرتفاع الجسم المقذوف )

1)      زاوية الإنطلاق :

 تعتمد على تعلم التكنيك الصحيح ، وكلما أقتربت زاوية الإنطلاق من ( 90˚ ) تعطينا أعلى أرتفاع بأقل مسافة كما في ( الزانة ، القفز العالي ) أي كلما زادت زاوية الإنطلاق عن ( 45˚ ) فانها تكون مؤشر لزيادة المركبة العمودية على حساب المركبة الافقية.تحصل الزيادة في المركبة الافقية على المركبة العمودية عندما تكون زاوية الإنطلاق أقل من ( 45˚ )، وبذلك نحصل على أقل إرتفاع وأبعد مسافة كما في ( الوثب العريض، ورمي الرمح ، والمطرقة، ورمي القرص ) والزاوية المثالية والتي نحصل من خلالها على أكبر مسافة أفقية واعلى إرتفاع هي بزاوية ( 45˚ ) وتتساوى فيها ( المركبة العمودية مع المركبة الأفقية ). وتعد زاوية الإنطلاق والوصول إليها بشكل مثالي وجيد من الامور المهمة أثناء العملية التعليمية فهي عملية إتقان تتعلق بالجانب التكنيكي لضبط المهارة.

ملاحظة:◙  زاوية ( 90˚ ) زيادة المركبة العمودية على حساب المركبة الافقية .

 ◙ زاوية أقل من( 45˚ ) زيادة المركبة الافقية على حساب المركبة العمودية. الملخص / أبعد مسافة واقل إرتفاع .

2)      سرعة الإنطلاق :

تعتمد على التدريب، وكل الاقسام التحضيرية للفعاليات الرياضية هدفها زيادة سرعة الإنطلاق، مثل( التهديف بكرة القدم ، الغطس للماء بضرب القفاز مرتان للحصول على أعلى سرعة إنطلاق، لاعب الوثب العريض فالاعب الاسرع هو أحسن واثب عريض ).بالنسبة للاعب الوثب العريض لكي تزداد السرعة لديهِ يتم تغيير عملية التدريب، فمثلاً تدريب على منحدر أو كلب يركض وراءهُ لكسر حاجز السرعة الذي قد يصاب به الرياضي، ويمكن أن تكون الزيادة في السرعة أما ( خطية أو سرعة دوران حسب نوع الفعالية الرياضية ).

3)      إرتفاع مركز ثقل الجسم لحظة الإنطلاق:

ويعتمد على المواصفات الجسمية، وأن إرتفاع مركز ثقل الجسم يساعد على زيادة المسافة ، حيثُ تعتمد بالنسبة للاعبين على المواصفات الجسمية.مثال / لاعب قافز العالي يمتاز بأن موقع مركز ثقل الجسم عالٍ عندما يكون بمواصفات معينة مثلاً ) جذع قصير وسيقان طويلة و ورك عالٍ ) والهدف ان تكون المسافة العمودية بين مركز ثقل الجسم والعارضة قليلة نسبياً. ويجب مراعاة هذهِ المواصفات الجسمية أصلاً عند إنتقاء اللاعب وذلك لتسهيل المهمة على المدرب واللاعب في الوصول الى المستوى الانجاز العالي .

4)      مقاومة الهواء : ( يهمل )

28- ملاحضات عامة عن البايوميكانيك/ امثلة و القوانين/ العلاقة بين المتغيرات البايوميكانيكية/

       ملاحظات  عامة عن بايوميكانيك

       أذا أستخرجنا أي من المتغيرات الكينماتيكية مع القوة نستطيع أستخراج الكينتيك .

       القوة والكتلة هي متغيرات كينتيكية عند ضربها بالمتغيرات الكينماتيكية مثل / ( الأزاحة، الزمن ، السرعة ، نق .....الخ ). الناتج هو متغيرات كينتيكية مثل ( الدفع ، الشغل ، القدرة ، ...... الخ ).

       أي متغير كينتيكي  ×  متغير كينماتيكي  =  متغير كينتيكي .

       الزمن يستخرج من الفلم .

       الأزاحة تقاس بالمسطرة من الفلم وتضرب بمقاس الرسم .

       القوة نستخرجها عن طريق منصة قياس القوة.

       القدرة تعادل القوة المميزة بالسرعة لأنها تتكون من عنصري ( القوة والسرعة ) والقدرة أهم عناصر الرياضية لأنها تتكون من أهم مكونات اللياقة البدنية القوة والسرعة.

       في الدفع مثلاً بالجمناستك عند ضرب القفاز نحتاج زمن قليل وبما أن العلاقة طردية بين الزمن والدفع أي كلما قل الزمن قل الدفع لذلك نعوض ذلك بزيادة القوة.

       يحدث العزم في حالات الدوران وكلما زاد نصف القطر زاد العزم وبالعكس أي هناك تناسب طردي بين العزم ونصف القطر .

       الضغط له علاقة طردية مع القوة وعكسية مع المساحة ، أي كلما قلت المساحة زاد الضغط.

       العزم يتعامل مع القوة لأن العزم =  القوة × نصف القطر .

       أما عزم القصور الذاتي فأنه يتعامل مع الكتلة لأنه = ك × ( نصف القطر )² .

       العامل الحاسم في الرياضة لعزم القصور الذاتي هو نصف القطر، وعلاقتهِ طردية معه أي كلما زاد نصف القطر زاد عزم القصور الذاتي وبالعكس ويلعب نصف القطر دور مهم هنا لأنه تربيع .

مثال :اللاعب عند قيامه بالدحرجة الأمامية يقوم بالتكور وذلك ليزيد من السرعة الزاوية عن طريق تقليل أنصاف الأقطار وبالتالي تقليل عزم القصور الذاتي الذي يعمل بما يشبه الفرامل الذي يوقف الحركة، لذلك فالاعب ليستمر في الحركة يقلل من نصف القطر عن طريق التكوروعندما يريد التوقف يقوم بفتح الجسم اي تكبير نصف القطر وبالتالي يزداد عزم القصور الذاتي الذي يعمل على فرملة الحركة أي إيقافها .

       أي هناك علاقة عكسية بين عزم القصور الذاتي والسرعة الزاوية أي كلما زادت السرعة الزاوية قل عزم القصور

     الذاتي وبالعكس، ويتعامل مع الحركات الدورانية أكثر من الحركات الخطية.

       عزم القصور الذاتي هو مقاومة وأنصاف الأقطارهي المقاومة أيضاً.

       السرعة مهمة في الطاقة الحركية لانها في القانون مربع السرعة ، لذلك فهي تلعب دور كبير في الطاقة الحركية ، فكلما زادت السرعة زادت الطاقة الحركية وبالعكس أي علاقة طردية.

       عندما تكون الطاقة الحركية أعلى ما يمكن تكون الطاقة الكامنة صفر وبالعكس . ولكن التحويل بين الطاقة الحركية والطاقة الكامنة ممكن و وارد حدوثهُ. وعادةً يكون تحويل الطاقة الكامنة الى طاقة حركية أسهل .

       الارتفاع يلعب دوراً مهماً في الطاقة الكامنة ، وذلك لان الوزن ثابت لايمكن التلاعب فيه فيكون التلاعب بالأرتفاع لزيادة الطاقة الكامنة .

       إتجاه عمل الطاقة الحركية عكس أتجاه عمل الطاقة الكامنة ، أي يكون العمل متعاكس.

مثلاً/ لأمتلاك أكبر طاقة كامنة وتحويلها الى طاقة حركية كبيرة نلاحظ ذلك عند لاعب الجمناستك عند أدائهِ حركة الدورة العظمى على جهاز العقلة ( وهي عمل دورة كاملة خول العقلة ) ، فلذلك في البداية يعمل اللاعب خطف للخلف للحصول على طاقة كامنة وتحويلها الى طاقة حركية ، وبما أن الارتفاع له دور كبير في زيادة الطاقة الكامنة ، لذلك يحاول اللاعب قدر الامكان الوصول الى الوقوف على اليدين للحصول على طاقة كامنة وهي الذروة ( صفر ) وهذا يساعده على تحويلها الى طاقة حركية كبيرة بمساعدة الجاذبية الارضية ، وهذا يساعده على إكمال الحركة والدوران حول العقلة ( 360 درجة ).

   توجد لحظة سكون بين الطاقة الكامنة والطاقة الحركية ، وهي لاترى بالعين المجردة مع الطاقة الحركية العالية.

       الزخم يتعامل مع الكتلة والقدرة تتعامل مع القوة .

       هناك علاقة طردية بين الكتلة والزخم  أي كلما زادت الكتلة زاد الزخم وبالعكس ، وكلما زادت السرعة زادالزخم أيضاً ( علاقة طردية ).

       القوة الطاردة هي نفس قانون نيوتن الثاني ، ولكنها تتعامل مع دائرة أي مع سرعة محيطية فلذلك أن

القوة  = الكتلة × التعجيل للجسم

إذن التعجيل هنا تعجيل محيطي ( عمودي ) =  ( السرعة المحيطية ) ²

                                                              نصف القطر

إذن القوة الطاردة = الكتلة × (  السرعة المحيطية ) ²

                                           نصف القطر

القوة الطاردة =   الكتلة × ( السرعة )²

                       نصف القطر

  هناك علاقة عكسية بين القوة الطاردة ونصف القطر ، وعلاقة طردية بين الكتلة والقوة الطاردة وهي عامل أساسي

     وكذلك هناك علاقة طردية بين القوة الطاردة والتعجيل .

  عند الدوران هناك قوتان ، قوة مركزية وقوة طاردة ، ويجب أن تتعامل هاتان القوتان للتوازن .

  القوة المركزية تحسب بأتجاه المحور والقوة الطاردة تحسب بأتجاه المحيط.

       عمل هاتان القوتان متعاكسان لذلك يميل اللاعب أثناء الركض على القوس في فعالية ( 200م ) مثلاً أي اللاعب يميل للداخل  نحو القوة المركزية حتى يحافظ على السرعة التي تخرجه للخارج بأتجاه القوة الطاردة ، وبذلك يعمل توازن بين القوتين ، أي الميلان يكون لغرض التوازن، أو يخفض سرعتهُ.

      29- دالة القوة – الزمن والأمثلة عليها /

       دالة القوة –الزمن :هي مقدار القوة المنتجة خلال وحد زمنية محددة , وتعني أن هناك عنصرين هما القوة بالاتجاه العمودي أو الأفقي – والزمن بالاتجاه الأفقي ,أو بالاتجاه العمودي والأفقي بالقيمة السالبة والزمن  بالاتجاه الأفقي الموجب .

       تدرس هذه الدالة من اجل معرفة تأثير الكينتك على المتغيرات الكينماتيكية على أساس أن الكينتك هو الأساس في الحركة وحيث لايمكن أن تكون هناك حركة بالكون بدون قوة

       والكينتك يعني دراسة مسببات الحركة أي القوة المسببة 

       يمكن أن نقسم الدوال إلى نوعين هما :

       1-ترسم الدالة في النوع الأول عندما تكون الفعالية من الحركة وتبدأ من الصفر . القوة بالنيوتن بالاتجاه العمودي والزمن بالثانية بالاتجاه الأفقي وتكون القوة الأولى والثانية والثالثة ولكل قوة لها زمنها الخاص من بدء الحركة إلى نهايتها أي إلى انقطاع عمل القوة بترك الأرض بعد القفز . 

       دالة القوة –الزمن :هي مقدار القوة المنتجة خلال وحد زمنية محددة , وتعني أن هناك عنصرين هما القوة بالاتجاه العمودي أو الأفقي – والزمن بالاتجاه الأفقي ,أو بالاتجاه العمودي والأفقي بالقيمة السالبة والزمن  بالاتجاه الأفقي الموجب .

       تدرس هذه الدالة من اجل معرفة تأثير الكينتك على المتغيرات الكينماتيكية على أساس أن الكينتك هو الأساس في الحركة وحيث لايمكن أن تكون هناك حركة بالكون بدون قوة

       والكينتك يعني دراسة مسببات الحركة أي القوة المسببة 

       محتويات الدالة أو مكونات الدالة

       القوة العمودية لحظة الاصطدام وتسمى القوة الأولى F 1 

       2- القوة لحظة الامتصاص ( أقص انثناء للركبتين ) وتسمى مرحلة الامتصاص .

       3-القوة العمودية لحظة الدفع ( أقص قوة مرحلة الدفع ) .

       4- الزمن من لحظة البدء إلى لحظة الامتصاص .

       5-الزمن من لحظة الامتصاص إلى لحظة الدفع .

       6-الزمن من لحظة الدفع إلى نهاية ترك الأرض .

       7-مساحة ما تحت المنحنى سم2 .

       8- مساحة ما تحت المنحنى الزمن وهو حاصل قسمة مساحة ما تحت المنحنى / الزمن سم2/ ثانية .

       9-نظام الوزن = الكتلة × التعجيل الأرضي +وزن الأداة إن وجدت .

       10- مؤشر نظام الوزن = نظام الوزن/مساحة ماتحت المنحنى الزمن .

نموذج دالة  القوة- الزمن لفعالية السباحة:

محتويات مفهوم دالة القوة -الزمن :

ž         -المفهوم العام لدالة القوة –الزمن

ž         2-انواع الدالة

ž         3-محتويات (متغيرات الدالة )

ž         4-اجهزة المنصة

ž         5-جهاز البلانومير وعمله

ž         6-كيفية وضع المنصة في موقع التصوير

ž         7-مخطط لوضع الاصطدام والامتصاص والدفع

ž         8-مخطط لدراسة المتغيرات في قفزة اليدين الامامية

ž         9-مخطط لدراسة المتغيرات في ركض 110 متر حواجز

ž         10-نموذج لقيم الدالة السباحة

ž         11-بناء نموذج بايوميكانيكي

ž         12-كيفية المفاضلة في قيم الدالة القوة- الزمن.