أساسيات الشغل والطاقة


أساسيات الشغل والطاقة ( 1 )                                                                    Principle Of Work and Energy
هناك علاقة خاصة بين الكميات الميكانيكية ( الشغل والطاقة الميكانيكية ) هذه العلاقة تسمى أساسيات الشغل والطاقة والتي تنص على ما يأتي : -
( الشغل هو قوة تعادل التغير في الطاقة (( جهد مبذول أثناء العمل = حمل تدريبي )) التي تنتج خلال عملها على الجسم والنص الجبري على أساسيات الشغل والطاقة يشير إلى التغير في مجموع شكل الطاقة الناتجة بواسطة قوة والتي تكون مساوية إلى الشغل الميكانيكي الذي يعمل بواسطة تلك القوة .


____________________________________
1 -  محمد باسم ألخالدي ، حيدر العامري : أساليب البايوميكانيك ، ط1 ، بغداد ، دار الكتب والوثائق ، 2010 ، ص 87
بينما تعني الطاقة في الحركة الدورانية فأنها تساوي حاصل ضرب نصف عزم القصور الذاتي في مربع السرعة الزاوية وبعض الأجسام تتحرك حركتين في إن واحد احدهما دورانية والأخرى انتقالية كما في الدراجة المتحركة وهي إحدى الأدوات المستخدمة في المنهج التدريبي للباحث ذات التثقيل التخصصي للعضلات الرجلين فقط .
فالطاقة الحركية في هذه الحالة تساوي مجموعة الطاقتين الدورانية + الخطية التي تساوي حاصل ضرب نصف السرعة في مربع السرعة . أما في الدراجة الثابتة فان الطاقة تكون مقتصرة على الدورانية فقط . ويمكننا زيادة ونقصان هذه الطاقة من خلال متغير البحث التثقيل التخصصي لعضلات الرجلين وتوزيع الأحمال التدريبية الخاصة بالمنهاج . أما الشغل في الحركة الدورانية فأنه يساوي الإزاحة الخطية هي ( قوس الدوران ) وهنا يمكن زيادة أو نقصانه ( الشغل ) عن طريق رفع وخفض مقعد الدراجة الثابتة والمتحركة ففي الرفع يعني نقصان قوة الدوران والخفض يعني زيادة قوس الدوران وهذا له أثر ايجابي في طول وقصر خطوة الركض إضافة إلى معدلها أيضا .






2-1-2 علاقة القوة ( مقاومة التثقيل ) بالسرعة ( 1 )          Force-Velocity Relationship      
إن العلاقة بين القوة والسرعة لزيادة الشد المركزي لنسيج العضلة تعد المستند الأول في
العالم (
Hill-1938 ) . وباستخدام الباحث الدراجة بنوعيها وبالتثقيل لعضلات الساق والفخذ كلا على انفراد ومعاً مرة أخرى كان له غاية وهي إن العلاقة بين قوة الشد المركزي المبذول من خلال العضلة بوجود مقاومة التثقيل والسرعة التي تكون فيها العضلة قادرة على التقصير العكسي فأن العضلة ستزيد شدها المركزي ضد المقاومة العالية فأن سرعة حركة تقصير العضلة تكون بطيئة وعندما تكون المقاومة قليلة فأن سرعة التقصير سوف تكون أسرع .( تحدث حركة تقصير وطول العضلة تبعاً للحركة الميكانيكية للرجل عند قيادة الدراجة وهي مشابهة لحركة الركض ) .
(( إن علاقة قوة السرعة Force - velocity relationship لا تدل ضمناً احتمالية تحريك حمل خفيف بسرعة بطيئة فأن العضلة الأقوى تكون الأكثر مقداراً من الشد الثابت القصوى وهذه الكمية القصوى للقوة تستطيع العضلة تحقيقها قبل طولها الطبيعي مع زيادة المقاومة ( التثقيل ))) (2) .
أذن بالضرورة فأن مثل هكذا تدريب ذو خصوصية لعضلات الرجلين ( تنوع المقاومة حسب متطلبات الحركة الميكانيكية للأداء ) سوف يكون له أثر في تنمية بعض القدرات البدنية لتلك العضلات العاملة ... فالمران بالدراجة الثابتة والمتحركة سوف يوفر هذه الخصوصية في التدريب لعضلات الرجلين .
___________________________
1 -  ريسان خريبط وعبد الرحمن : النظرية العامة في التدريب الرياضي ، ط1 ، ليبيا ، دار الكتب الوطنية – جامعة سبها ، 2002 ، ص 381- 383 .
2- عادل عبد البصير وإيهاب عادل : تدريب القوة العضلية – التكامل بين النظرية والتطبيق ، معهد الإسكندرية ، المكتبة المصرية للطباعة والنشر ، 2004 ، ص238- 251 .

2-1-3 علاقة القوة العضلة بطول العضلة (1)
إن المقدار القصوي لقوة العضلة يمكن أنتاجها جزئياً بالاعتماد على طول العضلة . ففي الألياف المفردة للعضلة نجد إن القوة تتولد عند قمة العضلة من طولها الطبيعي دون مط أو تقلص . ونجد في جسم الإنسان إن قابلية القوة تزداد عند مط العضلة بخفة وان الألياف العضلة المتوازية تستطيع أن تنتج شد قصوى فقط عند الطول المرتخي . وهذه الظاهرة يمكن تسخيرها للمران على إنتاج اكبر قوة عضلية باستخدام الأداء البطيء مع التثقيل لعضلات الرجلين فقط باستخدام الدراجة بنوعيها وفق بناء الأحمال التدريبية بأسلوب تناسبي عكسي ( كلما يزداد التثقيل أو الحمل يصحبه بطء في الاداء ) .
2-1-4 علاقة القوة  -  بالزمن ( 2)                                         Force-Velocity Relationship
إن تحفيز العضلة لمدة قصيرة من الزمن وينقضي قبل بدء العضلة بشدها القصوي فان السبب في ذلك هو تأخر الكهربائية الميكانيكية EMD Electro mechanical وبما إن لكل نوع من الأنواع العضلية لها مدة تحفيز عتبه خاصة بها لحركتها فأن التنوع وتغير سرع الأداء للدراجة سوف يوفر فرصة حقيقة لجميع الوحدات الحركية إن كانت (  FT ) أو ( ST ) ... لأداء شدها القصوي ووجد الباحث إن الأقصر مدة للتقلص أو أنتاج القوة ينتج بواسطة العضلات ذات النسبة المئوية العالية من الألياف ( FT ) بالمقارنة مع عضلات ذات النسبة العالية من الألياف ( ST ) وان العوامل طول العضلة نوع التقلص وسرعة التقلص والتعب
( الجهد ) لها الأثر الايجابية في تطوير قابلية العضلة على العمل .
_________________________________
3- زكي محمد : التدريب المتقاطع في اتجاه حديث في التدريب الرياضي ، الإسكندرية ، المكتبة المصرية ، 2004 ، ص384 – 415 .
2Afield study on the validity of the Quadri-track zone comparison tecknique
D.J…Armitage.T.E …TE…Adams G.C  Journal : physiology & amp ISSN : 00319384 . YEAR : 2008 . VOLUME 95  Issue1-2  p: 17-22 provider : Elsevier Authorsb: Mangan publisher .
2-2-1 المراحل الفنية لسباق عدو ( 100 ) م
2 - 2 - 1 - 1 مرحلة الاستجابة الانطلاق :
عند أصدار مطلق البداية امر الاستعداد يقوم العداء برفع مركز ثقل الجسم الى الامام الاعلى وفي وضع
( استعداد ) أيضاً يستهدف الحصول على وضع يتيح للفخذين انسب الزوايا التي توفر أفضل دفع ممكن مع وضع مركز ثقل الجسم باتجاه مناسب للفخذين لتأمين عملية انقباض لعضلات الرجل  لتأمين أفضل قوة انفجارية باتجاه طريق الركض ( وهذا يمكن المران عليه باستخدام الدراجة الثابتة وتثقيل الرجل الدافعة فقط بعد رفع الجسم باتجاه الأمام والنهوض من مقعد الدراجة ثم أداء حركة الدفع والدوران مرة واحدة بالرجل الدافعة المثقلة ) . هذا بدوره سوف يطور القدرة الانفجارية والنهوض السريع لحظة بدء السباق .(( إن هذا الوضع يجعل جميع أجزاء الجسم قريبة من مركز ثقل الجسم مما يقلل من عزوم قصورها الذاتي لأن عزم قصورها الذاتي عبارة عن كتلة الجسم أو أجزاء مضروب في مربع نصف القطر ))( 1).
في وضع الاستعداد تكون زاوية الركبة الأمامية ( 90 - 100 ) درجة والركبة للرجل الخلفية
( 120 - 140 ) درجة والحوض مرتفع لأعلى ليعلو على ارتفاع محور الكتفين بمقدار ( 25 ) درجة بهذا يكون مركز ثقل الجسم موزع على نقاط الارتكاز مدفوع إلى الأمام قليلاً بحيث يؤدي هذا الوضع إلى تقدم الكتفين أمام نقطة الارتكاز مدفوعة إلى الأمام قليلاً بحيث يؤدي هذا الوضع إلى تقدم الكتفين أمام نقطة ارتكاز اليدين وتتعدى مستوى الكتفين خط البداية بحوالي ( 5- 10 ) سم كذلك يصل النظر إلى خط البداية باسترخاء
___________________________________
1-  صائب ألعبيدي وآخرون : الميكانيكا الحيوية التطبيقية ، دار الكتب للطباعة والنشر ، جامعة الموصل ، 1991 ، ص 27

الرأس(1)والمهم في هذا الوضع هو توفير أفضل قدرة انفجارية لعملية دفع بلوك البداية كما في الشكل( 1 ) .

 





الشكل (1)
يوضح الوضع الميكانيكي لمرحلة الاستعداد

2-2 - 1 - 2  مرحة الانطلاق والتعجيل بالسرعة :
بعد سماع إطلاق البداية تلعب سرعة الاستجابة ورد الفعل دور كبير تختلف من عداء إلى آخر حسب الصفات الفردية للقدرات البدنية والجسمية والتدريبية ولقد لوحظ إن زمن الاستجابة عند العداءين الجيدين يتراوح تقريباً بين ( 0.10 - 0.18 ) ثانية وللرجل الخلفية دوراً كبيراً في الدفع القوي وهي تؤثر كثيراً لمرحلة التعجيل لذلك يندفع العداء بسرعة إلى الأمام بزاوية قدرها ( 45 ) درجة مع الأرض وكما في الشكل ( 2 ) .

____________________________________
1 -  ريسان خريبط مجيد : العاب القوى ، جامعة البصرة ، 1989 ، ص 46


 



الشكل ( 2 ) يوضح زاوية الدفع الصحيحة للجسم للأرض
(( تتطلب هذه المرحلة قوة كبيرة في عضلات الرجلين حيث تتحكم قوة هذه العضلات في تحديد المستوى لهذه المرحلة ))( 1 ) وان لهذه المرحلة القوة والوضع الصحيح يشكلان أهمية كبيرة في ركض المسافات القصيرة وضرورة الانتقال من وضع الثبات إلى أقصى سرعة بأقل فترة زمنية مع مراعاة إن الخطوات الأولى من الركض يجب أن تكون قصيرة كي يبقى مركز الثقل إلى الأمام وسرعته تزداد تدريجياً وتكون حركته في التعجيل موجبه وعلى هذا يستمر الجسم في ميلانه البسيط إلى أن يصل إلى السرعة القصوى (2) .
ويقصد بها هنا القدرة على التدرج في السرعة مع التغلب على المقاومة الناتجة من كتلة العداء والتي وضعها قانون القصور الذاتي للوصول إلى أقصى سرعة ممكنه بعد حوالي ( 50 - 60 ) متر من البداية ولزيادة سرعة الركض يتبقى تطوير كلا العاملين القوى العضلية وسرعة تردد المرتبطة بالجهاز العصبي بتمريناتها الثقيلة الخاصة وبين حركة الركض الأثر البارز في تطوير هاتين القدرتين البدنية .
_______________________________
1-Analysis of track – Edge Noise from the Viewpoint of write heads with difeferent dimensions .
Authorsr  : Uakam y … Ito .n…Katada…shiimoto.m…et al . Joournal IEEE Ttrasactions on magnetic ISSN : 00189464  Year 2009 volume ; 45 Issue 10  pages : 3656-3659   provider : IEEE  Publisher IEEE DOI ; 101109/ TMAG 20092022953
2 – Influence of orientation ratio on reverse erase – edge noise and track – edge dipole distribution
Authors : Bennett W. R  --- Bing Zhang --- Richter H.J.
Journal : Magnetics . IEEE Transactions on ISSN : 001896464 Year : 1998 Volume : 34 Issue : 3 pages : 743_349 Provider : IEEE Publisher IEE/IEEE      

2-2-1- 3  مرحلة المحافظة على السرعة ( مطاولة السرعة ) حتى الأمتار الأخيرة
من الطبيعي إن العداء لا يستطيع الاحتفاظ بالسرعة القصوى نهاية السباق حيث ينخفض معدل السرعة بعد مسافة معينة لظهور التعب وتظهر هذه المرحلة في مسافة ( 80 - 90 ) متر من بداية السباق ويرجع السبب الرئيسي إلى نقص الحادث في عملية الإمداد بالأوكسجين والذي يسبب بالتالي في سرعة العمليات
العصبية ويمكن لنا من خلال استخدام التدريبات المستخدمة بالدراجة مع التثقيل من تحسين مرحلة مطاولة السرعة عند العدائين من خلال استخدام زمن الأداء في التمرين أطول من الزمن الفعلي بشدة أقل من العضوي وراحة غير كاملة . أما في حالة استخدام الطريقة التكرارية فتستخدم شدة عالية تصل إلى الحد الأقصى وراحة كاملة وعدد قليل من التكرار .
3-  منهجية البحث وإجراءاته الميدانية :
3–1  منهج البحث  :
إن طبيعة المشكلة هي التي تحدد منهج البحث المستخدم ((من حيث لكل بحث علمي منهج خاص يمكن اعتماده لضمان الوصول إلى الطريق المناسب لحل المشكلة ويحقق الغرض من الدراسة ))( 1) لذا استخدم الباحث المنهج التجريبي ذو المجاميع المتكافئة لملائمته مع طبيعة الدراسة .