Dr. sc. Pavle Mikulić - novi prilog za razumijevanje veslanja
27.10.2010. 20:55:00   |  By: aspiriniks

Poštovani čitatelji web-stranica VK Krka,

U nestrpljivom očekivanju vijesti sa Novog Zelanda, evo teksta koji sam najavio za kraj 8. mjeseca. Moje isprike na kašnjenju. Kao i do sada, prilog je napravljen kombinirajući znanstveni i praktični pristup, a moje je nastojanje učiniti ga zanimljivim i razumljivim prosječnom čitatelju. Dok su fiziološka i anatomska analiza veslanja bile bliže osobama sa biomedicinskim backgroundom, biomehanička analiza veslanja će to svakako biti osobama tehničke naobrazbe. Kako god bilo, nadam se da svaki čitatelj nalazi barem dio teksta koji smatra interesantnim i koji mu pomaže u razumijevanju veslačkog sporta.

Biomehanička analiza veslanja

Biomehanika je znanost koja zakone mehanike primjenjuje u rješavanju bioloških problema. Glavni zadatak biomehanike kao primijenjene znanosti u sportu je povećanje mehaničke efikasnosti u natjecateljskom sportu. Biomehanička analiza u veslanju bavi se studijom pokreta i mehanizama gibanja karakterističnih za veslanje. Možemo isto tako reći da ona opisuje, analizira i procjenjuje gibanje veslača odnosno sistema veslač-čamac. Saznanja koja proizlaze iz biomehaničkih analiza posebno su značajna za utvrđivanje efikasnosti izvođenja veslačke tehnike. Još preciznije, biomehanička analiza veslanja usmjerena je na pitanje: „Na koji bi način veslači trebali primjenjivati mišićnu silu kako bi postigli maksimalni učinak, odnosni postigli najveću srednju brzinu čamca u veslačkoj utrci?“.

Biomehanička mjerenja u veslanju mogu se podijeliti na slijedeće kategorije:

Ø  Prema području mehanike:

o   kinematička mjerenja

o   kinetička mjerenja

Ø  Prema primijenjenoj metodi mjerenja:

o   invazivna metoda mjerenja (ostvaruje se izravan kontakt mjerne opreme i sustava veslač-čamac)

o   neinvazivna metoda mjerenja (nema izravnog kontakta mjerne opreme i sustava veslač-čamac)

Kinematička mjerenja u veslanju opisuju kretanje veslača, čamca i sistema veslač-čamac ne uzimajući u obzir sile koje uvjetuju to kretanje. Kinematička mjerenja u veslanju koriste varijable kao što su dimenzije, kutovi, pomaci, rotacije, brzine, ubrzanja i sl. Kinetička mjerenja u veslanju, s druge strane, analiziraju sile kao unutarnje uzroke bilo kakvog kretanja. Generiranje sile je izravno povezano sa veslačkom snagom i brzinom čamca tako da osigurava važne informacije o veslačevim dobrim i lošim stranama pripremljenosti. Generiranje sile u veslanju moguće je mjeriti na tri lokacije: (1) na dršci vesla, (2) na ušici, (3) na odupiračima za noge.

Invazivne metode mjerenja obuhvaćaju primjenu raznih mjernih pretvarača koji se postavljaju na mjereni dio sistema veslač-čamac. Telemetrijski sustavi prikupljaju podatke sa mjernih pretvarača te se podaci pomoću računala mogu očitavati u realnom vremenu kao i pohranjivati u memoriju računala za kasniju analizu. Neinvazivne metode mjerenja sastoje se od raznih oblika video analize, primjene radara i GPS sustava koji mogu mjeriti poziciju i brzinu sistema veslač-čamac. Neinvazivne metode zahtijevaju složenije i duže obrade podataka, no često su jedini način prikupljanja podataka tijekom veslačkih natjecanja.

Ako analiziramo veslanje sa biomehaničkog aspekta, vrlo lako uočavamo da su pokreti i kretanja kako veslača tako i sistema veslač-čamac izravno ovisni o temeljnim zakonima fizike. Za trajanja zaveslaja veslač se kreće naprijed ili natrag na pomičnoj sjedalici te stvara tzv. pozitivnu ili negativnu silu. Pozitivna sila utječe na propulziju čamca prema naprijed, dok negativna sila ometa tu propulziju. Prema tome, veslači i njihovi treneri konstantno su usredotočeni na povećanje utjecaja pozitivne sile i ograničavanja utjecaja negativne sile tijekom trajanja zaveslaja.

Promatrajući jedan veslački zaveslaj, u fazi oporavka tjelesna masa veslača kreće se od pramca prema krmi čamca. Ukoliko je veslač u samcu težak 90 kg imamo 90 kg mase u pokretu. U ekipnim čamcima ta masa jednaka je zbroju tjelesnih masa svakog veslača člana posade. U trenutku zahvaćanja vode kretanje mase prema krmi mora se zaustaviti i promijeniti smjer kretanja te se, u tom trenutku, stvara velika sila koja djeluje suprotno od kretanja čamca (velika negativna sila). Ta negativna sila prenosi se na čamac preko odupirača za noge. U fazi vađenja lopatice vesla iz vode događa se suprotno. Tjelesna masa nagnuta je prema pramčanoj strani čamca, prema tome kretanje čamca je slobodno i sa minimumom djelovanja negativne sile.

Jedini način smanjenja utjecaja negativne sile je efikasno uranjanje lopatice vesla u vodu (efikasan zahvat). Vrlo je važno da lopatica vesla uđe u vodu prije nego negativna sila počne djelovati na čamac preko odupirača za noge. Na taj način smanjuje se utjecaj negativne sile prijenosom te sile na lopatice vesla. Koliko je god zahvaćanje vode kvalitetno i efikasno izvedeno, uvijek će negativna sila u nekoj mjeri djelovati na čamac i uvijek će u trenutku zahvata odnosno neposredno nakon njega, promatrajući cijeli zaveslaj, brzina čamca biti najmanja. Sve navedeno možda je najvažniji razlog zašto je velika većina trenera i stručnjaka iz područja veslanja suglasna u tome da je zahvaćanje vode ključan trenutak cijelog zaveslaja kojemu se u obuci veslačke tehnike kroz sve faze veslačko-tehničkog usavršavanja posvećuje najviše pažnje.

Gore opisana interakcija između pozitivne i negativne sile događa se sa svakim novim zaveslajem, a što znači oko 210 - 240 puta u veslačkoj utrci duljine 2000 m. Čak i mali pad brzine u svakom zaveslaju rezultirati će manjom srednjom brzinom čamca i manjom prijeđenom udaljenosti po zaveslaju. Na primjer, smanjenje prijeđene udaljenosti od samo 5 cm po zaveslaju, kada se pomnoži sa prosječnim brojem zaveslaja u veslačkoj utrci, rezultira u gubitku 10,5 – 12 m na prijeđenih 2000 m.

Elementi cjelokupnog sistema o kojima ovisi brzina sistema veslač-čamac su veslač (aktivni element), čamac sa svojim oblikom, veslački mehanizam koji stvara mehaničke uvjete prijenosa sile između veslača i čamca, te voda i zrak kao sile otpora koje konstantno djeluju u suprotnom pravcu od kretanja čamca. Osnovni cilj veslača u veslačkoj utrci je postići i održavati visoku srednju brzinu sistema veslač-čamac. Temeljem provedenih biomehaničkih mjerenja i analiza dobivamo odgovore na koji način je moguće povećati tu srednju brzinu sistema. Tako je utvrđeno da, primjerice, u fazi oporavka nema mnogo mjesta za povećanje srednje brzine sistema jer je opadanje brzine u toj fazi zaveslaja uzrokovano okolinskim čimbenicima kao što su otpor vode i otpor vjetra. Ovi čimbenici se na neki način smatraju konstantama jer njihova mehanika prelazi okvire ovog poglavlja i ovog udžbenika i ulazi u domenu tehnologije razvoja veslačke opreme. Jedino što je moguće savjetovati u ovoj fazi je da veslači ne smiju žuriti u početku faze oporavka, dakle pri odbacivanju drške vesla od trupa i pretklonu trupa. Utvrđeno je da nagle kretnje u ovoj fazi zaveslaja utječu na povećanje variranja u brzini čamca kao i povećanje sile otpora.

Jedina faza zaveslaja u kojoj je moguće objektivno doprinijeti brzini sistema veslač-čamac je faza propulzije i to, još preciznije, onaj dio faze propulzije u kojoj je lopatica vesla cijelom svojom površinom ispod površine vode. Što je veće ubrzanje sistem dobio u ovoj fazi, to će veća biti srednja brzina sistema. Sa drugog aspekta može se reći da sistem akumulira kinetičku energiju za trajanja faze propulzije, a gubi tu istu energiju u fazi oporavka. Kinetička energija sistema veslač-čamac definirana je jednostavnom jednadžbom

E = m v² / 2                 

Ako promatramo veslača i čamac odvojeno, možemo ustvrditi da je dobitak kinetičke energije u fazi propulzije značajno veći kod veslača nego kod čamca. istraživanja pokazuju da masa veslača u čamcu akumulira 82 - 90% kinetiče energije sistema veslač-čamac, a na čamac otpada, dakle, preostalih 10 - 18%. To upućuje na zaključak da je ubrzanje mase veslača najvažniji čimbenik u povećanju srednje brzine čamca. Biomehaničkim analizama i usporedbama rezultatski uspješnijih veslača od onih manje uspješnih utvrđeno je da uspješniji veslači efikasnije ubrzavaju masu tijela u fazi zahvaćanja vode te (u ekipnim čamcima) imaju puno bolje vremenski usklađeno kretanje mase tijela svakog veslača člana posade. Nakon zahvaćanja vode uspješniji veslači ubrzavaju svoje mase tijela u vrlo kratkom vremenskom odsječku zajedno sa čamcem, a što dovodi do većeg ubrzanja sistema veslač-čamac. U istom vremenskom odsječku, uspješniji veslači daju veće ubrzanje svojim tjelesnim masama, a što značajno utječe na povećanje brzine cjelokupnog sistema veslač-čamac.

U kontekstu biomehaničke analize veslanja treba svakako spomenuti i objasniti čimbenike koji sa biomehaničkog stajališta utječu na veslački rezultat. Četiri su osnovne sile koje utječu na sistem veslač-čamac (vidi sliku iza teksta), i to:

Ø  sila gravitacije (Fgr),

Ø  sila uzgona (Fuz),

Ø  sila otpora (Fot), i

Ø  sila propulzije (Fpr).

* * *

Konačno, pregledom nekih od značajnijih biomehaničkih istraživanja mogu se sažeti slijedeće spoznaje: Energetska potrošnja proporcionalna je otprilike brzini čamca na treću potenciju i u velikoj mjeri je posljedica otpora vode i zraka. Isto tako, postoje i manje sile otpora i gravitacije koje se javljaju sa kretanjem tijela naprijed–natrag na pomičnoj sjedalici, a koje doprinose energetskoj potrošnji. Između četvrtine i trećine uložene energije na veslo izgubi se u toku vode oko lopatice vesla. Daljnji gubitci energije dešavaju se kao posljedica balansiranja (uravnoteživanja) čamca.

Mehanička efikasnost izražena je kao odnos između utroška energije i brzine čamca te je ovisna o efikasnosti veslačke tehnike pojedinca i cijele posade čamca. Mjerenja obavljena tijekom veslanja na vodi i na veslačkom ergometru ukazuju na relativno visoku mehaničku efikasnost u veslanju, u rasponu 16-24%. Vrijednosti mehaničke efikasnosti između veslača početnika i iskusnog veslača razlikuju se i do 10%. Elektromiografska mjerenja ukazuju da su mišićne skupine aktivne istovremeno u kombinaciji i u raznim omjerima za većinu vremena trajanja zaveslaja. Prema tome, pored rada na generalnoj mišićnoj snazi, za veslača je važno razvijati dobru koordinaciju između trupa i ruku s jedne i zdjeličnog pojasa i nogu s druge strane.

Kako bi se realizirao osnovni cilj veslača – postizanje i održavanje visoke srednje brzine čamca tijekom veslačke utrke – potrebno je razvijati visoku potisnu silu u fazi propulzije, a u isto vrijeme što je moguće više smanjiti otpor pri kretanju čamca između dvije faze propulzije. Spomenuto ujedno i upućuje na jedan od osnovnih ciljeva sustava sportske pripreme veslača: osposobiti veslača da, korištenjem mehaničkih i biomehaničkih principa, u različitim vanjskim uvjetima natjecanja uz minimalne gubitke na otporu postigne maksimalni potisni rad.

  Verzija za Ispis

Pretraživač   arhiva starih vijesti Upit:   u kategoriji   - sve kategorije - Novosti Kolumne Komentari natjecanja