운동역학
SPORTS BIOMECHANICS
한서 공개강의 KOCW 개발교과목
한서대학교 신체활동디자인학과
김 승 재
차시별 강의주제
차시 강의주제
1 운동역학의 개요 : 생체역학, 운동역학, 역학이란?, 해부학적 기초
2 움직임의 해부학적 기초 : 방향과 움직임, 관절과 근육, 운동단위, 근수축 3 운동의 종류 : 병진, 회전, 복합운동, 좌표계
4 인체의 물리적 특성 : 관성, 질량, 무게, 인체무게중심 5 인체 평형과 안정성, 지레
6 선운동학 : 거리와 변위, 속력과 속도, 가속도 7 각운동학 : 각변위, 각속도, 각가속도
8 선운동역학 I : 힘과 뉴턴의 운동법칙
9 선운동역학 II : 선운동량과 역적, 선운동량 보존의 법칙, 마찰력 10 각운동역학 I : 토크, 뉴턴의 각운동법칙, 구심력과 원심력
11 각운동역학 II : 관성모멘트와 각운동량 12 일과 에너지 : 일, 에너지, 일률
13 운동역학적 분석과 오류교정 : 운동기술의 운동역학적 분석, 오류 판정 및 교정 14 운동기술의 분석 : 동작분석, 힘과 근전도의 측정
4차시
인체의 물리적 특성
관성, 질량, 무게, 인체무게중심
관성 Inertia
• 관성(inertia)은 운동 상태의 변화에 대한 물체의 저항이다.
이는 속력, 방향, 정지 상태에 대한 변화를 모두 포함함
• 관성의 법칙은 물체의 운동과 그 물체들이 작용된 힘에 받 는 영향을 묘사하는데 필요한 물리학의 근본적인 원리 가운 데 하나임
• 관성의 어원은 게으름 또는 나태함을 뜻하는 ‘iners’라는 라 틴어에 두고 있음
• 관성은 질량의 주요한 표현가운데 하나임
• 지구상에서 관성은 마찰력과 공기저항의 영향에 의해 감춰 지기도 하는데, 두 외력은 물론 중력은 움직이는 물체의 속 력을 정지시킬 때 까지 감소시키는 경향이 있음
질량 Mass
• 질량(mass)은 물체의 속성이다. 힘이 작용될 때 가속도(운동 상태의 변화)에 대한 물체의 저항 값이다. 또한 각각의 물체 에 대한 상호 중력 인력의 강도를 결정함
• 질량은 무게와는 다르며, 같은 질량이라고 할지라도 달에서 중력이 훨씬 작기 때문에 지구보다 무게가 덜 나간다. 이것 은 무게는 힘인 반면에 질량은 중력과 함께 이 힘의 강도를 결정하는 속성이기 때문임
• 질량은 물체의 관성의 크기를 결정하는 수량이다. 즉, 물체 가 더 큰 관성을 가질수록 그 물체는 더 큰 질량을 갖는다.
질량이 큰 물체는 운동 상태를 변화시키기 더욱 어려운 경 향을 보임
관성 Inertia 과 질량 Mass
https://www.miniphysics.com/inertia.html
관성 inertia 을 활용한 스포츠
무게 Weight I
무게 Weight II
질량 Mass 과 무게 Weight
http://theengineeringmindset.com/the-difference-between-mass-and-weight/
인체무게중심 Center of Gravity I
• 무게중심(center of gravity)은 어떤 물체의 기하학적 특성이며, 그 물체 무게의 평균 위치라고 할 수 있음
• 우리들은 물체의 공간 움직임을 한 지점에서 다른 지점까지 그 물체의 무게중심의 병진운동과 무게중심을 축으로 하는 회 전운동으로 완전하게 묘사할 수 있음
• 만약 그 물체의 회전이 경첩과 같이 고정된 다른 축으로 제한 된다 할지라도 그 운동을 묘사할 수 있음
• 비행기나 로켓은 비행 중에 그 무게중심에 대해 회전함
• 비행물체에서 무게중심의 결정은 매우 중요함
• 일반적으로 무게중심을 결정하는 것은 그 질량(무게)이 물체 에 걸쳐 균등하게 분포되어 있지 않을 수 있기 때문에 복잡한
인체무게중심 Center of Gravity II
• 인체무게중심은 중력이 인체에 작용하는 가상의 질점으로 인체부위 의 결합된 질량이 집중되는 질점이며, 가상적인 질점이기 때문에 사 람의 신체적 경계 안에 있을 필요는 없음
• 물체의 무게중심을 알아보는 가장 간단한 방법은 한 손가락으로 그 물체의 균형을 이루는 지점을 찾는 것임
• 해부학적 자세에서 인체무게중심은 대략 두 번째 엉치뼈 앞쪽에 놓 여 있지만 인체는 해부학적 자세로 고정되게 있지 않기 때문에 무게 중심의 정확한 위치는 몸과 팔다리의 새로운 위치에 따라 끊임없이 변화함
• 사람 개인의 인체 비율에 따라 무게중심의 위치 또한 영향을 받음
• 인체를 지나는 중력의 방향은 지구의 중심을 향하는 아래쪽 방향이 며, 이 중력선은 인체의 균형을 성공적으로 유지하는 능력을 이해하 고 시각화하는데 중요함
