m2 m1

Biomechanika pádových technik

 

Biomechanice pádů ve sportu nebyla věnována dostatečná pozornost. Jednotlivé sporty preferují výzkum dominantní činnosti, ostatní zanedbávají.

U biomechanické struktury pádových technik vycházíme z biomechanické struktury pádu. Pády se zabýváme z hlediska forenzního, či biomedicínského. U pádové techniky jsou akcentovány zejména fáze dopad a podopadová poloha.

Biomechanická struktura (fáze) pádové techniky

Musíme zde uvažovat o čtyřech fázích pádové techniky. Nejdříve je to porušení rovnovážného stavu, které z hlediska mechanického vyplyne účinkem gravitační síly, případně i jiných sil do samotného pádu. Dále je to fáze kontaktu s podložkou a pak fáze zastavení pohybu, který padající ukončí obnovením stoje, nebo zastavením v dopadové poloze. I když je pádová technika komplexním jevem, ve kterém jednotlivé fáze na sebe navazují, každá další fáze je zapříčiněná předcházející. V dalším textu podrobněji rozebereme jednotlivé fáze.

Iniciace (příčina pádu, nerovnováha)

  • endogenní
  • exogenní

Padání (akcelerace)

  • kontrolované
  • nekontrolované

zrušením (odstraněním, poškozením apod.) samotné podložky

  • přerušení závěsu se závěsnou plochou

o zrušením (příp. poškozením, uvolněním) závěsu, resp. způsobu závěsu o zrušením vlastní závěsné základny (závěsny - závěsné plochy)

  • porušení oporové plochy (dotyk s podložkou zůstává)

porušením způsobu opory o podložku, resp. styku s podložkou.

porušením samotné podložky (např. posunutím, změnou povrchu).

  • jednotlivých případech je zřejmá příčinná souvislost. Příčiny se mohou kombinovat, jedna plyne

z druhé. Tyto příčiny vzniku pádů mohou mít společné charakteristiky i s průběhem jiných činností, které nemají charakter pádů.

Jedním z faktorů stability postoje je i velikost plochy opory. Je dokumentováno několikanásobně vyšší riziko pádu ze stoje na jedné noze, než ze stoje na obou nohách. Z tohoto důvodu jsme hodnotili změny ve schopnosti udržet rovnováhu po intervenčním programu založeném na cvičení čínského bojového umění tchaiťi. Zjistili  jseme významné rozdíly ve prospěch cvičících.

Iniciace pádu může záviset i od rychlosti lokomoce.

Experiment s dynamickým a kinematickým měřením charakteristik pohybu při vstávání ze židle. Pokus který byl proveden s mladými, zdravými lidmi ve věku od 18 do 30 let potvrzuje, že zrychlení nebo zpomalení pohybu proti subjektivně optimálně rychlému pohybu při vstávání ze židle, může zvýšit riziko pádu.

Ukazuje se, že je potřeba věnovat se více úloze využití reakční síly při zrychlení pohybu dolních a horních končetin při pádu. Srovnávali jsme kinematické, optické a elektromyografické údaje získané při neočekávaném podklouznutí testovaných osob. Zjistili, že všechny testované osoby prokázaly podobné, a u každého dalšího pokusu se zlepšující, reakce (účelový švihový pohyb) při využití dolních a horních končetin pro udržení rovnováhy.

Zde je popis několika různých možností kategorizace pádových technik pro sportovní praxi.

  • první řadě podle příčiny, které je pád následkem. Impulsem je zde určitý podnět, který může být:
  • náhodný (například uklouznutí, klopýtnutí)
  • záměrný

vlastní - úmyslný (například účelové uplatnění a využití pádů, zvlášť v některých sportovních hrách)

vnější - cizí (po strčení, sražení, úderu apod., pády při úpolových sportech)

Mnoho pádů je tedy neúmyslných, nechtěných, u kterých je nebezpečí vzniku úrazu větší.Pádům lze v některých případech zamezit zejména zlepšením silových schopností dolních končetin, rovnovážných schopností a optimalizací lokomočních pohybových dovedností.

Padání

Pády rozdělujeme podle výšky, ze které osoba padá. Tuto klasifikaci považujeme za základní z hlediska biomechaniky:

  • volný pád - je pád z výšky víc než 152 metrů
  • pád z výšky - je pádem z výšky do 152 metrů
  • pád ze stoje - je takovým pádem, u kterého padající dopadá na podložku, ze které předtím ztratil rovnováhu

Volný pád je pád z výšky víc než 152 metrů. Je to hraniční výška, která byla, jak píše Straus (2004) experimentálně určená jako nejvyšší výška, ze které můžeme uvažovat o pádu jako o pohybu rovnoměrně zrychleném. Od výšky 152 metrů je odpor vzduchu tak velký, že se vyrovnává se zrychlením, takže rychlost pádu je konstantní. Pád z výšky je pádem z výšky do 152 metrů. Odpor vzduchu zde zanedbáváme a o pádu uvažujeme jako o rovnoměrně zrychleném pohybu. Dále rozeznáváme volný pád z výšky a stupňovitý (kaskádovitý), u kterého tělo padajícího dopadá postupně na plochy v různé výšce. Pád ze stoje je takovým pádem, u kterého padající dopadá na podložku, ze které předtím ztratil rovnováhu.

U volného pádu může člověk, který pád zahájil v určité poloze těla, tuto polohu měnit aktivní činností končetin a celého těla. Od okamžiku odrazu, nebo opuštění opory do okamžiku dopadu, může padající získat několik zásadních poloh:

  • vertikální - hlavou dolů, nebo nohama dolů
  • horizontální - čelem dolů nebo zády dolů

nebo polohu více, či méně se přibližující k těmto dvěma polohám.

Pokud padající aktivně pohybuje končetinami a tělem, může v čase padání nabývat různé polohy, které ovlivňují polohu těla v okamžiku dopadu. Dále rozlišujeme druhy pádů podle přítomné, či nepřítomné rotace těla:

  • pády s rotací
  • pády bez rotace

Rotace při pádu může nastat z různých příčin účinkem vnitřních sil (aktivní skok s rotací, pohyby končetinami a podobně), nebo vnějších sil.

Domníváme se, že kontrolovaná pádová technika může výrazněji ovlivnit výsledek pádu zejména u pádu ze stoje. U ostatních pádů nabývají síly příliš velkých hodnot.

Dopad

„Deformace a destrukce těla v okamžiku dopadu se neřídí zcela podle zákonů mechaniky a fyziky, lidské tělo je značně elastické, má různý stupeň pružnosti a v těchto důsledcích se snižuje síla úderu a destrukce“.

Právě fáze dopadu se zdá být kruciální, protože právě tohle je fáze, ve které je padající ohrožen možným zraněním. V úpolech se zabýváme zejména touto fází. Předcházející fáze jsou příčinou kontaktu s podložkou, následující fáze je jejich následkem.

zde je základní vzorec pro výpočet tzv. dopadové energie. Podle tohoto základního vztahu je dopadová energie (DE) přímo úměrná hmotnosti padajícího (m) a druhé mocniny rychlosti (v) a nepřímo úměrná času dopadu (t) a ploše dopadu (a).

U přímých pádů, kde není možné pokračovat převratem, nebo převalem, je rozhodující zaražení pažemi, které má tlumit impakt těla s podložkou. Dovednost efektivnějšího zaražení je dána celkovým stavem fyzické připravenosti. Dále pak záleží na způsobu zaražení pažemi, způsobu tlumení pádu.

Vertikální, stejně tak i horizontální, poloha těla v okamžiku dopadu může nabývat různý tvar. Při vertikální poloze těla může osoba dopadnout na:

  • nohy (velmi často na paty)
  • oblast kolen
  • hlavu
  • sedací část těla, hýždě

Při horizontální poloze dopadá tělo na:

  • přední plochu
  • zadní plochu
  • boční plochu

Všechny varianty se mohou kombinovat. Tělo může dopadnout i v takové poloze jednotlivých segmentů těla, že není možné jednoznačně určit celkovou polohu. Ve forenzní biomechanice, ale i ve sportu se často setkáváme s případy, kdy tělo nezůstává v poloze prvotního kontaktu s podložkou, ale při dopadu se pohybuje.

Rozlišujeme dopad (a tedy i traumatické zranění):

  1. primární
  2. sekundární

Primární dopad vzniká v prvním kontaktu těla s podložkou v okamžiku dopadu (interakce). V tomto místě působí zpravidla velmi vysoká dynamická složka vektoru síly, která je daná dopadovou rychlostí, hmotností těla (dopadající hmoty) a mechanickými podmínkami dopadové plochy (uvažujeme o velikosti impaktu). Sekundární dopad vzniká následným dopadem ostatních částí lidského kinematického řetězce po primárním dopadu. Zpravidla působí na tělo menší dynamické rázové složky síly, než při primárním dopadu. Vzhledem k primárnímu a sekundárnímu dopadu vznikají poranění:

  • místní (primární, kontaktní poranění vzniká v místech bezprostředního kontaktu přiložených traumatizujících destrukčních sil v okamžiku dopadu)
  • vzdálené (sekundární, vznikají následně jako druhotné poranění vzdálené od místa primárního poranění)

Fáze dopadu je v pádové technice v úpolových sportech nejvíce propracována. Z hlediska prevence úrazů jde o dominantní fázi pádové techniky. Uvedené výzkumy in vivo i in vitro dokazují, že:

  • pravděpodobnost vzniku úrazu není přímo úměrná síle nárazu
  • pravděpodobnost vzniku úrazu ve fázi nárazu se zvyšuje zkrácením času dopadu (impakt je v některých případech 10-15krát větší než u správné pádové techniky)

Z biomechanických sledování plynou závěry, které potvrzují i dřívější názory (Reguli, 2000; Roubíček, 1967) že dopad u správně provedené pádové techniky musí být charakterizován:

  • rozložením síly na plochu
  • rozložením síly v čase

Podopadová poloha

  • podopadové poloze rozlišujeme v zásadě dvě možnosti ukončení pohybu:
  • vleže (nebo v jiné mimopostojové poloze na podložce)
  • ve stoje

Pokud padající u dopadu zastavuje pohyb do lehu, teoreticky až do nulové rychlosti, rychlost zastavení pohybu je přímo úměrná vyvinuté síle v časovém intervalu brzdění pohybu a nepřímo úměrná hmotnosti. Pro úplné zastavení pohybu tedy padající potřebuje vyvinout dostatečně velkou sílu po dobu dostatečně dlouhého časového intervalu:

  • mnoha případech je padající vnějšími okolnostmi přinucen ukončit pád vleže. Ve sportu je častý přechod z pádu pomocí pádové techniky zpět do stoje tak, aby sportovec mohl pokračovat ve sportovním výkonu. Schopnost rychlého (okamžitého) zaujetí postoje je i ideální dovedností v bojových uměních.
  • podopadové poloze rozlišujeme v zásadě dvě možnosti ukončení pohybu:
  • vleže (nebo v jiné mimopostojové poloze na podložce)
  • ve stoje

Pokud padající u dopadu zastavuje pohyb do lehu, teoreticky až do nulové rychlosti, rychlost zastavení pohybu je přímo úměrná vyvinuté síle v časovém intervalu brzdění pohybu a nepřímo úměrná hmotnosti. Pro úplné zastavení pohybu tedy padající potřebuje vyvinout dostatečně velkou sílu po dobu dostatečně dlouhého časového intervalu:

vzorec_1
  • V mnoha případech je padající vnějšími okolnostmi přinucen ukončit pád vleže. Ve sportu je častý přechod z pádu pomocí pádové techniky zpět do stoje tak, aby sportovec mohl pokračovat ve sportovním výkonu. Schopnost rychlého (okamžitého) zaujetí postoje je i ideální dovedností v bojových uměních.

 


Podobná témata

Pády obecně
1. Jak padet vpřed
2. Jak padat vzad
3. Úrazy z pádu
4. Pád jako pojem
5. Biomechanika pádových technik
6. Pádová technika v systematice úpolů
7. Systematika pádových technik
8. Pády vpřed
9. Pády vzad
10. Pád stranou
11. Kombinované pády
12. Průpravná cvičení

 


Související témata

Gymnastická příprava - v období suché přípravy
Rytmická a pohybová teorie
Skladba
Baletní příprava základy / Baletní příprava I. / II. / III. / IV. / V. / VI. / VII. / VIII. / IX. / X. / XI. / XII. / XIII. / XIV.
Choreografie
Praktická choreografie
Pádové techniky