الاتزان والتوازن
تعتبر عمليه دراسة المبادئ الاساسيه للاتزان والتوازن من لموضوعات التي تمثل أهميه كبيره في در اسه علم الحركة والميكانيكا الحيوية ، حيث تمثل معلومات هذا الموضوع الأساسي في فهم العديد من الموضوعات الأخرى ، فالاتزان هو حاله من عدم التسارع(زيادة العجلة) سواء كان هذا التسارع كميا أو اتجاهيا وهذه الحالة تميز الأجسام في وضع الثبات ، ويطلق عليها اتزان ثبات أو اتزان استاتيكى كما أنها تميز حاله الجسم وهو في حركه منتظمة السرعة ومحدده الاتجاه ويطلق عليها اتزان ديناميكي . لذا فان مصطلح التوازن في مجال أداء الجسم البشرى جاء ليعبر عن امكانيه التحكم الإرادي في الحالة الحركية بحيث يتحقق الاتزان .
فالتوازن عبارة عن مجموعه من الإجراءات الحركية التي يلجأ لها الجسم لتحقيق الاتزان ، وللعمل العصبي العضلي هذا بالاضافه ألي المستقبلات الحسيه الحركية الدور الأساسي في تحقيق التوازن للجسم سواء في سباته أو في حركته .
الاتزان الخطى والاتزان الدوراني :
أن الجسم البشرى في حركته التي تكون خطيه أو دورانيه , قادر على أن يتحقق الاتزان بمفهومه السابق الاشاره إليه , فتحقيق الاتزان في الحركة الخطية , يتم عن طريق تعادل القوى ومجموعها فلاتجاهي بحيث يكون محصلتها صفر .كما أن تحقيق الاتزان في الحركة الدورانيه يرتبط بإحدى الصور التطبيقية للقوى والعزوم بحيث يكون مجموعتهما كهذه العزوم معادلا أو مساوي للصفر
فالجسم المتحرك من الممكن أن يكون شفى حاله من الاتزان الدوراني وعدم الاتزان الخطى وعلى العكس فانه يمكن أن يكون في حاله اتزان خطى وعدم اتزان دوراني.
فلاعب الجمباز أو الباليه عند أداء حركه اللف حول المحور الطولي للجسم , لا يتحرك مركز ثقله حركه خطيه وبالتالي يكون في حله اتزان خطى في حين تلف أجزاء جسمه حول هذا المحور في حركه دورانيه غير متزنة . حيث تعمل قوى الاحتكاك بسطح الأرض على عدم انتظام سرعة اللف .
وبصفه عامه , يمكن القول أن جميع حركات الجسم البشري لا يتحقق فيها كلا النوعي الاتزان الخطى و الحركي في أن واحد حيث تتغير سر عات أجزاءه الخطية والدورانيه من لحظه زمنية ألي الأخرى .
فقد يظهر لنا أن العداء يتحرك بسرعة ثابتة في بعض مراحل السباق , ألا أن الدرسه التفصيلية لحركته سوف تؤكد انه يقع تحت تأثير المتبادل بين كل من وزن الجسم ورد فعل الأرض كقوه متجهة يؤدى ألي تغيير في السرعة الخطية .
كما أن تغيير موضع مركز ثقل الجسم بالنسبة لقدم الارتكاز بعزوم دورانيه مختلفة المقدار والاتجاه و بالتالي يعنى عدم وجود اتزان دوراني .
الثبات الخطى والثبات الدوراني:
يعنى الثبات , حاله الجسم في مقاومة حدوث اختلال في الاتزان , سواء كان ذلك استاتيكى أو ديناميكي , بمعنى أن مقاومة التغير في الحالة . وترتبط هذه المقاومة بعده متغيرات من أهمها الخاصية القصوريه سواء كانت الكتلة في الحركة الخطية أو القصوريه الدوران في الحركة الدورانيه .
فالمبدأ العام الذي يحكم عمليه الثبات الخطى , وهو أن ثبات الجسم , ترتبط بمقدار كل من القوه وزمن تأثيرها (الدفع الخطى ) المطلوب لتحريك هذا الجسم . فزيادة الخاصية القصوريه للجسم في هذه الحالة ( الكتلة) تعنى امكانيه زيادة الثبات الخطى . فتغيير حاله حركه ألاعب الانزلاق على الجليد يتم من خلال قوه دفعيه قليلة المقدار بمقارنتها بما يحتاجه نفس ألاعب لتغيير حاله حركته إذا ما انزلق على أي سطح أخر .
وهذا يعنى أن لأي سطح الاتصال وطبيعتها دور كبير في تحديد مقدار واتجاه قوى الاحتكاك التي تؤثر في حاله الثبات الخطى ولعمليه التحكم في مقدار الثبات الخطى أهميه كبيره في نجاح العديد من أداء ألا نشطه , فتقليل هذا الثبات ألي اقل درجه ممكنة يساعد في نجاح أداء حركات الانزلاق بصفه عامه . وهذا يعنى أن الثبات الخطى يعنى الميل للانزلاق بين أسطح اتصال الجسم والأجسام الأخرى .
وبهذا المفهوم فان الثبات الدوراني يعنى مقاومة الجسم لفقدان الاتزان إذا ما تعرض ألي مؤثر دوراني كالعزم .
فإذا حاولنا دفع صندوق وهو موضوع على أحد جانبيه سوف يدور حتى يستقر على جانبه المقابل . ويتم الدوران حول المحور المار بحافته المتصلة بسطح الأرض والتي تربط بين السطحين وهذا الدفع سوف يساعد على وصول الصندوق ألي الوضع الذي تبدأ فيه الجاذبية الارضيه في التأثير عليه بعزم جديد يستكمل تدورانه بعيدا عن الوضع الذي كان متوازن فيه ,أما إذا كان مقدار الدفع المستخدم غير كاف للوصول بالصندوق ألي الارتكاز على حافته , فسوف تعمل الجاذبية الارضيه على تدورانه أيضا ولكن في هذه الحالة سوف يكون الدوران في اتجاه أعاده الصندوق ألي وضعه الأصلي .
أما إذا دفع الصندوق حتى يرتكز على إحدى حافتيه فسوف تكون محصله العزمين المؤثرين في الصندوق ( عزم الجاذبية وعزم القوى الخارجة ) متساوي في المقدار متضادة في الاتجاه , وبذلك سوف يثبت الصندوق في هذا الوضع . وبمجرد أن يقع خط الجاذبية بعيدا عن نقطه اتصال الصندوق بالأرض سواء للأمام أو للخلف فسوف يدور الصندوق تحت تأثير ما ينشأ من عزم وفى اتجاهه .
أما إذا لم يكن هناك عزم مضاد كما هو الحال عند دفع شخص من الخلف وهو في وضع الوقوف فسوف يدور جسمه حول محور يصنعه القدم مع سطح الأرض ليسقط إماما اسفل , لذا فانه يلاحظ أن هذا الشخص سوف يقوم بأخذ خطوه للأمام بمجرد فقدانه للتوازن , وسوف تساعده هذه الخطوة في إيقاف تأثير عزم الجاذبية الارضيه على مركز ثقله وبالتالي منع سقوطه بخلق قاعدة ارتكاز جديده .
وبمقارنه الحالتين السابقتين , فانه يمكن التعرف على الفروق الاساسيه في الثبات المرتبط بالخاصية القصوريه بين الأجسام الحية وغير الحية , أي بمعنى التعرف على الفروق في حاله الثبات بين الإنسان وأي جسم أخر , فالإنسان قادر على تحريك أو أعاده تشكيل علاقة أجزاء الجسم بعضها ببعض للمحافظه على الثبات الدوراني عن طريق تغيير موضع خط الثقل بالنسبة لقاعدة الارتكاز أو تغيير قاعدة الارتكاز نفسها . وفى الانشطه التي يتم فيها رفع أثقال معينه فان الجسم سوف يتزن إذا مر خط جاذبيته خلال جزء من قاعدة الارتكاز . وقاعدة الارتكاز للجسم تحتاج ألي تحديد دقيق حتى نتفهم دورها في الاتزان . فهي ذلك الجزء أو المساحة من سطح الجسم التي تتصل بشكل مباشر بسطح الأرض أو سطح أي جسم أخر وينتج بينهما رد فعل لوزن الجسم , فحدود القدمين هي حدود قاعدة الارتكاز في حاله الوقوف أوضاع اتزان ناتجة عن قوى رأسيه دافعه , ويلاحظ أن مساحة قاعدة الارتكاز تتحدد بخطوط خارجية لمنطقه اتصال الجسم بأي أجسام أخري .
الاتزان الثابت والمتحرك والمعتدل :
وحاله الاتزان الدوراني لأي جسم يمكن تقسيمها ألي ثلاثة أشكال هي الاتزان الثابت وغير الثابت والمعتدل أو المستقر . وتلعب الخصائص الفيزيقية وطبيعة قاعدة الارتكاز الدور الرئيسي في تحديد حاله الجسم من حيث الاحتفاظ بالتوازن أوفقده.
فالجسم الذي يكون في حاله اتزان مستقر , يحتاج إلى مقدار كبير من الدفع الزاوي لاخلال اتزانه أو تغيير حالته عما هو الحال في الجسم المتزن اتزانا غير مستقر , ونظرا إلى عدم وجود ميل للسقوط بالنسبة للكره في حركتها على مستوى أفقي بطريقه أو بأخرى , فان حاله مركز ثقلها يمكن أن يطلق عليها حاله الاتزان المتعادل أو المستقر , حيث أن يستمر دائما عموديا على قاعدة ارتكاز الكره مهما تحركت على السطح , إما عند يميل السطح فان الكره سوف تسقط في اتجاه الميل لاسفل لان خط الجاذبية سوف يمر أمام قاعدة ارتكازها على السطح , فتتأثر الكره بعزم دوران تغيير في حاله اتزانها .
ويمكن التعبير عن هذه الحالات الثلاث في أوضاع كثيره يتخذها الجسم في أدائه للانشطه البدنية المختلفة , فدرجه الاتزان الدوراني للجسم لها خاصيه الاتجاه كما أنها تتأثر بأي عزوم خارجية , وخاصيته الاتجاه تعنى أن الجسم من الممكن أن يكون في حاله اتزان دوراني في اتجاه معين , وليس بالضرورة أن تكون مقامته للدوران في الاتجاه الأخر أيضا فإطار السيارة من الممكن أن يكون ثابت في الاتجاهين الأمامي أو الخلفي ولكنه غير ذلك بالنسبة لسقوطه على أحد الجانبين أي انه في حاله اتزان دوراني في اتجاه وان هذه الحالة غير ثابتة في الاتجاه الأخر
وفى الحالات التي تكون فيها الجاذبية الارضيه ورد فعل الأرض هي القوى الوحيدة المؤثرة في الجسم الثابت بحيث يحدث التوازن عندما يمر الخط عمل الجاذبية عموديا لاسفل بقاعدة الارتكاز . والأساس الميكانيكي لهذه الحالة وهو تعادل كل من الجاذبيه وعزم رد فعل الأرض المؤثرين فى الجسم .
أما الحالات التى تظهر فيها مؤثرات خارجيه غير الجاذبيه ورد الفعل فان التوازن سوف يختل جزئيا او كليا , وفقا لمقدار هذه المؤثرات واتجاهاتها ( عزم خارجى )
وفقدان الثبات الدورانى , لجسم له قاعده ارتكاذ كبيره يمكن ان يحدث فى ضوء موضع خط الثقل بالنسبه لحدود هذه القاعده . فاذا كان العزم الخارجى كافيا لكى يحدث كميه حركه دورانيه فى الصندوق وبحيث يتحرك مركذ ثقل الصندوق أعلى أو حافه قاعده الارتكاز , بحيث يمر خط الثقل قريب من هذه الحافه , والتى سوف تمثل فى هذه الحاله محور للدوران فان سقوط هذا الصندوق على أحد جانبيه سوف يحتاج الى دفع بسيطه .
ويوضح احد العدائين فى وضع البدايه , ويلاحظ ان خط الثقل يسبب دورانا فى اتجاه عقارب الساعه حول محور يمر باليدين , وان رد فعل الارض المتمثل فى القدمين على مكعب البدء , سوف يحدث دورانا فى اتجاه عكس عقارب الساعه حول نفس المحور , وكل من هذين العزمين يتعادلان فى حاله الثبات , ويكون الجسم فى حاله اتزان أما عندما يستعد ألاعب للانطلاق فانه يقوم بتحريك خط الثقل إماما ليمر بمحور الدوران المتمثل فى اليدين , وهنا يكون ألاعب فى حاله تسمح بان يدفع مكعب البدء بأقل قدر من القوه لى يبدأ فى الدوران عكس عقارب الساعه , أي فى الانطلاق عن طريق توالى الخطوات وفى نفس الوقت فان كسر الاتصال بين اليدين وسطح الارض سوف يؤدى الى تقليل مساحه القاعده الارتكاز بالشكل الذى يجعل من قوه الوزن اساسا لعزم يكون فى نفس اتجاه عزم رد فعل الرجلين .
وكلما انخفض مكان مركز ثقل الجسم زادت قدره الجسم على الثبات مع ثبات باقى المتغيرات الفرق بين ارتفاعين لمركز ثقل الجسم بالنسبه لقاعده الارتكاز .
مما سبق يتضح لنا ان دراسه الثبات فى حركات الجسم البشرى جب ان تتناول كافه المتغيرات الاستاتيكيه المرتبطه به حتى يحقق أهميته في الناحيه العمليه والتدريبيه .
الثبات الدورانى اثناء التعلق:
يمكن دراسه الثبات الدورانى فى التعليق , من خلال حساب القاعده الارتكاز التى تتمثل فى أماكن القبض فى اليدين والمسافه بينهم ( او المساحه بينهم ) عن طريق استخدام مفهوم العزوم وكميه الحركه الزاويه وخط الثقل بالنسبه لقاعده الارتكاز.
فالجسم فى حاله التعلق يتخذ الوضع الذى يجعل مركز ثقله يقع فى ابعد نقطه بالنسبه لقاعده الارتكاز بنتيجه لتأثير الجاذبيه الارضيه انه عند التعلق بيد واحده فان الجسم سوف يدور فى المستوى الرأسى تحت تأثير عزم الوزن حتى يصل الى وضع اكثر بعدا عن الوضع السابق , اى ان نقص مساحه قاعده الارتكاز ادى الى ذياده بعد مركز ثقل الجسم عن هذه القاعده وبالتالى قلل من اتزانه الثابت فى حاله التعلق فقط كما انه قلل من اتزانه الدورانى فى حاله الحركه
تحليل أداء التوازن :
يساعد الإلمام بالعوامل الميكانيكه والعلاقات التى تربطها فى دراسه التوازن وخاصه فى الاداءات التى يدخل فيها الاحتفاظ بالتوازن كشرط أساسي لنجاحها وهذه العوامل تتمثل فى :
- 1- وزن الجسم وكتلته .
- 2- نصف قطر قصور دوران الجسم حول النقطه او المحور الذى سوف يدور حوله أو يسقط .
- 3- ارتفاع مركز ثقل الجسم .
- 4- المسافه الافقيه لخط الثقل بالنسبه للمحور الذى سوف يدور حول الجسم (مساحه قاعده الارتكاز) .
- 5- قوى الاحتكاك .
- 6- الدفع الزاوى الذى يعمل على إخلال حاله الاتزان الدورانى
- 7- كميه الحركه الزاويه للجسم ككل ولاجزائه .
وسوف نتناول بعد ذلك التوازن الثابت والديناميكى (المتحرك) ودور كل من هذه العوامل الميكانيكيه فى عدد من الانشطه .
الاحتفاظ بالتوازن فى الاوضاع الثابته :
عندما يكون الجسم فى حاله توازن ثابت فان هذه الحاله يسهل تحليلها عما هو الحال عليه فى حاله الحركه حيث يستمر تغيير هذه العوامل بشكل متواصل أثناء حركته . لذا فانه يجب الاخذ فى الاعتبار بجميع أوضاع أجزاء الجسم
فبمجرد أن يصل الجسم الى وضع ثابت فان اختلال التوازن يأتى نتيجه لحركه اى جزء من أجزائه وان بقاء الجسم فى حاله الثبات تاتى نتيجه ان محصله العزوم المؤثره فيه تكون صفراً .
وبالنظر لوضع الوقوف العادى , فسوف نلاحظ ان هناك عمليات مستمره يقوم بها الجهاز العصبى العضلى لابقاء مركز ثقل الجسم داخل حدود قاعده الارتكاز وكلما قلت مساحه القاعده كالوقوف على الامشاط او على قدم وحده زادت هذه العمليات الحيويه بهدف الاحتفاظ بالتوازن .
فأثاره العضلات الماده عن طريق الضغط الناتج على باطن القدم يجعل هذه العضلات فى حاله عمل متناوب , ونظرا الى أن عمل هذه العضلات بهذا الاسلوب هو منع انقباض الطرف السفلى تحت تأثير القوه الناتجه عن وزن الجسم , فقد سميت هذه العضلات بالعضلات المضاده للجاذبيه , وعندما يميل الجسم للأمام فان الثقل سوف يتحرك فى اتجاه الحافه الاماميه لقاعده الارتكاز ( أطراف الإصبع ) وسوف يؤدى ذلك الى حدوث ضغط على هذه الأطراف , وفى نفس الوقت اطاله العضلات الباسطه للقدم ( القبض الاخمصى او الأمامي ) وعندما تطول هذه العضلات الى حد معين تستثار المستقبلات الحسيه لأحداث رد فعل منعكس يتمثل فى انقباض هذه العضلات لاعاده الجسم ( تدوير الجسم للخلف ) الى وضعه الأصلي . فيعود خط الثقل مره أخرى للخلف , ونظرا الى أن خط الثقل فى وضع الوقوف العادى يكون اقرب ما يكون لمفصل القدم , فان عوده مركز ثقل الجسم الى وضعه الطبيعى قد تكون بمقدار اكبر مما هو مطلوب .
فتطول العضلات القابضه للقدم مما يؤدى الى عوده انقباضها كرد فعل عكسى للحاله السابقه فتمنع جزءا من هذا المقدار الزائد فى حركه خط الثقل , وهكذا تستمر العضلات القابضه والباسطه لمفصل القدم فى تناوب العمل اثناء الوقوف للمحافظه على هذا الوضع . زقد اصطلح على تسميه هذه الحاله بالسيطره القواميه وهذه الحاله من السيطره تتأثر بالكثير من العوامل . فهى تزيد من حدتها عندما يحجب البصر او السمع أو الاثنان معاً . هذا بالاضافه الى ارتفاع حدتها عند الانتقال من وضع الرقود الى الوقوف مباشراً . كما تزيد حلات اصابه الاذن الوسطى , ومع زياده هذه الحاله تبدأ أجزاء أخرى من الجسم فى المشاركه فى هذه السيطره .
وفى معظم الانشطه التى تؤدى على سطح الارض يكون كل من وزن الجسم ورد فعل الأرض مصادر للقوى الطبيعيه المؤثره فى القوام ( حاله الوقوف العادى ) وهى تؤكد أن انزلاق الجسم أو إخلال توازنه يحتاج الى قدر كبير من من الدفع الدورانى للتغلب على قوى الاحتكاك بأحداث هذا الانزلاق , الا ان ميل سطح الارض سوف يؤدى الى تغير هذه العلاقه بين قوى الوزن ورد الفعل بشكل واضح حيث توضح الحالتان فى شكل ( ) الفرق بين مركبات القوى باختلاف درجه ميل سطح الارض , وسوف يؤدى الميل الى حدوث تغيير فى شكل القوى على النحو التالى :
- 1- تتناقص قوى الاحتكاك نتيجه لانخفاض قيمه قوى الوزن فى اتجاه الكعب .
- 2- مركبه وزن الجسم فى اتجاه الكعب سوف تزيد بشكل ملحوظ , فتصبح بذلك قوه اكبر فى اتجاه الانزلاق للامام . وعندما تتخطى قوه الاحتكاك الناتجه عن سطح الارض بفعل تحرك خط الثقل فى اتجاه ابعد عن الكعب سوف يبدأ الجسم فى الانزلاق.
اما اذا احتفظ الفرد بمركذ ثقله عموديا على قاعده الارتكاز فان الجسم سوف ينذلق فى اتجاه ميل السطح دون ان يدور , وعن طريق الميل للخلف ( فى اتجاه الكعب) فان ذلك سوف يؤدى الى انزلاق الرجل , ولكن مع دوران الجسم خلفا حيث ان خروج خط الثقل عن الحافه الكعب يعنى عدم وجود الضغط الكافى على هذه النقطه , وبالتالى تتناقص قوى الاحتكاك فتنزلق القدم اماما ويدورالجسم ليسقط خلفا
الاحتفاظ بالتوازن اثناء الحركه :
نظرا الى ان الجسم البشرى كغيره من الاجسام يتاثر بقوانين البيئه المحيطه به , ونظرا الى ان القدرات الخاصه لهذا الجسم من حيث انه سيسلك انماطا حركيه تختلف عما هو الحال بالنسبه للاجسام الاخرى .
فان الجسم البشرى قادر على تحريك اطرافه بحريه وبشل ارادى , وبالتالى فهو قادر على اعاده تشكيل كتله الجسم وتغيير موضوعها . والاكثر من ذلك فنحن قادرون على تغيير قاعده ارتكازنا من لحظه الىاخرى للتحكم فى توازن الجسامنا .
واى حركه مفاجئه او زياده فى سرعه اى جذء من اجزاء الجسم تحدث نتيجه لاى توترات خارجيه تسبب رد فعل عكسى يمنع اختلال التوازن وسوف نتناول فيما يلى انماط الاحتفاظ بالتوازن خلال الحركه .
الاحتفاظ بالتوازن اثناء بذل او استقبال قوه :
عندما تؤثر اى قوه فى جسم ما وليكن جذء من اجذاء الجسم البشرى فان رد فعل هذه القوه يؤخذ فى الاعتبار , فاذا كان رد الفعل بهدف سند الجسم ثم زال فجأه فان ذلك سوف يؤدى الى فقدان التوازن , وفى احدى الحالات المعروفه التى تفسر ما يحدث عندما نقوم بفتح باب ثقيل فى نفس الوقت يكون شخص اخر على الجانب الاخر من الباب يحاول فتحه فى نفس التوقيت , فيؤدى ذلك الى سقوط الشخص الذى يقوم بدفع الباب .
والقاعده العامه التى تحكم الاحتفاظ بالتوازن اثناء بذل او استقبال قوه افقيه هى ان قاعده ارتكاز الجسم يجب ان تذيد فى المستوى الافقى وفى اتجاه القوه المؤثره ( بذل او استقبال) ، وهذه القاعده تطبق فى جميع الحالات التى يكون فيها للقوه مركبه افقيه , فاذا كانت القوه تؤثر بشكل افقى فان كيفيه وضع الاقدام للاستعداد لدفع جسم ثقيل للامام تمثل اهميه كبيره فى ذلك , ومع وجود القدمين على خط واحد ( امامى خلفى ) فان الشخص يستطيع ان يتابع الحركه الناتجه عن الدفع بخطواط اماميه ممتتابعه , هذا بالاضافه الى امكانيه الفع فى الاتجاه المطلوب , اما عندما يحاول الشخص دفع جسم ما من الجه اليمنى فان وضع القدم الاماميه للخارج قليلا فى الاتجاه المضاد للدفع سوف يساعد على على الاحتفاظ بخط الثقل داخل حدود القاعده وتساعد على امكان الاحتفاظ بخط الثقل داخل حدود القاعده وتساعد على امكان الاحتفاظ بالتوازن بشكل افضل .
وعند رمى الكره او اى اداه , فان القدم الاماميه يجب ان تتحرك فى اتجاه حركه الجسم , لكى تؤدى الى ظهور قاعده ارتكاز جديده لمركز ثقل الجسم الذى يتحرك للامام اثناء الرمى والمتابعه , وفى حاله الاستقبال كاستقبال الكرات اواى ادوات اخرى فغالبا ما تكون هذه الادوات ذوات اوزان ليس لها تأثير فعلا فى اخلال التوازن , وعلى الرغم من ذلك فان خلق قاعده ارتكاز كبيره فى اتجاه يضاد فى حركه الكره او الاداه , سوف يساعد على سهوله الاستقبال وامتصاص حركه هذه الاداء دون اخلال التوازن .
اما اذا كان المطلوب هو الارسال فور استقبال الاداه كما هو الحال فى الاستلام والتمرير السريع فى كره السله , فان اختيار قاعده الارتكاز المناسبه , اى بمعنى وضع الاستعداد لاستقبال الكره او الاداه سوف يساهم الى حد كبير فى حريه اطراف الجسم فى تمرير الكره او الاداه فى الاتجاه المطلوب .
الاحتفاظ بالتوازن اثناء الشد او الدفع :
عند محاوله تحريك اجسام ثقيله على احد الاسطح فانه يمكن تقليل القوى المقاومه للحركه عن طريق الاحتكاك بدحرجه الجسم او تحميله على عجلات , اما عندما لا يصلح استخدام هذه الطريقه لاسباب ترتبط بالجسم المراد تحريكه , فان اتجاه القوه المستخدمه فى الدفع او الشد يمكن ان يحدد بشكل كبير مقدار مقاومه الاحتكاك , التى تمثل مصدر الصعوبه فى اتمام هذه المهمه
فكما سبق ان اشرنا , انه يمكن تحليل اى قوه الى مكوناتها الرأسيه والافقيه , وان ايا من المركبتين يزيد او يقلل على حساب المركبه الاخرى فى حدود قيمه القوه الاصليه , ونظرا الى ان قوى الاحتكاك تتناسب طرديا مع قوه الضغط بين الجسم وسطح الارض فان الاحتكاك يقاوم المكونه او المركبه الافقيه من الشد او الدفع , والذى قد يزيد او يقل فى ضوء هذه المركبه .
يوضح انه عندما نحاول دفع جسم للامام , ولاسفل , فان رد فعل الارض لهذه القوه سوف يؤدى الى فقدان الاحتكاك بين القدمين الاحتكاك بين القدمين وسطح الارض , وفى نفس الوقت يذيد من قوى الاحتكاك للجسم بسطح الارض , وبالتالى سهوله انزلاق القدمين دون ان يتحرك الجسم .
وعند محاوله تحريك الجسم عن طريق الشد , فان رد فعل الوزن الجسم لاسفل سوف يؤدى الى زياده مقدار احتكاك القدمين بسطح الارض , كلما زاد مقدار مركبه الشد الرأسيه , فى حين يقل احتكاك الجسم المراد شده فيسهل تحريكه .
استخدام حبل طويل فى سحب جسم لتقليل مقاومه الاحتكاك فى ضوء ما سبق شرحه , وكيف ان طول الحبل سوف يؤثر على تحديد مقدار الاحتكاك الناتج عند السحب بين الجسم وسطح الارض , وبمجرد ان يبدأالجسم فى الانزلاق تقل قوى الاحتكاك الاستاتيكى التى تكون فى اعلى قيمها فى اللحظه السابقه لبدء الانزلاق وتناقص مقدار الاحتكاك الاستاتيكى يعنى بزل قوه اقل فى الاحتفاظ بسرعه الجسم المتحرك , وبالاضافه الى ذلك , فان توافر القوه للاحتفاظ بهذه السرعه فى جسم يتحرك اصلا تقل كثيرا عما يجب ان تكون عليه لحظه بدء الحركه , ويبدو ذلك واضحا عند دفع سياره ثابته او استمرار دفعها بعد ان تبدأ الحركه . واعداد قاعده ارتكاز مناسبه ( تتخذ نفس اتجاه الحركه ) يمثل اهميه كبيره فى الاحتفاظ بتوازن الجسم وخاصه عندما نحاول تحريك جسم مابشكلمفاجئ ولكن من نقطه التأثير وخط عمل قوه الشد او الدفع اهميه كبيره فى الحركه النهائيه لاى جسم يراد تحريكه , حيث يوضح الشكل السابق انه عندما يكون وزن الجسم قليلا نسبيا فان تأثير هذا الوزن على سطح الارض سوف ينتج مقدار قليل من الاحتكاك . وبالتالى سوف يسهل سحب الجسم او دفعه , وان الخاصيه القصوريه للجسم هى المقاومه الوحيده , وهذه الحالات لا تحدث فى الحياه العمليه بنسبه كبيره الا اذا كان السطح الذى يتحرك عليه الجسم ( ثلج – زيت– شمع ) .
وبما ان الاحتكاك ضد قاعده الجسم المراد تحريكه , وكذلك الدفع او الشد المؤثر فيه سوف يمثلان عزما يسبب دورانا يحل محل الانزلاق , فان ذياده هذا المقدار من الاحتكاك او وجود اى عائق على السطح سوف يؤديان الى الميل الجسم للدوران اكثر من ميله للانزلاق , واذا تم الدفع او الشد من خلال نقطه تأثير منخفضه نسبيا فسوف يؤدى ذلك الى تقليل العذم الناتج عن هذه القوه , وبالتالى تقليل ميل الجسم للدوران وذياده ميله للانزلاق , التاثير على الجسم بقوه افقيه فى مستوى منخفض على جسم له مقدار كبير ن الاحتكاك بسطح الارض وكيفيه تأثير هذه القوه فى احداث الانزلاق اكثر من احداثها للدوران , وكذلك كيف يمكن ان تؤثر قوه اقل فى نقطه تأثير اعلى فتسبب دوران الجسم .
وكلما زاد ارتفاع نقطه تأثير القوه فان ذلك يعنى ذياده طول ذراع عزمها , وبالتالى زياده مقدار العزم الناتج عنها , اى بمعنى ان استخدام قوه ذات مقدار منخفض من الممكن ان يؤدى الى دوران الجسم عندما تؤثر هذه القوه فى مستوى عل من الجسم بحيث يذيد عزمها عن العزم الناتج عن وزن الجسم , وهذه القوه سوف لا تؤدى باى حال من الاحوال الى انزلاق الجسم ولكنها سوف تؤدى الى دورانه .
وفى رياضه المصارعه و الجودو وفنون القتال العسكرى يمثل كل من خط عمل القوه ونقطه تأثيرها بالنسبه لقاعده ارتكاز الخصم ومكان مركذ ثقل جسمه العوامل الاوليه فى اخلال توازنه وهو الهدف الاساسى لهذه الرياضات .
وفى الغالب يسهل تحريك الاجسام عن طريق تدويرها ( دحرجتها ) اسهل من انزلاقها وخاصه عندما يحدث ذلك على اسطح تسبب قوى احتكاك كبيره .
وللتحكم فى مسارات الاجسام المتحركه نتيجه للشد او الدفع فمن المفضل ان يكون تأثير القوه ون خلال نقطتى اتصال وعلى مسافه افقيه مناسبه بينهما , حيث يساعد ذلك فى التغلب على الاحتكاك غير المنتظم بين الجسم المتحرك وسطح الارض , والذى يؤثر على مقاومه انزلاق الجسم عن طريق تحكم فى مقادير القوى المبذوله على كلتا النقطتين .
الاحتفاظ بالتوازن اثناء الرفع والحمل :
عند رفع او حمل اى ثقل فانه يصبح جذء من كتله الجسم نفسه , وبالتالى سوف يشارك فى تغير موضع مركذ ثقل الجسم , وفى هذه الحاله لكى يحقق الجسم حاله التوازن فان اعاده تشكيل قاعده ارتكاز ذات مواصفات جديده يصبح امر ضرورى لمعادله انحراف خط الثقل عن القاعده السابقه باضافه هذا الثقل . وغالبا ما يحدث ان تتحرك بعض اجذاء الجسم فى اتجاهات تساعد على تحقيق ذلك , ويوضح التغيير الذى يحدث فى قاعده الارتكاز بناء على اضافه كتله جديده لكتله الجسم نتيجه للرفع او الحمل , اما فى فان الجسم يميل فى الاتجاه المضاد للثقل المضاف حتى يعاد موضع خط الثقل الى حالته الاصليه , وهذا الميل يحتاج الى قبض للخارج فى العمود الفقرى وعمل مجموعه عضلات حزام الكتف .
فان طريقه حمل ثقلين حتى و ان كانت كتله احداهما اكبر من الاخر الا ان الحمل بهذه الطريقه سوف يقلل كثيرا من الميل الذى يحدث فى العمود الفقرى وبالتالى الشد العضلى على الجانب المضاد فى حاله حمل ثقل واحد 0
وفى كثير من حالات رفع الاشياء تحدث اصابات اسفل العمد الفقري عندما يتم الرفع بطريقه الخطئه , ولكى يتم الرفع بطريقه صحيحه يجب اتباع مجموعه من الخطوات :-
- 1- اختبار الثقل لتحديد وزنه تقريبا والتأكد من امكانيه رفعه بدون مساعده خارجيه .
- 2- تحديد قاعده الارتكاز المناسبه اقرب ما يمكن للثقل مع تثبيت العمود الفقرى فى وضع مد كامل مع قبض الركبتين للوصول للثقل ع بقاء الجذع .
- 3- يرفع الثقل عن طريق قبض العضلات الباسطه للطرف السفلى انقباضا تدريجيا مع ضمان بقاء العضلات الماده للجذع فى حاله انقباض بالتطويل .
الاحتفاظ بالتوازن اثناء تغيير السرعه :
فى المهارات التى تتضمن البدء او التوقف او عكس الاتجاه او الجرى فى خط منحنى او الف على قاعده الارتكاز ضيقه يتطلب الامر تحقيق مستوى محدد من التوازن , وتحليل مثل هذه المهارات يعتمد على الكشف عن قدره اللعب فى التحكم فى كل من الاتزان الخطى والاتزان الدورانى خلال كل مرحله من مراحل الاداء , حيث ان يجب تحديد اهذاف كل مرحله لحظيه وان ميكانيكيا الجسم يجب ان يتم ضبطها بالشكل الذى يساعد فى تحقيق هذه الاهداف بدرجه عاليه من الفعاليه .
البدء والتوقف :
اذا كان الهدف من البدء هو اكساب الجسم سرعه عاليه فى اتجاه خطى عن طريق المد السريع فى مفاصل الطرف السفلى , فانه يجب وضع مركز ثقل الجسم على نفس خط تأثير قوى رد الفعل على القدمين , فاذا كان الهدف هو تحقيق تسارع فى الاتجاه الافقى , فان مركذ ثقل الجسم يجب ان يوضع على ادنى ارتفاع وابعد مسافه افقيه من نقطه تأثير الدفع. وهذه الحاله من التوازن فى اوضاع البدايه تستخدم فى مسابقات العاب القوى والسباحه , وفى مثل هذه الاوضاع يحتاج الجسم الى دفع زاوى محدود المقدار , لاخلال الاتزان عند البدايه , وللبدء السريع فان خط ثقل الجسم يكون اقرب ما يكون من الحافه الاماميه لقاعده الارتكاز فى اتجاه الحركه المطلوبه, حيث يؤدى الميل الى وجود خط الثقل اقرب ما يمكن من الحافه العكسيه لاتجاه الحركه من قاعده الارتكاز .
وبمجرد ان يتحرك الجسم فى اتجاه ما , فان كميه حركته ( الكتله ûالسرعه ) تصبح العامل الاساى فى الاحتفاظ بالتوازن , اذا كان الهدف هو تغيير السرعه او الاتجاه . وهذه الحقيقه تظهر بوضوح فى العديد من الانشطه كالمشى والجرى والانزلاق والهبوط فى العديد من المهارات الرياضيه .
واذا كان الهدف هو تغيير فى حاله حركه الجسم بتقليل سرعته للوقوف فان المركبه الخلفيه للاحتكاك تلعب دورا اساسيا فى تقليل سرعه الجسم حتى التوقف .
ولتقليل سرعه الرجل الحره عند اتصالها بسطح الارض فان وضع القدم للامام قدر الامكان سوف يؤدى الى تحقيق هدفين رئيسين , الاول يتمثل فى زياده مكونه او مركبه الاحتكاك فى اتجاه ايقاف الحركه , هذا بالاضافه الى ان وجود خط الثقل خلف نقطه اتصال القدم بسطح الارض سوف يؤدى الى دوران الجسم للخلف ولاسفل حول قاعده الارتكاز او المحور الذى تصنعه القدم مع سطح الارض . و الاحتكاك الناتج عن دفع القدم للارض سوف يحقق قوى المقاومه لكميه حركه الجسم للامام والتى تؤثر فى اتجاه دوران الجسم اماما حول نقطه اتصال القدم , وقد تستخدم عده خطوات قبل اللجوء لايقاف الجسم عن طريق احتكاك القدم .
كما إنـه فى حاله الهبوط فى الوثب الطويل مثلا , والتى يكون الجسم فيها فى حاله حركه خطيه وايضا حركه دورانيه , فان استمرار حركه الجسم فى كلا هذين الاتجاهين عند لحظه لمس القدم للارض تحتاج الى محاوله للاحتفاظ بالتوازن , فمسافه الوثب يمكن تحقيقها عن طريق استغلال هاتين الصورتين من كميه الحركه ( خطيه – دورانيه ) عن طريق وضع القدمين فى نقطه ابعد ما يكون للامام عن مسار مركذ ثقل الجسم , وذلك عن طريق قبض الجذع والركبتين للسماح لكميه حركه الجسم الخطيه , وكذلك كميه حركه الجسم الدورانيه بتحقيق عبور الجسم الدورانيه بتحقيق عبور الجسم لنقطه اتصاله فى اتجاه الحركه حتى لا يسقط الجسم
وعندما يحاول العداء تحويل الاتجاه أو الجرى فى الاتجاه المضاد , الجسم 180 درجه ميل الجسم للخلف يعتبر الخطوه الاولى لتحقيق ذلك , وذلك لايقاف حركه الجسم للامام ثم البدء فى اداء الميل ولكن للامام لاعاده اكتساب الجسم السرعه المطلوبه فى الاتجاه المضاد , والمقصود بميل الجسم هو وضع القدم الاماميه بالنسبه لخط الجاذبيه , ولكن يجب مراعاه ان زياده مد الرجل الحره للامام وميل الجسم بالنسبه لوضع القدم قد لا تؤدى الى تحقيق ايقاف حركه الجسم او تغيير الاتجاه , وقد يؤدى ذلك الى الانزلاق رجل فى اتجاه خطى مع نفس اتجاه كميه
ومبدأ التوازن المطلوب فى مثل هذه الحالات من زياده او تقليل سرعه الجسم يمكن صياغتها على النحو التالى لتحقيق الحد الاقصى من الثبات فى الحركه فانه يجب زياده مساحه قاعده الارتكاز فى اتجاه كميه الحركه وفى اتجاه الزياده او التقليل المطلوب لسرعه الجسم .
وكلما زادت كميه الحركه تطلب ذلك زياده مساحه قاعده الارتكاز فى هذا الاتجاه , وكلما زادت الحاجه او زياده الحاجه الى زياده او تقليل سرعه الجسم تطلب ذلك زياده مساحه القاعده فى نفس الاتجاه , وكلمه الاتجاه هذا يقصد بها الزياده او النقص .