عن الاكاديمية | مكتبة الاكاديمية | المجلات العلمية | الكتب العلمية | المنتدى الرياضي | الاعضاء | المؤسسات | للاتصال بنا | English

دراسة مقارنة لبعض المتغيرات البايوميكانيكية المؤثرة في حركة الذراعين

وعلاقتها بأنجاز سباحة 50 متر حرة (زحف على البطن) للرجال

اطروحة دكتوراه

 

احمد ثامر محسن

 

المشرف : أ. د سمير مسلط الهاشمي

كلية التربية الرياضية- جامعة بغداد

كانون الثاني  2008

Google  
 

مقدمة البحث وأهميته:

 
 

إن رياضة السباحة تحتل مكانة مرموقة بين سائر الرياضات الأخرى، وتعد السباحة الحرة(الزحف على البطن) من أهم أنواع السباحات الأولمبية الأربع، إذ تحتل المرتبة الأولى في المنهاج الأولمبي من حيث عدد فعالياتها لذلك بدأت الدول الاهتمام بهذا النوع من أنواع السباحة والذي تجسد بشكل واضح من خلال البحوث العلمية لهذا النوع من أنواع السباحة، ولقد أخذت بحوث البايوميكانيك نصيبا كبيرا من بين تلك البحوث من خلال البحث عن الوضع الأمثل وعن حقيقة ما يقوم به أبطال العالم لغرض الوصول بالأداء إلى المثالية. ولقد تجلت أهمية البحث في كونه يقارن سباحي العراق بالنموذج الأمثل لسباح عالمي في متغيرات بايوميكانيكية مؤثرة في مرحلتي السحب والتغطية لحركة الذراعين في السباحة الحرة(الزحف على البطن).

مشكلة البحث:

إن مرحلة الركود في الأرقام العراقية المسجلة في فعاليات السباحة الأولمبية المختلفة يمكن بحثها من خلال عدة اتجاهات أو من خلال العديد من العلوم الرياضية، ويرى الباحث إن للجانب الميكانيكي عظيم الأثر في تحديد جوانب بعض المشاكل التي يعاني منها سباحو العراق في عدم تطور أرقامهم خلال فترات طويلة من الزمن مما اظهر الحاجة إلى إيجاد مثل هذه الدراسة للتعرف على إسهام الاختلافات في النواحي الميكانيكية لحركة الذراعين بين السباحين العراقيين(سباحي الحرة للمسافات القصيرة) قياسا بالأداء الأمثل لبطل أولمبي وعالمي.

أهداف البحث: لقد هدف البحث إلى
1- التعرف على قيم بعض المتغيرات البايوميكانيكية المؤثرة في حركة الذراعين خلال مرحلتي(السحب والتغطية) في سباحة 50 متر حرة(زحف على البطن).
2- التعرف على نقاط الضعف والقوة في المتغيرات البايوميكانيكية قيد الدراسة لدى سباحي العراق من خلال مقارنتهم مع سباح عالمي.
3- التعرف على علاقة بعض المتغيرات البايوميكانيكية المؤثرة في حركة الذراعين خلال مرحلتي(السحب التغطية) بإنجاز سباحة 50 متر حرة(زحف على البطن)
 

فروض البحث: أما فرضا البحث فقد كانا
1- وجود اختلافات في قيم بعض المتغيرات البايوميكانيكية المؤثرة في حركة الذراعين خلال مرحلتي(السحب والتغطية) لسباحة 50 متر حرة(زحف على البطن) بين سباحي العراق والسباح العالمي.
2- وجود علاقة ارتباط بين بعض المتغيرات البايوميكانيكية المؤثرة في حركة الذراعين خلال مرحلتي(السحب والتغطية) والإنجاز في سباحة 50 متر حرة(زحف على البطن).

منهج البحث وإجراءاته الميدانية:

استخدم الباحث المنهج الوصفي بأسلوب دراسة العلاقات المتبادلة، وقد تكونت عينة البحث العمدية من(4) سباحين هم لاعبو المنتخب الوطني للسباحة الحرة(للمسافات القصيرة) بالإضافة إلى سباح عالمي واحد(اعتمده الباحث كنموذج). إما أدوات البحث فلقد استخدم الباحث التصوير الفيديوي ومن خلال خمس آلات تصوير فيديوية نوع(sony)، وضعت اثنتانمنهما على الجانب لتصور حركة السباح من الجانب من خلال منظرين(اسفل وفوق مستوى سطح الماء)، ووضعت اثنتان أمام السباح لتصور حركة السباح من الأمام من خلال منظرين(اسفل وفوق مستوى سطح الماء)، ووضعت آلة التصوير الخامسة على الجانب الأخر لحوض السباحة لتصور مسافة التجربة الرئيسة(15متر).
لقد تمت المقارنة بين سباحي العراق والسباح العالمي(النموذج) من خلال عدد من المتغيرات البايوميكانيكية المؤثرة في حركة الذراعين في السباحة الحرة(الزحف على البطن) والتي تم استخراجها من خلال استخدام عدد من برامج الحاسوب، ابرزها برنامج تحليل الحركات الرياضية ( Dartfish )

التصوير الفيديوي:
تم تصوير التجربة الرئيسة للبحث في الساعة الحادية عشرة صباحا من يوم السبت المصادف 26/5/2007 في مسبح كلية التربية الرياضية- جامعة بغداد، حيث تم تصوير مسافة (15متر) من المسافة الكلية لطول حوض السباحة البالغة(50 متر) بعد استبعاد المسافات آلاتية:
1- مسافة البداية (15متر) وهي المسافة التي حددها قانون اللعبة *.

2- مسافة تزايد السرعة (التعجيل الموجب) وهي مسافة(10متر) تبدأ من بعد المسافة الخاصة بالبداية **.

3- مسافة تناقص السرعة (التعجيل السالب) وهي مسافة(10متر) الأخيرة من طول حوض السباحة. أي إن المسافة التي سيتم تصويرها هي مسافة(15متر) الواقعة ما بين 25- 40 متر من طول حوض السباحة، ولقد تم التصوير من خلال استخدام خمسة آلات تصوير فيديوية وكما يلي:
* آلة التصوير رقم(1) توضع في الصندوق الزجاجي الأول وتحت مستوى سطح الماء بمسافة 30 سنتيمتر.
* آلة التصوير رقم(2) توضع في نفس الصندوق الزجاجي الأول وفوق مستوى سطح الماء بمسافة 30 سنتيمتر.
إن الصندوق الزجاجي الأول (والذي تم فيه وضع آلتي التصوير 1و2) كان على شكل نصف اسطوانة بارتفاع 70 سنتيمتر وتشكل قاعدته نصف دائرة بنصف قطر مقداره 18 سنتيمتر، إذ وضعت في قاعدته آلة التصوير رقم(1) بينما كانت آلة التصوير رقم (2) بارتفاع 60 سنتيمتر من قاعدته. والصورة رقم(1) توضح الصندوق الزجاجي الأول ومكان تثبيت آلتي التصوير(1و2).
إن الصندوق الزجاجي الأول تم وضعه داخل قفص حديدي(وبقياسات مقاربة جدا للصندوق الزجاجي) يرتكز على أربع عجلات، اثنتان جانبيتان على حائط حوض السباحة وتحت سطح الماء واثنان خارج حوض السباحة وعلى بعد 65 سنتيمتر من حافة حوض السباحة وكما هو موضح في الصورة رقم(2)

 

صورة (1)

توضح الصندوق الزجاجي الأول ومكان تثبيت آلتي التصوير(1و2)

 

حيث تم تحريك القفص الحديدي بشكل يسمح لآلتي التصوير(1و2) بالحركة مع حركة السباح لتكونان عموديتين على السباح في كل لحظة من لحظات أدائه للسباحة لمسافة التجربة الرئيسة(15متر)، إذ تم تصوير حركة الذراع من الجانب(اسفل وفوق مستوى سطح الماء).ان بعد التي التصوير(1و2) عن السباح كانت(3.75 متر) طوال مسافة تصوير التجربة الرئيسة.

 * آلة التصوير رقم(3) توضع داخل الصندوق الزجاجي الثاني وتحت مستوى سطح الماء بمسافة 30 سنتيمتر.

* آلة التصوير رقم(4) توضع في نفس الصندوق الزجاجي الثاني وفوق مستوى سطح الماء بمسافة 30 سنتيمتر.

إن الصندوق الزجاجي الثاني والذي تم فيه وضع آلتي التصوير(3و4) كان على شكل مكعب طوله 17 سنتيمتر وعرضه  15 سنتيمتر وبارتفاع 70 سنتيمتر، إذ تم وضع آلة التصوير رقم(3) في قاعدته بينما كانت آلة التصوير رقم(4) بارتفاع 60 سنتيمتر عن قاعدة الصندوق الزجاجي الثاني.وكما هو موضح في الصورة رقم(3)

 

صورة (2)

توضح كيفية تحريك آلتي التصوير(1و2) وهما داخل القفص الزجاجي الأول وهو مثبت داخل القفص الحديدي الأول

 

صورة (3)
توضح الصندوق الزجاجي الثاني ومكان تثبيت آلتي التصوير(3و4)


ان الصندوق الزجاجي الثاني تم وضعه داخل قفص حديدي(وبقياسات مقاربة جدا للصندوق الزجاجي) ومن ثم تم تثبيت هذا القفص الحديدي بحامل حديدي متحرك طوله(2متر) من خلال أنبوب حديدي طوله(2متر)، إذ سمح هذا الإجراء بسحب القفص الحديدي بالكامل واخراجه من المجال الذي يسبح فيه السباح، ولقد تم وضع الصندوق الزجاجي الثاني والذي يحوي في داخله على آلتي التصوير(3و4) في نهاية مسافة الـ (15متر) التي تم تصويرها(والتي تشكل مسافة التجربة الرئيسة)، أي قبل نهاية حوض السباحة بمسافة 10 امتار بشكل مواجه للسباح ليتم من خلاله تصوير حركة الذراعين من الأمام(اسفل وفوق مستوى سطح الماء) وكما في الصورة رقم(4) والتي توضح الصندوق الزجاجي الثاني وهو مثبت داخل القفص الحديدي الثاني وكيفية تثبيته على الحامل الحديدي المتحرك وكذلك مكان وجوده بالنسبة لحوض السباحة.

 


صورة (4)

 توضح الصندوق الزجاجي الثاني وهو داخل القفص الحديدي الثاني وكيفية تحريكه

  

* آلة التصوير رقم(5) تم تثبيتها على حامل ثلاثي ووضعت على الجهة الأخرى من حوض السباحة وعلى ارتفاع(45سنتيمتر) فوق مستوى سطح الماء وعلى بعد(22متر) من المجال الذي يسبح فيه السباح، وتم من خلالها تصوير مسافة التجربة الرئيسة(15متر) بصورة كاملة، والشكل رقم(13) يوضح إجراءات التصوير للتجربة الرئيسية من حيث المسافة التي تم تصويرها وكذلك أماكن وضع آلات التصوير الخمسة.

شكل يوضح إجراءات التصوير للتجربة الرئيسة من حيث المسافة التي تم تصويرها

وأماكن وضع آلات التصوير الخمس في حوض السباحة


- التحليل البايوميكانيكي باستخدام برامجيات الحاسوب:
قام الباحث بالتحليل البايوميكانيكي(استخراج متغيرات البحث) من خلال استخدام عدد من برامجيات الحاسوب وكالآتي :
أولا- تم تحويل الفيلم المأخوذ من آلة التصوير إلى جهاز الحاسوب من خلال برنامج (Movie Mill)، الصورة رقم(5) توضح واجهة البرنامج المستخدم.
ثانيا- قام الباحث بتقطيع الفيلم المنقول إلى جهاز الحاسوب إلى عدد من المقاطع، إذ تم وضع(folder) لكل سباح يحتوي على عدد من الملفات(files) وذلك باستخدام برنامج (VCD cutter)، والصورة رقم(6) توضح واجهة البرنامج المستخدم.
 

صورة (5) توضح واجهة برنامج Movie Mill

صورة (6) توضح واجهة برنامج VCD cutter
 

ثالثا- مـن خلال بـرنامج (Adobe premiere) قـام البـاحث بتحويل كـل مقطع من مقاطع الفيلم ولكل سباح إلى عدد من الصور، إذ تم تجهيز واعداد البرنامج لكي تتم عملية التقطيع بواقع (25صورة/ ثا)، والصورة رقم(7) توضح واجهة البرنامج المستخدم.

صورة (7) توضح واجهة لبرنامج (Adobe Premire)

 

رابعا- إن الخطوة الأهم في عملية التحليل باستخدام برامجيات الحاسوب تتمثل باستخراج المتغيرات البايوميكانيكية قيد الدراسة والتي قام بها الباحث من خلال استخدام البرنامج الشـهير (Dartfish)، اذ سهل هذا البرنامج الكثير من الاجراءات التي كانت متبعة سابقا في استخراج المتغيرات الميكانيكية باستخدام برامج اخرى مثل برنامج (Auto cad). ان هـذا البرنامج يمـكن الشخص الذي يقوم بالتحليل بأستخراج المتغيرات الميكانيكية بصورة مباشرة من الفيلم الماخوذ اضافة الى امكانية عمل هذا البرنامج مع منصة قياس القوة، كما ان هذا البرنامج يدعم خاصية المقارنة بين رياضين اثنين بوقت متزامن ةغالبا ماتستخدم هذه الخاصية عندما تكون هناك مقارنة مع نموذج. والصورة رقم(8) توضح واجهة البرنامج المستخدم.

صورة (8) توضح واجهة لبرنامج Dartfish

- متغيرات البحث(البايوميكانيكية) المستخرجة:
قام الباحث باستخراج المتغيرات البايوميكانيكية آلاتية لسباحي العراق والسباح العالمي (النموذج) :
1- الزمن الكلي لمسافة السباق (50متر)
2- زمن المسافة المحددة لدراسة متغيرات البحث(15متر)
3- معدل سرعة السباح خلال المسافة المحددة لدراسة متغيرات البحث(15متر)
4- معدل طول الضربة
5- معدل تكرار الضربة
6- مؤشر الفعالية ( مؤشر الفعالية = معدل السرعةمعدل طول الضربة)
7- زمن الضربة الواحدة
8- زمن مرحلة السحب
9- زمن مرحلة التغطية
10- مرحلة دخول الذراع للماء(Entry)
أ‌- زمن مرحلة الدخول
ب‌- زاوية دخول اليد للماء
ج- زاوية المرفق لحظة دخول اليد للماء
د- زاوية ميل الكف للخارج لحظة دخول اليد للماء
هـ- وضع الذراع الأخرى لحظة دخول اليد للماء
11- مرحلة المسك (Catch)
أ‌- زمن مرحلة المسك
ب‌- زاوية(المرفق- الرسغ- ميل الجذع) في بداية ونهاية مرحلة المسك
12- مرحة السحب للأسفل(down sweep)
أ‌- زمن مرحلة السحب للأسفل
ب‌- زاوية(المرفق- الرسغ- ميل الجذع) في بداية ونهاية مرحلة السحب للأسفل
ج- زاوية الهجوم خلال مرحلة السحب للأسفل
د- السرعة الزاوية لليد خلال مرحلة السحب للأسفل
هـ- الطاقة الحركية الزاوية للذراع خلال مرحلة السحب للأسفل
13- مرحلة السحب مع الماء(in sweep)
أ‌- زمن مرحلة السحب مع الماء
ب‌- زاوية(المرفق- الرسغ- ميل الجذع) في بداية ونهاية مرحلة السحب مع الماء
ج- زاوية الهجوم خلال مرحلة السحب مع الماء
د- السرعة الزاوية لليد خلال مرحلة السحب مع الماء
هـ- الطاقة الحركية الزاوية للذراع خلال مرحلة السحب مع الماء
و- بعد اليد عن الخط العمودي النازل من المحور الطولي للجسم في اللحظة التي تصل فيها زاوية انثناء المرفق 90 درجة خلال مرحلة السحب مع الماء
14- مرحلة السحب للأعلى(up sweep)
أ‌- زمن مرحلة السحب للأعلى
ب‌- زاوية(المرفق- الرسغ- ميل الجذع) في بداية ونهاية مرحلة السحب للأعلى
ج- زاوية الهجوم خلال مرحلة السحب للأعلى
د- السرعة الزاوية لليد خلال مرحلة السحب للأعلى
هـ- الطاقة الحركية الزاوية للذراع خلال مرحلة السحب للأعلى
15- مرحلة التغطية
أ‌- زمن مرحلة التغطية
ب‌- زاوية خروج اليد من الماء
ج- زاوية المرفق لحظة خروج اليد من الماء
د- زاوية المرفق في لحظة عبور اليد للمرفق خلال المرجحة
هـ- السرعة الزاوية لليد خلال مرحلة التغطية
وـ- زاوية العضد مع الخط العمودي المرسوم من الكتف لحظة عبور اليد للمرفق

أهم الاستنتاجات والتوصيات التي توصل إليها الباحث :
لقد توصل البحث الى عدد من الاستنتاجات منها :
1- ان الفارق في زمن المسافة الكلية للسباق 50 متر(الانجاز) لم يكن سببه الفرق في زمني البداية والنهاية ولكن ايضا في الزمن المستغرق لاداء حركات السباحة، اذ كان الفارق بين السباح العالمي وافضل السباحين العراقيين(2.76 ثانية)
2- ان الفارق في معدل سرعة السباحة بين السباح العامي والسباحين العراقيين يمكن ارجاع سببه الى الفارق الكبير في معدل طول الضربة، اذ تفوق السباح العالمي على افضل السباحين العراقيين بحدود(1 متر لكل ضربة) بينما كان معدل تكرار الضربة للسباح العالمي اقل من جميع السباحين العراقيين.
3- لقد ظهرت زيادة في زمن الضربة الواحدة للسباح العالمي مقارنة بالسباحين العراقيين وكان سبب هذه الزيادة في زمن الضربة الواحدة هو الزيادة في زمن مرحلة السحب للسباح العامي مقارنة بالسباحين العراقيين.
4- لقد كان للعديد من المتغيرات البايوميكانيكية قيد الدراسة الاثر الكبير في تحديد مثالية الضربة من خلال مقارنتها بالنموذج الامثل لسباح عالمي.

وعلى ضوء الاستنتاجات اوصى الباحث بعدد من التوصيات منها:
1- ضرورة الاهتمام بزيادة طول الضربة لدى السباحين العراقيين لانها كانت العامل الحاسم في تحقيق معدل سرعة عال وبالتالي زمن اقل(انجاز اعلى).
2- ضرورة التاكيد على اداء مرحلة السحب بمدى حركي واسع(زمن امثل) لتحقيق اعظم مقدار من القوة الدافعة للامام.
3- العمل على تقليل زمن مرحلة التغطية الى اقل مقدار ممكن، حيث سيعمل ذلك على زيادة معدل تكرار الضربة.
4- ان تحقيق النقاط السابقة يأتى من خلال الاداء الفني لضربة الذراع وفق الاسس والمعايير البايوميكانيكية والتي يمكن الاستدلال عليها من خلال مقارنتها بالنموذج العالمي الذي اعتمده الباحث كاساس للمقارنة.
5- ضرورة الاعتماد على القياسات الجسمية ذات العلاقة بالمؤشرات الميكانيكية مثل(طول الجسم وطول الذراع) عن انتقاء السباحين لاهمية هذه القياسات في تحقيق مميزات ميكانيكية (طول الضربة) وبالتالي تأثيرها في تحقيق الانجاز.
6- اوصى الباحث بضرورة اجراء بحوث مشابهة يتم من خلالها استخدام تقنية التصوير الفديوي (تحت الماء) على فعاليات السباحة الاخرى.
7- اوصى الباحث جميع العاملين او المختصين في مجال البايوميكانيك ان تكون لديهم خلفية واسعة لاجراءات التصوير اضافة الى معرفة استخدام البرامج المعدة اساسا للتحليل البايوميكانيكي مثل برنامج(DARTFISH).

__________________________

* المادة 5-3 من القانون الدولي للسباحة والتي تنص على "جزء من جسم السباح يجب إن يشق سطح الماء خلال السباق ماعدا المسموح به للسباح بالغطس تماما خلال البداية والدوران ولمسافة لا تزيد عن 15متر، عند هذه النقطة يجب إن يشق راس السباح سطح الماء ".

** إن مسافة تزايد السرعة وكذلك مسافة تناقص السرعة تم تحديدها لعينة البحث من سباحي العراق بعد اجراء تجربة استطلاعية أولية عليهم لغرض حساب زمن كل (5 متر) من المسافة الكلية للسباق (50 متر) وبالتالي تحديد مسافة السرعة القصوى (15 متر).

 

عن الاكاديمية | مكتبة الاكاديمية | المجلات العلمية | الكتب العلمية | المنتدى الرياضي | الاعضاء | المؤسسات | للاتصال بنا | English