1 Autoreferat 1. Imię i Nazwisko: Bogdan Pietraszewski 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/ artystyczne – z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej. 1987r.- magister wychowania fizycznego, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu 1996r.-stopień naukowy doktora nauk o kulturze fizycznej uzyskany na Wydziale Wychowania Fizycznego, Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu. Tytuł rozprawy doktorskiej: ”Charakterystyka sił i obciążeń układu ruchu człowieka w biegu sprinterskim” Promotor prof. dr hab. Tadeusz Bober 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/ artystycznych. 1986 - Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki - asystent stażysta (na czwartym rok studiów) 1987 – 1996 Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki - asystent 1997 - 2012 Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki - adiunkt- Od 2012- nadal Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki - starszy wykładowca Od 2004- nadal Kierownik Pracowni Analiz Biomechanicznych (pracownia certyfikowana- ISO 9001Ś2009), Katedra Biomechaniki, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu Od 2000 – 2006 Karkonoska Państwowa Szkoła Wyższa w Jeleniej Górze – profesor Od 2006- nadal Karkonoska Państwowa Szkoła Wyższa w Jeleniej Górze - docent
26
Embed
Autoreferat 1. Imię i Nazwisko: Bogdan Pietraszewski 2. Posiadane ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Autoreferat
1. Imię i Nazwisko: Bogdan Pietraszewski
2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/ artystyczne – z podaniem nazwy,
miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej.
1987r.- magister wychowania fizycznego, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu
1996r.-stopień naukowy doktora nauk o kulturze fizycznej uzyskany na Wydziale
Wychowania Fizycznego, Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu.
Tytuł rozprawy doktorskiej: ”Charakterystyka sił i obciążeń układu ruchu człowieka w biegu
sprinterskim”
Promotor prof. dr hab. Tadeusz Bober
3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/
artystycznych.
1986 - Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki- asystent
stażysta (na czwartym rok studiów)
1987 – 1996 Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki-
asystent
1997 - 2012 Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki -
adiunkt-
Od 2012- nadal Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Katedra Biomechaniki -
starszy wykładowca
Od 2004- nadal Kierownik Pracowni Analiz Biomechanicznych (pracownia certyfikowana-
ISO 9001Ś2009), Katedra Biomechaniki, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu
Od 2000 – 2006 Karkonoska Państwowa Szkoła Wyższa w Jeleniej Górze – profesor
Od 2006- nadal Karkonoska Państwowa Szkoła Wyższa w Jeleniej Górze - docent
2
4.Wskazanie osiągnięcia* wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca
2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w
zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.):
a) tytuł osiągnięcia naukowego/artystycznego,
Osiągnięcie naukowe przedstawione jako jednotematyczny cykl czterech prac naukowych
opublikowanych w czasopismach naukowych z Impact Factor po uzyskaniu stopnia
naukowego doktora nauk o kulturze fizycznej, pod wspólnym tytułem
„Biomechaniczna ocena mocy układu ruchu człowieka na przykładzie skoków
pionowych”
b) (autor/autorzy, tytuł/tytuły publikacji, rok wydania, nazwa wydawnictwa),
Pietraszewski B. i Rutkowska-Kucharska A.
Relative power of the lower limbs in drop jump. Acta of Bioengineering and
Biomechanics 2011; vol.13; nr 1; s.13-18.
(IF = 0,449; CI = 12,080; MNiSW = 15 pkt.)
*Wkład habilitanta 95% - przygotowanie projektu badawczego, zbieranie danych, analiza
statystyczna, interpretacja danych, przygotowanie manuskryptu, korekta pracy przed
oddaniem do druku.
Pietraszewski B. i Struzik A.
Evaluation of selected biomechanical parameters in female team sports players.
Acta of Bioengineering and Biomechanics 2013; vol.15; nr 4; s.103-108.
(IF = 0,979; CI = 12,080; MNiSW = 15 pkt.)
*Wkład habilitanta 90% - przygotowanie projektu badawczego, opracowanie
pi miennictwa, zbieranie danych, analiza statystyczna, interpretacja danych, przygotowanie
manuskryptu, korekta pracy przed oddaniem do druku.
3
Struzik A., Pietraszewski B. i Zawadzki J.
Biomechanical analysis of the jump shot in basketball. Journal of Human Kinetics 2014;
vol.42; s.73-79.
(IF = 1,029; CI = 11,360; MNiSW = 15 pkt.)
*Wkład habilitanta 80% - przygotowanie projektu badawczego, opracowanie
pi miennictwa, zbieranie danych, analiza statystyczna, interpretacja danych, przygotowanie
manuskryptu.
Pietraszewski B., Siemieński A., Bober T., Struzik A., Rutkowska-Kucharska A., Nosal J.,
Rokita A. Lower extremity power in female soccer athletes: a pre-season and in-season
comparison. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 2015; vol. 17; nr 3; s.129-135.
(IF = 0,894; CI = 12,080; MNiSW = 15 pkt.)
*Wkład habilitanta 70% - przygotowanie projektu badawczego, opracowanie
pi miennictwa, zbieranie danych, analiza statystyczna, interpretacja danych, przygotowanie
manuskryptu, korekta pracy przed oddaniem do druku.
* do wniosku o wszczęcie postępowania habilitacyjnego dołączono o wiadczenia wszystkich
współautorów wymienionych wyżej prac i okre leniem indywidualnego wkładu każdego z
nich w jej powstanie.
Bibliometryczne podsumowanie osiągnięcia naukowego w postaci jednotematycznego cyklu
publikacji: IF = 3,351; CI = 47,6 ; MNiSW = 60 pkt.
c) omówienie celu naukowego prac i osiągniętych
wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania
Wprowadzenie do tematyki podjętej w cyklu czterech prac naukowych pod wspólnym
tytułem „Biomechaniczna ocena mocy układu ruchu człowieka na przykładzie skoków
pionowych”
Biomechanika jako nauka mająca zastosowanie w wychowaniu fizycznym, sporcie,
fizjoterapii, ergonomii i medycynie dysponuje obecnie nowoczesnymi urządzeniami i
metodami pomiarowymi pozwalającymi na ilo ciową ocenę własno ci układu ruchu
człowieka.
Specjalistyczna aparatura pomiarowa stosowana w badaniach biomechanicznych
pozwala ocenić zarówno bierny jak i czynny układ ruchu ciała człowieka. Stosowane są tutaj
4
pomiary parametrów kinematycznych i dynamicznych człowieka pozwalające na szacowanie
pracy mechanicznej, energii i mocy. Mię nie szkieletowe w układzie ruchu człowieka
spełniają rolę siłowników, które służą do napędu biernego układu ruchu. Jest to możliwe
dzięki zdolno ci mię ni do aktywnej zmiany ich długo ci w wyniku ich pobudzenia
(depolaryzacji błony komórkowej) i jednoczesnego generowania siły mię niowej.
Hill w 1938 roku sformułował równanie opisujące zależno ć rozwijanej siły mię niowej
od prędko ci skracania mię nia. Należy jednak pamiętać, że badania te dotyczyły mię nia
wyizolowanego. Z uwagi na budowę anatomiczną człowieka w badaniach zmierzających do
poznania własno ci biomechanicznych układu ruchu człowieka, przedmiotem pomiarów są
pojedyncze grupy mię niowe lub całe łańcuchy kinematyczne.
Identyfikacja charakterystyk mocy w funkcji obciążenia realizowanej podczas ruchów
kompleksowych (biegi, skoki, rzuty) ma szczególne znaczenie w sporcie. Moc definiowana
jest jako stosunek pracy do czasu w jakim została ona wykonana. Z uwagi na to, że kierunek
siły mię niowej i kierunek zmiany długo ci mię nia (przemieszczenia) pokrywają się, moc
jest iloczynem siły i prędko ci skracania się mię nia. W pomiarach laboratoryjnych mocy
redniej lub maksymalnej stosowane są najczę ciej takie urządzenia, które mogą być
również urządzeniami treningowymi: cykloergometry, ergometry wio larskie, trenażery typu
równia pochyła lub wahadło fizyczne oraz platformy dynamometryczne. Stosowane są
również pomiary mocy w warunkach izokinetycznych, lecz tego typu badania dotyczą
wybranych stawów, a nie całych łańcuchów biokinematycznych. Pomiary mocy powinny być
głównym elementem oceny procesu treningowego dla większo ci dyscyplin sportowych, gdyż
moc odgrywa kluczową rolę w osiąganiu sukcesów sportowych (Zatsiorsky 1995, Trzaskoma
i Trzaskoma 1999, Siff 2000, McClymont 2003, Bober i in. 2007).
Z uwagi na to moje zainteresowania badawcze skoncentrowały się na identyfikacji
mocy generowanej przez układ ruchu człowieka w funkcji obciążenia w skokach pionowych.
Jest to szczególnie istotne w kontek cie zapobiegania przeciążeniom, których efektem mogą
być urazy i kontuzje. Dotychczasowe metody oceny mocy najczę ciej opierały się na
analizach warto ci rednich lub maksymalnych. Takie podej cie badawcze nie pozwala na
pełną ocenę wpływu obciążeń na moc generowaną przez układ ruchu człowieka.
Poszukiwałem więc innych rozwiązań, które pozwoliłyby na zindywidualizowanie ocen
dotyczących wpływu obciążeń zewnętrznych na generowaną moc. Efektem tych poszukiwań
było autorskie opracowanie i zastosowanie jednostkowej mocy użytecznej dla skoków DJ,
zmodyfikowanego wskaźnika RSI oraz względnej mocy mechanicznej, które przedstawia
5
cykl prezentowanych czterech prac pod wspólnym tytułem „Biomechaniczna ocena mocy
układu ruchu człowieka na przykładzie skoków pionowych”.
Jedną z metod treningowych mocy kończyn dolnych jest trening plyometryczny
bazujący na ćwiczeniach podczas których wykorzystuje się energię sprężysto ci, gdy
mięsień zmienia czynno ć z ekscentrycznej na koncentryczną w cyklu rozciągnięcie-skurcz
(Lees i Graham-Smith 1996). Pozytywny wpływ wstępnego rozciągnięcia mię nia na
czynno ć w fazie koncentrycznej w biegu, skokach i chodzie stwierdziło wielu autorów
(Prilutsky 2000, Siff 2000, Bober i in. 2007, McClymont 2003). Typowym ćwiczeniem
plyometrycznym kończyn dolnych są skoki, a wykorzystanie energii sprężysto ci ocenia się
porównując parametry skoku CMJ (skok w górę z miejsca) i DJ (skok w górę poprzedzony
zeskokiem z podwyższenia)( Komi 2003). Zakres rozciągnięcia mię nia zależy od wysoko ci
podwyższenia, z którego wykonuje się zeskok. Czas trwania fazy rozciągnięcie-skurcz to czas
od rozpoczęcia lądowania po zeskoku do rozpoczęcia fazy odbicia.
Zainteresowanie badaczy treningiem plyometrycznym wynika z przekonania o
skuteczno ci tej metody zwiększania siły i mocy zawodnika (Radcliffe 1999). Dotyczy to
tych dyscyplin sportu, w których dochodzi do dużych obciążeń układu ruchu w fazie odbicia,
czy też lądowania. Obliczając warto ć względną siły reakcji podłoża podczas odbicia czy
lądowania w wielu dyscyplinach sportu stwierdzono, że warto ci te przekraczają wielokrotnie
ciężar ciała zawodnika (BW). W skokach do wody, podczas odbicia z platformy, składowe
pionowe siły reakcji podłoża w zależno ci od rodzaju skoku stanowią wielokrotno ć ciężaru
ciała (Miller 2000). Dla skoczków narciarskich warto ci siły względnej podczas odbicia, w
zależno ci od długo ci skoku wynoszą od 15 do 23 BW (Komi i Virmavirta 2000). Trening
mocy jest również ważny w dyscyplinach sportu, których specyfika polega na wielokrotnym
wykonywaniu odbić. Charakteryzują się one dużą warto cią siły reakcji podczas odbicia i
krótkim czasem kontaktu z podłożem podczas lądowania, po którym następuje kolejne
odbicie (skoki na cieżce, ćwiczenia wolne w gimnastyce sportowej, trójskok, zespołowe gry
sportowe ). W treningu siły i mocy należy uwzględnić również strategię lądowania i odbicia
charakterystyczną dla danej techniki odbicia i lądowania ( McNitt-Gray 2000, Bober i in.
2007).
Należy jednak mieć wiadomo ć, że pomimo swojej skuteczno ci trening
plyometryczny może doprowadzić do uszkodzenia mię ni (Jamuras 2000), zwłaszcza gdy
obciążenie w fazie ekscentrycznej jest dobrane niewła ciwie (Gleeson i in. 2003, Bowers i in.
2004, Derrik i Mercer 2004). W literaturze podkre la się, że ta forma treningu jest wskazana
jedynie dla zawodników dorosłych, których układ ruchu zaadaptowany jest do dużych
6
obciążeń (Radcliffe 1999), przy czym parametry treningu (wysoko ć zeskoku) należy
dobierać indywidualnie dla każdego zawodnika. Kotzamanidis (2006) stwierdza, że można
stosować ćwiczenia plyometryczne o niskiej intensywno ci w treningu dzieci, z tym, że
trening ten musi być poprzedzony ćwiczeniami koordynacyjnymi, rozciągającymi i
treningiem siły.
Prowadzone eksperymenty mają najczę ciej charakter badań podstawowych i dotyczą
efektywno ci przej cia mię nia z czynno ci ekscentrycznej do koncentrycznej na podstawie
analizy czasu (Siff 2000), czy też poszukiwania zależno ci siła-prędko ć w eksperymentach,
w których zmienia się obciążenie zewnętrzne (Moritani 2003). W pracach dotyczących
treningu plyometrycznego analizy sił reakcji podłoża sprowadzały się do interpretacji tych
zapisów i ich analiz pod kątem czasu trwania fazy kontaktu z podłożem po wykonaniu
zeskoku z zadanej wysoko ci. Wyznaczano również czas trwania fazy lotu, na podstawie
którego szacowano wysoko ć skoku (Batronietz 2000, Siff 2000, Bober i in. 2002 i 2006,
McClymont 2003). Niewiele jest natomiast prac, w których analizuje się związki pomiędzy
generowaną mocą a obciążeniem. Problem ten jest niezwykle ważny z punktu widzenia
praktyki trenerskiej.
Dlatego celem pierwszej pracy pt. „Moc względna w skokach typu drop jump” z
prezentowanego cyklu czterech prac była szczegółowa analiza mocy rozwijanej przez
kończyny dolne w fazie odbicia w skokach typu DJ (drop jump). Szczególną uwagę zwrócono
na poszukiwanie związku moc-obciążenie, którego miarą jest wysoko ć zeskoku, po którym
następuje odbicie. Uzyskane wyniki badań pozwolą na precyzyjny dobór indywidualnych
obciążeń w treningu plyometrycznym kończyn dolnych, co powinno wpłynąć na
minimalizację ryzyka kontuzji i optymalizację tego rodzaju treningu.
W eksperymencie przeprowadzonym dla potrzeb niniejszej pracy uczestniczyło 17 osób.
Grupę badawczą stanowili studenci 3-go roku AWF we Wrocławiu trenującyŚ piłkę nożną,
piłkę siatkową i piłkę koszykową, skok wzwyż, lekkoatletykę, pływanie oraz szermierkę.
Staż zawodniczy badanych osób wynosił od 4 do 15 lat, redni wiek wynosił 23,5 lat (± 1,12).
Do badań zastosowano platformę piezoelektryczną firmy Kistler, wzmacniacz,
przetwornik A/D i komputer PC z oprogramowaniem BioWare firmy Kistler oraz kamerę
cyfrową z oprogramowaniem SIMI. Programy obsługujące systemy pomiarowe zapewniały
synchroniczny pomiar sił reakcji podłoża i filmową rejestrację przebiegu ruchu badanych
osób. Program badań obejmowałŚ skok z miejsca (CMJ) oraz skoki pionowe w górę po
zeskoku z okre lonej wysoko ci (DJ). Badani wykonywali zeskoki na platformę z podestów o
wysoko ci: 0,15m, 0,3m, 0,45m i 0,6m. Każdy skok wykonywano dwukrotnie, kolejno ć
7
doboru wysoko ci podestów dobierano losowo, uniknięto w ten sposób wpływu zmęczenia na
uzyskane wyniki w poszczególnych próbach.
Każdy skok filmowano z częstotliwo cią 50 klatek na sekundę a markery umieszczone
na ciele badanych osób pozwalały okre lić chwilowe zmiany kątów dla stawu kolanowego,
co z jednoczesną rejestracją pionowej siły reakcji podłoża (częstotliwo ć próbkowania 500
Hz) umożliwiło wyznaczenie czasu kontaktu ( kt ), czasu amortyzacji( at ) i czasu odbicia ( ot ).
W oparciu o te pomiary wyznaczono wysoko ci poszczególnych skoków z popędu siły
(popęd wyznaczono metodą całkowania przebiegu )(tmgFr ) dla faz odbicia a następnie
korzystając z twierdzenia o popędzie siły i zmianie pędu obliczono prędko ć końcową odbicia
m
pvo
,
gdzie: p -przyrost pędu, m-masa badanego
Wyliczona prędko ć pozwala natomiast wyznaczyć wysoko ć skoku (hs) traktując ten
rodzaj ruchu jako rzut pionowy:
g
vh o
s2
2
,
gdzie: vo - prędko ć początkowa fazy lotu, g - przyspieszenie ziemskie.
Wyznaczona wysoko ć skoku pozwala oszacować pracę użyteczną (Wu) równą
iloczynowi masy skoczka, wysoko ci skoku i przyspieszenia ziemskiego. Moc użyteczną (Pu)
wyznaczono jako stosunek pracy użytecznej do czasu odbicia (to), dzieląc natomiast obliczoną
moc przez masę badanego okre lono jednostkową moc użyteczną (Pju), której warto ć wyraża
się zależno ciąŚ
o
s
jut
hgP
Wyniki pracy w postaci indywidualnych charakterystyk juP (H) wykazują, iż
maksymalna jednostkowa moc użyteczna wyzwalana jest przez badanych w całym zakresie
stosowanych wysoko ci zeskoków. W grupie 17 badanych, pięć osób uzyskało moc
maksymalną dla DJ15. W skoku z drugiej wysoko ci (DJ30) sze ciu badanych uzyskało swój
największy wynik, a w zeskoku z 45 cm (DJ45) pięć osób uzyskało maksymalną jednostkową
moc użyteczną. W zeskoku z najwyższego podestu (DJ60) tylko jeden badany uzyskał
maksymalną moc.
8
Przedstawiane w pi miennictwie warto ci mocy względnej przy zeskokach z wysoko ci
0,32 do 0,59 m wynoszą od 30W do 40 W na kg masy ciała zawodnika, a dla wysoko ci
zeskoku 1.28 moc względna dochodzi do 150 W/kg (DeVitaand Skelly 1992, McNitt-Gray,
1993; za Prilutsky 2000). Odpowiada to warto ciom mocy względnej około 25W/kg dla
stawu skokowego, kolanowego i biodrowego. Jednak nie każdy zawodnik jest w stanie
generować tak duże warto ci mocy, stąd też dla potrzeb praktyki treningowej poszukuje się
indywidualnych warunków treningowych (np. wysoko ci zeskoku) umożliwiających
uzyskanie maksymalnej mocy. Należy przy tym pamiętać, że warto ci mocy uzyskiwane w
ćwiczeniach plyometrycznych są wielokrotnie wyższe niż moc możliwa do uzyskania przez
człowieka w wysiłku długotrwałym (w warunkach tlenowych), czyli około 5 W/kg.
Dokonując porównań wyników uzyskanych w niniejszej pracy dotyczących mocy
względnej dla kończyn dolnych z wynikami publikowanymi w literaturze okazuje się, że
u redniona maksymalna moc względna w skokach typu drop jump jest porównywalna z mocą
wyznaczoną dla skoków typu CMJ. Badani przez innych autorów wykonujący skoki pionowe
z zamachem (CMJ) uzyskiwali moc względną od 23W/kg do 30W/kg (Janiak i wsp.
1997,Trzaskoma i Trzaskoma 1999, Staniak 1997). Natomiast w publikacji Hassa i
współautorów (2003) badane aktywne sportowo młode kobiety uzyskały moc względną
40W/kg wykonując skok „w górę w przód” z lądowaniem na jedną nogę (Stride Jump).
Na podstawie porównania mocy względnej wyzwalanej w fazie odbicia dla skoków
typu drop jump z mocą wyzwalaną w skokach CMJ i Stride Jump można stwierdzić, że
ryzyko kontuzji związane z przeciążeniem układu ruchu kończyn dolnych w skokach DJ i
CMJ jest niewielkie w porównaniu ze skokami typu Stride Jump. Dlatego też wła ciwie
dobrane obciążenia w treningu plyometrycznym nie powinny stanowić zagrożenia dla
zdrowia zawodnika.
U rednione warto ci jednostkowej mocy względnej rozwijanej podczas wykonanych
skoków rosną ze wzrostem wysoko ci zeskoków, osiągając swoje maksimum dla DJ45.
Natomiast indywidualne warto ci mocy względnej uzyskiwane są w całym spektrum
stosowanych wysoko ci zeskoków (od 0,15m do 0,60m). Potwierdza to więc konieczno ć
indywidualnego doboru stosowanych wysoko ci zeskoków (DJ) zarówno w procesie
treningowym jak i podczas monitorowania rozwoju mocy kończyn dolnych.
Kontynuacją opisanej powyżej problematyki jest kolejna praca pt. „Ocena wybranych
parametrów biomechanicznych zawodniczek trenujących gry zespołowe”, w której
wyznaczono i zmodyfikowano wskaźnik RSI McClymonta (2003) w funkcji obciążenia na
przykładzie grupy koszykarek i siatkarek. Na osiąganą wysoko ć ma bezpo redni wpływ:
9
wykorzystanie energii sprężysto ci, cykl rozciągnięcie-skurcz (CR-S), prędko ć skurczu
mię ni oraz ich moc, często błędnie utożsamiana ze skoczno cią (Bartosiewicz i Wit 1985),
będąca w istocie iloczynem momentu siły i prędko ci kątowej. Dodatkowo konieczne jest
uzyskanie kompromisu między zakresem ruchu, a prędko cią końcową odbicia ( Bober 1994,
1995).
Trening plyometryczny, który należy zaliczyć do innowacyjnych metod treningowych,
służy głównie do rozwoju mocy mię niowej. Polega na pobudzeniu i uruchomieniu procesów
energetycznych powodujących pracę mię ni, które są rozciągane, a następnie kurczą się.
Ćwiczenia plyometryczne stymulują zmiany w układzie nerwowo-mię niowym. Gwałtowne
rozciąganie i skracanie się mię ni powoduje rekrutację dodatkowych jednostek ruchowych,
przez co zwiększa się moc mię ni bez przyrostu ich masy, jak również zmniejsza się ich próg
pobudliwo ci, przez co szybciej reagują skurczem na rozciąganie. Skuteczno ć i efekty
stosowania plyometrii zależą od wielko ci oporu, prędko ci oraz zakresu ruchu w
wykonywanych ćwiczeniach. Główną zaletą ćwiczeń plyometrycznych jest uzyskanie
poprawy siły i szybko ci po krótkim czasie ich stosowania (Kielak 2002, Bober i in. 2007,
Nosiadek 2009). Potwierdzają to badania, gdzie pod wpływem treningu plyometrycznego
doszło do istotnego wzrostu wysoko ć skoku (Fowler i in. 1995, Fatauros i in. 2000, Bober i
Piestrak 2002, Martel i in. 2005, Lehnert i in. 2009). Ćwiczenia plyometryczne muszą
koniecznie uwzględniać poziom dojrzało ci i rozwoju fizycznego zawodnika. W tym celu
należy okre lić poziom gibko ci, zakres ruchomo ci stawów kończyn dolnych i kręgosłupa,
postawę, zdolno ć utrzymania równowagi, stabilno ć stóp, koordynację, ciężar i skład ciała
oraz systematycznie mierzyć poziom dyspozycji siłowych. Niezbędna jest wysoka
indywidualizacja treningu, zwłaszcza je li chodzi o intensywno ć i wielko ć obciążenia.
Ćwiczenia plyometryczne należy stosować z innymi ćwiczeniami rozwijającymi zdolno ci
siłowe, by łączyć współdziałanie siły maksymalnej z mocą (Kielak i Pac Pomaracki 2002,
Bober i in. 2007, Nosiadek 2009 ).
U sportowców poszczególnych dyscyplin występuje nierównomierny rozrost gorsetu
mię niowego spowodowany specyfiką wykonywania danej czynno ci oraz nawykowego
używania strony mocniejszej. Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż powoduje większe
obciążenia jednej czę ci ciała (Mastalerz i Urbanik 2001). Wzrost poziomu asymetrii siły
kończyn dolnych jest powszechny w sportach zespołowych, gdzie występują asymetryczne
struktury ruchu. Poziom asymetrii różni się w zależno ci od badanej grupy (wiek, stopień
wytrenowania) (Dworak i Wojtkowiak 1993). Symetria ruchów w sporcie zwiększa
10
wszechstronno ć gracza, podnosi jego skuteczno ć, wprowadza element zaskoczenia u rywala
oraz powoduje prawidłowy rozwój somatyczny.
Badania przeprowadzone w niniejszej pracy miały na celu zastosowanie
zmodyfikowanego wskaźnika RSI do oceny poziomu wybranych parametrów
biomechanicznych mających bezpo redni i po redni wpływ na generowaną moc. Uzyskane
wyniki badań pozwolą ocenić dynamikę wykonywanych skoków oraz wła ciwie dobrać
obciążenia treningowe.
Badania zostały przeprowadzone na 20 zawodniczkach AZS AWF Wrocław
trenujących koszykówkę oraz siatkówkę. redni wiek badanych wynosił 21,5 ± 1,4 lat.
Każda z badanych wykonała 4 rodzaje skoków pionowychŚ CMJ oraz DJ z platform o
wysoko ciach kolejnoŚ 15, 30 i 45 cm. Każda z prób była powtarzana trzykrotnie, a do analizy
wykorzystano jedynie najlepszą pod względem wysoko ci skoku, obliczonego na podstawie
długo ci trwania fazy lotu.
Siły reakcji podłoża zostały zarejestrowane za pomocą platformy dynamometrycznej
Kistlera model 9281B13 z ustawioną częstotliwo cią zapisu 200 Hz. Platformę połączono ze
wzmacniaczem firmy Kistler model 9863A i przetwornikiem analogowo-cyfrowym i
komputerem.
Do prawego stawu kolanowego został przymocowany elektrogoniometr SG firmy
Biometrics [Ltd] umożliwiający zaobserwowanie zmian warto ci kątowych podczas skoku.
Archiwizacji danych pomiarowych dokonano używając oprogramowania BioWare®
dostarczonego przez producenta platformy, firmę Kistler.
Dodatkowo każda z zawodniczek została poddana pomiarom statycznych momentów sił
kończyn dolnych dla stawu kolanowego przy pozycjach kątowych 75o dla prostowników i 30
o
dla zginaczy.
Dzięki synchronizacji rejestrowanych danych z platformy i elektrogoniometru,
dokonano podziału czasu kontaktu z podłożem (skoki DJ) na czas amortyzacji (ta) i czas
odbicia (to). Pozwoliło to na modyfikację wskaźnika RSI McClymonta liczonego z równania
zamieszczonego poniżej, w którym licznik jest wysoko cią skoku, a mianownik czasem
trwania całej fazy kontaktu z podłożem (ta +to).
oa tt
hRSI
11
Zaproponowany, autorski sposób podziału fazy kontaktu pozwala dokładniej ocenić, jak
dana wysoko ć podestu w skoku DJ wpływa na wyznaczone parametry uzyskiwane przez
zawodnika i czy jest odpowiednio dobrana do jego możliwo ci. Uzyskane w ten sposób
informacje dotyczące czasu amortyzacji po zeskoku z podestu (faza ekscentryczna) oraz
czasu odbicia po lądowaniu (faza koncentryczna) pozwolą zawodnikowi na korektę
wykonania ćwiczenia oraz na dobór odpowiedniego obciążenia.
Uzyskane w pracy wyniki dotyczące maksymalnych statycznych momentów sił kończyn
dolnych potwierdzają poziom statycznego momentu siły zbliżony do innych grup badawczych
reprezentujących te same dyscypliny sportowe.
Badana grupa osiągnęła wyższy poziom asymetrii statycznego momentu siły
prostowników i zginaczy stawu kolanowego w porównaniu do wyników badań Dworaka i
Wojtkowiaka (1993). Może to sugerować, iż w czasie treningu zawodniczki były silnie
ukierunkowane na mocniejszą stronę, przy braku tego samego rodzaju ćwiczeń dla przeciwnej
strony ciała.
Stwierdzony brak istotnych statystycznie korelacji między mierzonymi momentami sił
kończyn dolnych oraz wysoko cią skoku CMJ i DJ w badanej grupie dowodzi, iż pomiary
momentów sił w statyce nie powinny służyć ocenie możliwo ci skoczno ciowych.
Wysoko ci skoków pionowych, czasy kontaktów z podłożem przy skokach DJ oraz
warto ci wskaźnika RSI można okre lić jako niskie w porównaniu do wyników innych
autorów. Sugeruje to brak doskonalenia w procesie treningowym zdolno ci skoczno ciowych
u badanych zawodniczek oraz zaniedbanie tego czynnika (mimo potrzeby jego rozwoju w
grach zespołowych) przez trenerów.
Zmodyfikowany autorski wskaźnik RSI pozwala na indywidualną ocenę sposobu
wykonania przez badane zawodniczki skoków DJ. Analiza tego zmodyfikowanego wskaźnika
RSI wyznaczonego dla fazy amortyzacji i odbicia pozwala również na monitorowanie i
precyzyjny dobór obciążeń dla tego typu treningu.
Rozwinięciem powyższej problematyki jest kolejna praca pt. „Biomechaniczna analiza
rzutu z wyskoku”, w której dokonano pomiaru i oceny czasu odbicia, mocy redniej i
maksymalnej, mocy względnej oraz współczynnika amortyzacji podczas rzutu do kosza z
wyskoku.
Głównym zadaniem koszykarza w trakcie meczu jest zdobycie punktu. W tym celu
zawodnik wykonuje rzuty z wyskoku, rzuty pozycyjne bez wyskoku, rzuty z dwutaktu czy
rzuty wolne. Ewolucja dyscypliny w kierunku większej atletyczno ci graczy spowodowała
wzrost poziomu obrony indywidualnej i zespołowej. Nastąpiło przez to wyraźne przesunięcie
12
akcentu na rzuty z wyskoku z odbicia obunóż, które stanowią ponad 80% wszystkich
oddawanych rzutów podczas meczu. Pociąga to za sobą konieczno ć coraz większej
specjalizacji zawodnika w rzucie z wyskoku, aby zwiększyć jego pułap (wysoko ć z jakiej
oddawany jest rzut) (Huciński i Tymański 1990). Ruch ten musi być na tyle
zautomatyzowany, by niezależnie od czynników zewnętrznych uzyskać możliwie
maksymalną powtarzalno ć (Kornecki i in. 2002). Czynnikami wpływającymi na wysoko ć,
z jakiej oddawany jest rzut sąŚ wysoko ć ciała rzucającego, wysoko ć skoku oraz konfiguracja
segmentów ciała (Miller i Bartlett 1996). Gdy dochodzi do rywalizacji z agresywnie kryjącym
obrońcą, zadaniem gracza w ataku jest dodatkowo oddanie rzutu możliwie szybko przy
jednoczesnym jego wysokim pułapie. A zatem rzut musi osiągnąć swój odpowiedni pułap
w jak najkrótszym czasie. Powoduje to sytuację, w której zawodnik dodatkowo wyciąga się
w czasie rzutu z wyskoku (Rojas i in. 2000). Dotychczasowe biomechaniczne badania nad
rzutem zawodnika koszykówki odnoszą się głównie do parametrów kinematycznych takich
jak: maksymalne warto ci kątowe oraz prędko ci kątowe w poszczególnych stawach
rzucającego (McClay i in. 1994), przebiegi czasowe zmian warto ci poszczególnych kątów
stawowych oraz prędko ci kątowe (Kornecki i Lenart 1997), kąt i prędko ć wyrzutu piłki.
Badano także zmiany położenia i prędko ci ogólnego rodka masy, rotacje górnej czę ci ciała
rzucającego (Miller i Bartlett 1996), wpływ nadania piłce wstecznej rotacji (Tran i Silverberg
2008), czy ułożenie stóp w czasie rzutu (Spina i in. 1996). Oznacza to więc koncentrowanie
się w problemach badawczych na samej technice rzutu. Z kolei analiza sił reakcji podłoża
występujących w czasie rzutu pozwala zebrać informacje dotyczące fazy odbicia i fazy
lądowania (McClay i in. 1994). Możliwe staje się dzięki temu skupienie nie tylko na
kluczowej podczas rzutu z wyskoku efektywno ci skoku (wysoko ci skoku oraz czasu
osiągnięcia tej wysoko ci po rednio wyrażanej przez moc kończyn dolnych), ale także na
aspekcie dotyczącym obciążeń układu ruchu. Nauka tzw. miękkiego lądowania jest ważna
dla koszykarzy nawet mimo faktu, że ćwiczą oni w specjalnie przystosowanym do tej
dyscypliny obuwiu z wła ciwo ciami amortyzującymi (Brizuela i in. 1997). Na skutek tzw.
twardego lądowania dochodzi do zbyt dużych obciążeń kończyn dolnych (przekraczających
nawet kilkukrotnie ciężar ciała), które w efekcie prowadzą do przeciążeń i kontuzji. Bardzo
ważne jest zatem, aby zawodnik odpowiednio amortyzował skok (poprzez ugięcie kończyn
dolnych w fazie lądowania) i nie lądował na wyprostowanych kończynach dolnych.
Wcze niejszy kontakt pięty z podłożem powoduje zwiększenie siły uderzenia, dlatego zaleca
się lądowanie na ródstopiu, a nie na całej stopie (Rutkowska-Kucharska i in. 2004).
13
Technika rzutu różnych zawodników piłki koszykowej podczas pobieżnej obserwacji
wydaje się zbliżona do siebie. Jednak bardziej wnikliwe analizy wskazują, że każdy posiada
swój własny indywidualny sposób rzutu. Wynika to choćby z faktu różnej proporcji między
długo ciami górnych segmentów ciała (Kornecki i in. 2002). Tymczasem technika rzutu
(często sprowokowana szczególno cią otaczających warunków zewnętrznych np. rzut
sytuacyjny) zawsze jest usprawiedliwiona jego skuteczno cią. Skupienie się zatem w treningu
zawodnika na doskonaleniu parametrów odpowiedzialnych za pułap z jakiego oddawany jest
rzut (kosztem minimalnych niuansów technicznych, które mogą wynikać z indywidualno ci
wykonania ruchu) wydaje się uzasadnione. Specjalizacja w tym względzie pozwoli na
większą skuteczno ć w kontakcie z obrońcą i oddanie rzutu z korzystniejszej dla zawodnika
pozycji.. Podczas walki sportowej zawodnik powinien być również wiadomy
niebezpieczeństw, jakie niesie za sobą lądowanie po rzucie i pamiętać o amortyzacji podczas
lądowania. Niestety obserwuje się bardzo małą liczbę prac zajmujących się powyższymi
problemami w odniesieniu do ruchów wykonywanych przez koszykarza w trakcie meczu
(McClay i in. 1994). Wysoki poziom specjalizacji w rzucie z wyskoku wymusza na
zawodniku wykorzystanie niemal maksymalnych możliwo ci skoczno ciowych
(szybko ciowo-siłowych) i koordynacyjnych. Szczególnie ważnym dla koszykarza
parametrem jest moc kończyn dolnych, gdyż gra w koszykówkę oparta jest na ruchach
o charakterze eksplozywnym takich jak: przyspieszenia, zatrzymania czy skoki.
Zamach kończynami górnymi wykonany przed odbiciem pomaga w uzyskaniu większej
wysoko ci skoku CMJ (Hara i in. 2006). W czasie rzutu z wyskoku koszykarz również
używa kończyn górnych, jednak w celu innym niż zamach. Czy zatem ruch kończyn górnych
podczas rzutu z wyskoku, który nie wpływa pozytywnie na efektywno ć skoku jest
czynnikiem znacząco utrudniającym wykorzystanie maksymalnych możliwo ci kończyn
dolnych w skoku? Miernikiem szybko ciowo-siłowych parametrów kończyn dolnych w
skoku pionowym jest skok CMJ bez wykonywania zamachu kończynami górnymi.
Koszykarze zdobywają punkty w czasie meczu używając głównie rzutu z wyskoku. Z tego
powodu jest to jeden z najważniejszych elementów techniki w obecnej koszykówce.
Celem badań podjętych w pracy „Biomechaniczna analiza rzutu z wyskoku” było
porównanie ze sobą biomechanicznych parametrów kończyn dolnych mierzonych w czasie
rzutu z wyskoku bez piłki oraz skoku CMJ bez zamachu kończynami górnymi. Występujące
różnice mogą być informacją o potencjalnych możliwo ciach, jakie zawodnik może
wykorzystać podczas meczu przy rzucie z wyskoku.
14
Badania zostały przeprowadzone na 20 drugoligowych koszykarzach WKK Wrocław
oraz WKS ląsk Wrocław. redni wiek badanych wynosił 18,4 ± 1,3 lat. We wszystkich
pomiarach badani mieli na sobie profesjonalne obuwie do koszykówki, w którym na co dzień
trenują. Osoby badane przed eksperymentem dokładnie poinformowano o czynno ci, jaką
mają wykonać oraz zmotywowano do poprawnego wykonania zadania.
Do pomiaru sił reakcji podłoża występujących w czasie skoku dla każdej kończyny
oddzielnie użyto dwóch platform dynamometrycznych Kistlera model 9286A
z oprogramowaniem BioWare®. Dodatkowo do pomiaru przemieszczenia przestrzennego
markerów umieszczonych na kończynach dolnych, wykorzystano nowoczesny system do
trójwymiarowej analizy ruchu BTS SMART, działający w oparciu o technologię pasywnych
14. Derrik T., Mercer J., Ground/foot impacts: measurement, attenuation, and consequences, Medicine
and Science in Sport and Exercise, 2004, 36(5), 830–831.
15. Devita P., Skelly W.A., Effect of landing stiffness on joint kinetics and energetics in the lower
extremity, Medicine and Science in Sports and Exercise, 1992, 24, 108–115.
16. Dworak L. B., Wojtkowiak T., Strength asymmetry of the muscles extending lower limbs among
males in the aspects of age and different physical activity patterns. WŚ Osiński W., Starosta W. (red), Proceedings of the 3rd International Conference “Sport Kinetics „93” /8-11 september 1993
Poznań, Poland. Warsaw Academy of Physical Education in Poznań, Institute of Sport in Warsaw, Poznań, 1994, ss. 121-125.
17. Fatouros I., Jamurtas A., Leontsini D., Taxildaris K., Aggelousis N., Kostopoulos N.,
Buckenmeyer P., Evaluation of plyometric exercise training, weight training, and their
combination on vertical jumping performance and leg strength. Journal of Strength and
Conditioning Research, 2000, 14(4), 470-476.
18. Fowler N., Trzaskoma Z., Wit A., Iskra L., Lees A., The effectiveness of a pendulum swing for
the development of leg strength and counter-movement jump performance. Journal of Sports
Sciences, 1995, 13, 101-108.
25
19. Gleeson N., Eston R., Marginson V., McHugh M., Effect of prior concentric training on eccentric
exercise induced
20. Hara M, Shibayama A, Takeshita D, Fukashiro S. (2006) The effect of arm swing on lower
extremities in vertical jumping. Journal of Biomechanics, 39(13), 2503-2511.
21. Hass Ch., Schick E., Chow J., Tillman M., Brunt D., Cauraugh J., Lower extremity biomechanics
differs in prepubescent and postpubescent female athletes during stride jump landings, Journal of
Applied Biomechanics, 2003, 19, 139–152.
22. Hewett T.E., Lindenfeld T.N., Riccobene J.V., Noyes F.R., The effect of neuromuscular training
on the incidence of knee injury in female athletes: A prospective study. Am J Sports Med, 1999,
27 (6), 699-706.
23. Huciński T., Tymański R., Analiza rzutów z gry w koszykówce kobiet. Sport Wyczynowy, 1990,
9-10/309-310, 35-36.
24. Jamuras A.Z., Effects of plyometric exercise on muscle soreness and plasma creatine kinase levels
and its comparison with eccentric and concentric exercise, Journal of Strength and Conditioning
Research, 2000, 14(1), 68–74.
25. Janiak J., Eliasz J., Gajewski J., Maximal static strength of lower limbs and the parameters of the
vertical jump, Biology of Sport, 1997, 14(7), 65–70.
26. Kielak D., Pac-Pomarnacki A., Ćwiczenia plyometryczne – ich istota i znaczenie (I). Sport
Wyczynowy, 2002, 11-12/455-456, 13-24.
27. Komi P.V., Stretch–shortening cycle, [in:] Strength and Power in Sport, P.V. Komi (editor),
Blackwell Publishing, 2003, 84–202.
28. Komi P.V.,Virmavirta M., Determinants of successful skijumping, [in:] Biomechanics in Sport, V.
29. Kornecki S, Lenart I, Siemieński A. (2002) Dynamical analysis of basketball jump shot. Biology
of Sport, 19(1), 73-90.
30. Kornecki S, Lenart I. (1997) Analiza kinematyczna rzutu piłki do kosza z wyskoku. Wychowanie
Fizyczne i Sport, 41(3), 79-99.
31. Kotzamanidis Ch., Efect of plyometric training on running performance and vertical jumping in
prepubertal boys, Journal
32. Król H., Is the counter movement jump useful as a test to check the expected progress of the
preparatory period training in soccer. Rozprawy Naukowe AWF we Wrocławiu, 2008, 26, 35-38.
33. Lees A., Nolan L., The biomechanics of soccer: a review. J Sports Sci, 1998, 16 (3), 211-234,
34. Lehnert M., Lamrova I., Elfmark M., Changes in speed and strength in female volleyball players
during and after a plyometric training program. Acta Universitatis Palackianae Olomucensis.
Gymnica, 2009, 39(1), 59-65.
35. Martel G., Harmer M., Logan J., Parker C., Aquatic plyometric training increases vertical jump in
female volleyball players. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2005, 37(10), 1814-1819.
36. Mastalerz A., Urbanik Cz., Ocena symetrii parametrów biomechanicznych kończyn dolnych u osób nietrenujących. Acta of Bioengineering and Biomechanics, 2001, 3(suppl. 2), 343-348.
37. .McClay I.S, Robinson J.R, Andriacchi T.P, Frederick E.C, Gross T, Martin P, Valiant G,
Williams K.R, Cavanagh P.R. (1994) A kinematic profile of skills in professional basketball
players. Journal of Applied Biomechanics, 10(3), 205-221.
38. McClymont D., Use of the reactive strength index (RSI) as a plyometric monitoring tool, 5th
World Congress of Science in Football, Lisbon, April 2003.
39. .McNitt-Gray J.L., Kinetics of the lower extremities during drop landing from three heights,
Journal of Biomechanics, 1993, 26, 1037–1046.
40. McNitt-Gray J.L., Musculoskeletal loading during landing, [in:] Biomechanics in Sport, V.
49. Radcliffe J.C., Farentinos R.C., High-powered plyometrics, Human Kinetics, 1999.
50. Rojas F.J, Cepero M, Oña A, Gutierrez M. (2000) Kinematic adjustments in the basketball jump
shot against an opponent. Ergonomics, 43(10), 1651-1660.
51. Rubley M.D., Haase A.C., Holcomb W.R., Girouard T.J., Tandy R.D., The effect of plyometric
training on power and kicking distance in female adolescent soccer players. J Strength Cond Res,
2011, 25 (1), 129-134.
52. Rutkowska-Kucharska A, Bober T, Serafin R. (2004) Obciążenia układu ruchu w sporcie. WŚ Nałęcz M. (red), Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000. Tom 5Ś Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 631-647.