유체역학 물과 공기의 영향

밀도(Density) 주어진 공간에 얼마나 많은 물질이 압축되어 들어 있는가를 나타내는 것 단위 : kg/m3, g/cm3 밀도 = 무게/부피 ( d = w/v )

비중 (specific gravity) 물체의 무게 물체가 물에 뜰 수 있는가를 결정하는 기본 조건 비중이 1보다 작거나 같을 때 물체는 물에 뜨게 됨 인체의 비중은 신체의 구성과 조직에 의해서 결정 비중 = 동일부피의 물의 무게(4°C) 물체의 무게

지방질이 많은 선수는 비중이 작아진다. 근육질의 선수는 높은 비중을 나타내게 된다. 지방 조직체가 발달된 사람 일수록 부력이 커진다. 인체의 부력은 주로 신체의 구성에 달려있다.

유체 압력의 특성 표면에 수직으로 가해진 힘과 그 힘이 작용한 면적과의 관계 비 압력 = 힘/면적 ( P = F/A ) 유체의 압력 표면에 수직으로 가해진 힘과 그 힘이 작용한 면적과의 관계 비 압력 = 힘/면적 ( P = F/A ) 유체 압력의 특성 유체에 작용하는 압력은 외부의 힘이 가해졌을 때 탄성적으로 변하는 고체와는 다름 유체에 가해진 외부 압력은 균일하게 유체 전체에 전달 모든 방향으로 동일하게 작용

유체의 압력 = 밀도 x 높이 ( Pw = d h ) 유체 압력 = 힘/면적 = 무게/면적 = (밀도 x 부피)/면적 = (밀도 x 면적 x 높이)/면적 = 밀도 x 높이 유체의 압력은 유체의 밀도 및 높이와 관계함 같은 높이일 때 밀도가 큰 유체가 더 큰 압력을 지님 밀도가 같은 유체 경우, 유체 높이가 클수록 바닥에 가해지는 압력이 큼

부력(buoyant force) 액체 속에 있는 물체가 받는 윗 방향 힘 인체의 중량을 상쇄하는 위로 향하는 힘 물속에서 회전 중심: 부력 중심

무게중심과 부력중심 물속에 떠 있는 사람은 중력과 부력의 두 힘의 영향을 받음 (무게중심과 부력중심이 함께 존재) 무게중심과 부력 중심이 같을 때 수평으로 뜨게 됨 배가 뜨는 것은 부력중심과 무게중심이 같은 무게 중심선 상에 존재하기 때문 임 만약 이 균형이 무너지면 배는 불안정 한 상태에 놓이게 됨 무게중심과 부력중심

부력은 밀러 난 물의 무게와 같다 수영 중 다리가 아래로 떨어지는 것은 중력과 부력이 동일선 상에 위치하지 않을 때 발생 부력의 작용선은 무게 중심이 아니라 부피의 중심에 작용 하지의 밀도> 상지 밀도보다 크므로 부피 중심은 무게 중심보다 머리 방향으로 치우쳐 위치하므로 다리를 수평으로 유지할 때 평형 상태가 파괴되어 토크가 발생

베루누이의 원리 적용 비행기의 날개 모양/방향은 공기가 날개의 아래쪽 보다 윗 쪽에서 빠르게 스쳐가도록 설계 즉 윗쪽이 아래쪽 보다 압력을 적게 받을 수 있도록 설계하여 이 압력 차이로 양력(lift force)라고 하는 힘이 윗 방향으로 발생하여 물체를 뜨게 함 이 양력은 물체가 빠를수록 면적이 클수록 증가

주변 유체의 압력차에 의해 발생 커브볼 & 너클볼

물체의 진행 방향과 물체가 이루는 각도에 따른 항력과 양력 차이

항력 @ 표면항력 스피도의 Fastskin, 아디다스의 Salomon, 아레나의 Powerskin  수영복 표면 구조나 조도를 개선하여 항력을 작게 설계 @ 형태항력 @ 파동항력

운동기술 분석의 기초 @ 운동기술 분석 빠르고 복잡한 기술이나 동작을 파악·분석하는 과정 --> 어떠한 기술이나 동작을 심층적으로 이해하고, 이러한 심층적인 이해를 기초로 특정 운동기술의 여러 가지 역학적 원리를 파악하여 해석하고 평가 @ 분석 상황에 따라 현장분석과 실험분석

(1) 영상 분석법 @ 가장 많이 쓰이는 방법 @ 분석의 대상이 되는 선수의 동작을 고속카메라나 비디오를 이용하여 촬영한 후 기록된 영상으로부터 선수의 동작에 관한 여러 가지 수치적 자료를 산출

(2) 힘의 분석법 힘은 직접 측정하는 것이 바람직 @ 지면 반력(ground reaction force) #외부로부터 인체에 작용하는 대표적인 힘 #지지시 인체가 지면에 대해 가하는 힘에 대한 반작용력을 압력판(force plate)을 이용하여 측정

Force platform 활동 중 발에 작용하는 지면반력을 측정하기 위해 설계된 힘 측정 도구(force transducer)

지지 국면 동안의 지면반력 각 변수들(크기와 빈도 등)은 foot-floor 반력 패턴의 연구를 위해 사용된다.

(3) 근전도법 @ 근전도법(electromyography: EMG) # 운동명령이 근육의 운동 단위에 도달하여 근육근이 수축하면 근육에 전기적인 파형을 만들어 내는데 이 전기적인 파동을 측정

3. 운동기술분석의 절차 @ 계획 및 설계단계 문제의 제기에 따른 분석목적 설정, 그 목적에 따라 사용할 장비의 가용성 등의 현실적 제반 조건 결정 -->구체적인 실험조건과 계획이 설정 @ 실험 및 자료처리 단계 선택된 분석방법에 의해 정성적 관찰이나 정량적인 측정이 이루어지는 단계 @ 해석 및 평가단계 해석된 역학적인 정보들은 역학적인 원리와의 검증 및 여러 가지 비교대상과의 비교를 통해 평가 @ 처방단계 평가 결과는 적절한 처방과정을 통하여 잘못된 운동기술을 수정하는데 활용

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