유체역학 물과 공기의 영향.

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1 유체역학 물과 공기의 영향

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

3 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

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

5 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

6 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

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

8 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

9 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

10 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

11 주변 유체의 압력차에 의해 발생 커브볼 & 너클볼

12 물체의 진행 방향과 물체가 이루는 각도에 따른 항력과 양력 차이

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

14 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

15 (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

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17 (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

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

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

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

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26 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

27 정슬기 선수 영법 및 속도 곡선 분석

28 국가 대표 배영 선수 영법 및 속도 곡선 분석

29 국가 대표 배영 선수 영법 및 속도 곡선 분석

30 박태환 선수의 영법 비교

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