مفهوم الحركات الدورانية

يطلق على الحركة التي يدور بها الجسم أو جزء من أجزائه حول محور معين أسم الحركة الدائرية أو الحركة الرحوية أو الزاوية .

ان تفهم هذا النوع من الحركة هو ضرورة يجب على المدرب أو العامل في المجال الرياضي أن يفهمها حيث ان معرفه أسس هذا النوع من الحركة مهم في معظم

الفعاليات الرياضية كالركض والرمي والقفز والجمناستك والسباحة ...الخ.

أن معظم الحركات التي تبدو كحركات انتقالية في أول وهلة في الحقيقة ناتجة عن حركة دائرية سبقتها فالحركة الانتقالية التي تشاهدها في القرص أو الرمح هي حركة ناتجة عن حركة الجسم والذراعين الدائرية وأن أتباع الأسس الصحيحة لهذه الحركة

الدائرية سينتج عنه قطع القرص أو الرمح مسافات أفقية أكبر , حيث أن هنالك علاقة وثيقة بين الحركة الدائرية والحركة ألانتقالية (1) .

مبادئ الحركة الدائرية:

هناك مبادئ أساسية عامه فيما يتعلق بالحركات الدائرية وتتعلق هذه المبادئ بعزم القوة وعزم القصور الذاتي والزخم الدائري (2).

1-عزم القوة : محاولة القوة تدوير الجسم الذي تعمل علية حول محور الدوران وهو ,يساوي   القوة × ذراعها .

أن ذراع القوة هو المسافة العمودية في اتجاه القوة الى محور الدوران .

أذا كان هدفنا هو التغلب على عزم القوة او تقليله , علينا ان نعمل على تقصير ذراع القوة بقدر الامكان .وان هذا هو هدف الرياضي في كثير من الاحيان

مثال// فرياضيو رفع الاثقال  الجيمناستك هم من اكثر الرياضيين الحاحاً بهذا المبدأ حيث ان رافع الاثقال سوف لا يلاقي صعوبة كبيرة في رفع الثقل الذي يحمله قريباً الى جسمه في الوقت الذي سوف يلاقي صعوبة اكبر اذا اراد ان يرفع الثقل الى الاعلى وهو بعيد عن الجسم .

و نفس هذا المبدأ ينطبق في الجيمناستك فالرياضي الذي يريد ان يدور حول محور معين سوف يجد الدوران اسهل اذا كان نصف قطر الدوران قصيراً.                                             

2-عزم القصور الذاتي : هو القصورالذاتي لأي جسم هو مقاومة ذلك الجسم لتغيير حالته الحركية .

4-قانون حفظ الزخم الدائري:أن الزخم الدائري لجسم ما هو مقدار ثابت لا يتغير الا اذا أثرت علية قوة خارجية .

فمجال الاستفادة من هذا المبدأ هو مجال واسع جداً حيث ان الرياضي الذي يتعلم ان الزخم الدائري هو كمية ثابتة سوف يستطيع السيطرة على سرعة دورانه عن طريق تغيير قيمة عزم القصور الذاتي وذاك بتقريب أو أبعاد أجزاء الجسم من محور الدوران .

فإذا قربت أجزاء الجسم من محور الدوران سوف تقل القيمة الحسابية لعزم القصور الذاتي , ونجد أن الزخم الدائري هو كمية ثابتة عند عدم وجود قوة خارجية فأن قلة عزم القصور الذاتي سوف تؤدي اوتوماتيكياً الى زياده سرعة الدوران.

أما أذا بعدت أجزاء الجسم عن محور الدوران فأن ذلك سيؤدي الى زياده عزم القصور الذاتي وبالتالي الى ابطاء سرعة الحركة . فالرياضي الجيمناستك الذي يكون جسمه خلال الدوران في الهواء ستكون سرعته الدائرية أكبر من زميله الذي يأخذ وضع المد في الدوران (3).

تصنيف الحركة الدورانية في الاداء الرياضي :

هنالك صورتان للدوران في الاداء الرياضي ,فأما ان يدور الجسم ككل في الهواء وأما ان يدور أثناء اتصاله بسطح الارض أو الجهاز  .وسوف نتناول هاتين الصورتين للدوران بشيء من التفصيل (4)

أولا:الدوران حول نقطة أتصال

يعتبر دوران الجسم حول نقطة اتصال من اكثر صور دوران الجسم ,ذلك الدوران الذي يتم اثناء الارتكاز في حالات الجري والارتقاء والدفع باليدين .وفي تلك الحالات يقع الجسم تحت تأثير قوتين رئيسيتين هما رد الفعل الناتج عن الجسم الاخر ((سطح الارض أو الجهاز )) وقوة الوزن التي تعمل على مركز ثقل الجسم في اتجاه عمودي لأسفل .

تطبيقات لمبدأ بقاء كمية الحركة الزاوية في الدوران حول محور ثابت:

وهذه المبادئ هي :                                                                       

1.   تغيير نصف قطر القصور للتحكم في ذاتية الدوران .

2.   تغيير نصف قطر القصور للتحكم في سرعة الدوران .

3.   تغيير نصف قطر القصور كأساس تعليمي .

4.   كمية الحركة الزاوية حول عده محاور متوازية.

ثانياً:الدوران الحر:

يشمل الاداء الرياضي العديد من المهارات التي يقع فيها الجسم تحت تأثير الميل للدوران , سواء كان ذلك ضمن أهداف المهارة او كان نتيجة طبيعية لتأثير متغيرات ديناميكية سابقه لانطلاق الجسم في الهواء.

ويعني الدوران الحر ,ذلك النوع من الحركة الدورانية التي تحدث حول مسار مركز ثقل جسم اللاعب خلال وجوده في الهواء مع ثبات شكل المسار منذ انطلاق الجسم حتى عودته مره أخرى لسطح الاتصال .فأن ما يحدث من خلال هذا المسار ما هو الا حركات دورانية لا جزاء الجسم , او للجسم ككل حوله واحد أو أكثر من محاور الحركة الرئيسية السابق الاشارة  اليها (5).

تطبيقات لمبدأ بقاء كمية الحركة الزاوية لدوران الجسم الحر:

يعتبر تقنين سرعة الدوران بالتحكم في طول نصف قطر القصور الذاتي على مدى مسار الجسم في الهواء بعد انطلاقة من اهم الخصائص المميزة للتكوين البشري في امكان تنويع الاوضاع التي يتخذها الجسم خلال الاداء الرياضي(6). 

       أ‌-       تأخير الدوران غير المرغوب فيه.

     ب‌-     تصحيح الخطأ في تحديد محور الدوران .

     ت‌-     الدوران الذاتي في مهارات الضرب ((الكره الطائرة))

توليد أو استهلاك الدوران:

يتطلب أداء الدورانات الهوائية واللفات توافر حد أدنى من الحركة الدورانية حول المحور الرئيسية للدوران أو اللف ,يمكن الحصول على هذا الحد باستخدام رد فعل الارض اثناء الارتقاء أو اثناء الطيران في الهواء . وقد يبدأ الدوران أثناء وجود الجسم في الهواء حيث لا يكون واقعاً تحت تأثير كمية حركة زاويه معينة , او ان كمية الحركة التي أنطلق بها أعيد توزيعها بحيث كانت حول محور أخر.

وبصفه عامة,فأن نظريات الدوران في هذه الاحوال يمكن التعرف عليها باستخدام نظام النماذج كنظام نماذج نظري لدراسة حركات الجسم في الهواء.   

قوانين نيوتن في الحركات الدائرية:

*عزم القصور الذاتي  :

هو يعني مقدار كتلة الجسم وان هناك تناسباً طرديا بين القصور الذاتي والكتلة فكلما كانت الكتلة كبيرة كانت الحاجة الى قوة كبيرة للتغلب على قصور الذاتي أما في الحركات الدائرية فلا يكتفي بذكر القصور الذاتي فحسب بل  العزم أيضا لان مقاومة الحركة الدائرية لا يتوقف على الكتلة وانما على بعد الجزم العمودي عن محور الدوران فعندما تدور الذراع او الرجل ف م ن زوايا المفاضل تؤثر في قيم عزم القصور الذاتي لأنه يساوي

عزم القصور = الكتلة *(نصف  القطر)2

أن يجزم القصور الذاتي للجسم بأكمله (هو عبارة عن مجموعة عزم القصور الذاتي لأجزائه فلو أردناه معرفة القصور الذاتي للذراع عند دورانها حول محور الكتف فيمكن حساب عزم الاجزاء.ص173

عزم القصور الذاتي للذراع يساوي :

عزم القصور الذاتي للعضد +عزم القصور الذاتي للساعد +........الخ(7).

*قانون نيوتن الثاني: 

لقد أكد نيوتن من خلال قانونه الثاني بالنسبة للحركات الزاوية على أن :

((معدل التغيير في كمية الحركة الزاوية يتناسب مع العزم المسبب له ويحدث في اتجاهه )).

ويمكن كتابة هذا القانون حسابياً على الشكل التالي:

زخم الزاوية=عزم القصور الذاتي *سرعة الزاوية

وطبقا لقانون حفظ الزخم فأن الزخم الزاوي يعتبر مقدارا ثابت االى جسم ولا يمكن تغييره الا اذا أثرت عليه قوة خارجية اخرى الى  ان محصله العزوم الخارجية المؤثرة على الجسم يساوي صفراً عندما يتساوى الزخم الزاوي في مقدار ويتعاكس في الاتجاه لأي جسمين متصلين .

*قانون نيوتن الثالث (الفعل ورد الفعل ):

يوكد قانون نيوتن الثالث في الحركات الزاوية على أن تأثير الجسم ما على جسم أخر فا ن الجسم الاخير يرد بعزم متساوي له في مقدار ومعاكس في الاتجاه . اي أن القوة التي تسبب التغيير في الحركة الزاوية لابد وان يكون لها قوة ذات مقدار متساوي واتجاه متعاكس لكي تسبب التغيير في كمية الحركة الزاوية .

ان قانون الفعل ورد الفعل في الحركة الزاوية يمكن أن نلاحظه بوضوح في رمي المطرقة حيث تعمل المطرقة عند الدوران يسحب الرياضي بالاتجاه البعيد من محور الدوران لذلك يعمل الرياضي على سحب المطرقة باتجاه الدوران بقوة معاكسة لاتجاه حركة المطرقة متساوية لها وتمسى بالقوة المركزيــة (8).

السرعة الدائرية والتعجيل الدائري : 

أن السرعة والتعجيل في الحركة الدائرية تستعمل لوصف الحركة الدائرية بنفس الطريقة التي يستعمل  في وصف الحركة الانتقالية مع الاختلاف في وحدات القياس .

فالسرعة الدائرية هي المعدل الزمني لتغيير المسافة أي :

س د = م د × ن

س د =السرعة الدائرية

م د =المسافة الدائرية التي تقاس بالدورات او القطاعات أو الدرجات . 

ن  = الزمن

أما التعجيل الدائري فهو المعدل الزمني لتغير السرعة الدائرية أي : 

                                             س د

                           ج د =     ــــــــــــــــــــــــ

                                             ن

القطاع :

أن اهم وحدات القياس في الحركة الدائرية هو القطاع عندما نريد دراسة العلاقة بين الحركة الدائرية والحركة الانتقالية , والقطاع يتكون من الزاوية التي تقابل قوسا في الدائرة طوله يساوي طول نصف قطر الدائرة .وهذا يعني ان عدد القطاعات في الدائرة يساوي 28 ,6  قطاعاً, وهذا يعني ايضاً ان زاويه القطاع تساوي 29, 57 . ومن هذه العلاقة الثابتة بين عدد الدورات وعدد القطاعات وعدد درجات القطاع الواحد يمكننا تحويل عدد الدورات الى قطاعات أذا ضربناها ×28 ,6 أو الى درجات أذا ضربناها ×  360  درجة (9).

 الاداء المهاري وعلاقته بمبدأ بقاء كمية الحركة الزاوية: 

يتطلب الامر عند تعليم العديد من مهارات القفز والوثب وكثير من مهارات الجمباز أتقان استخدام ظاهرة زيادة او نقص طول نصف قطر القصور بشكل ارادي ,وبالتالي زيادة او تقليل سرعة الدوران . فنجاح أداء دوره هوائية او اكثر يتطلب 

أولا:توافر مركبة رأسية للسرعة تسمح بأرتفاع الجسم وبقائه في الهواء للوقت الكافي لإتمام هذه الدورة . 

ثانياً/ توافر سرعه زاوية مناسبه لإتمام العدد المطلوب من الدورا نات في الزمن المتاح له .

وكلما زادت الفروق بين ارتفاعي نقطة الارتفاع ونقطة الهبوط قل المقدار المطلوب من كمية الحركة الزاوية لإتمام الدوران . كما انه كلما زادت المركبة الرأسية للانطلاق كلما قلت كمية الحركة الزاوية المطلوبة لإتمام الدوران .

واللاعب ذو المستوى العالي له حد مثالي من المركبة الرأسية لسرعة الانطلاق مما يترتب علية توافر الحد الادنى للارتفاع و زمن الطيران للذين يسمحان بإتمام الدوران المطلوب .اما بالنسبة للاعب المبتدئ فغالباً ما يفشل في تحقيق هذا الحد الادنى وقد يرجع ذلك الى العديد من العوامل من اهمها خوف اللاعب من عدم أمكان استكمال الدوران المطلوب مما يؤدي الى ميله غالبا لبدء الدوران لأسرع ما يمكن , وقد يبدأ الدوران قبل انتهاء الارتقاء في بعض الاحيان (10).

----

1.    نزار الطالب :المدخل الى علم البايوميكانيك تحليل الحركات الرياضية ,بغداد,معمل ومطبعة أوفيست الوراق,1976 ,ص145 .

2.    نزار الطالب: المصدر السابق ,1976 ,ص151 .

3.    نزار الطالب: نفس المصدر السابق,1976 ,ص152.

4.    طلحة حسين حسام الدين :الميكانيكا الحيوية الاسس النظرية والتطبيقية ,ط1 ,القاهرة,دار الفكر العربي,1993 ,ص338

5.    طلحة حسين حسام الدين:نفس المصدر السابق,1993,ص352 .

6.    طلحة حسين حسام الدين:نفس المصدر السابق,1993,ص355-360.

7.    نجاح مهدي شلش: مبادئ الميكانيكا الحيوية في تحليل الحركات الرياضية،جامعة الموصل,مديرية دار الكتب للطباعة والنشر,1988 ,ص185-187-190.

8.    علي سلوم جواد الحكيم: البايوميكانيك الاسس النظرية والتطبيقية في المجال الرياضي،جامعة القادسية ,2007 ,ص102. 

9.    نزار الطالب: المصدر السابق,1976 ,ص145-146.

10. طلحة حسين حسام الدين:المصدر السابق, 1993 ,ص358-359 .

المصادر

• طلحة حسين حسام الدين :الميكانيكا الحيوية الاسس النظرية والتطبيقية ,ط1 ,القاهرة,دار الفكر العربي,1993.         

• علي سلوم جواد الحكيم :البايوميكانيك الاسس النظرية والتطبيقية في المجال الرياضي ,جامعة القادسية ,2007 .     

• نزار الطالب :المدخل الى علم البايوميكانيك تحليل الحركات الرياضية ,بغداد,معمل ومطبعة أوفيست الوراق,1976.

• نجاح مهدي شلش :مبادئ الميكانيكا الحيوية في تحليل الحركات الرياضية ,جامعة الموصل,مديرية دار الكتب للطباعة والنشر,1988.