Come si fa la verticale di forza?

Formula della forza verticale

AbstractRecentemente, il metodo a due punti di forza-velocità (F-V) del profilo dei movimenti umani multiarticolari è stato introdotto e convalidato. In questo studio, abbiamo indagato la validità della stima del profilo F-V del salto usando solo il salto del peso corporeo e la contrazione volontaria massima isometrica (MVC). I partecipanti (n = 30) hanno eseguito 3 ripetizioni di squat (SJ) e salti contro-movimento (CMJ), ciascuno con carichi che sono stati progressivamente aumentati di 10 kg, con il numero di carichi a seconda della capacità dell’individuo. Poi, sono state eseguite 3 prove isometriche MVC in 3 angoli del ginocchio (30°, 60° e 90°). I profili F-V di SJ e CMJ sono stati eseguiti usando il metodo a punti multipli, il metodo a due punti e il nuovo metodo Jump-MVC. I risultati hanno mostrato una validità da scarsa a discreta del nuovo metodo Jump-MVC per la valutazione del profilo F-V del salto (la maggior parte dell’ICC < 0,5, la maggior parte dei CV > 10%, la presenza di distorsioni sistematiche significative e la presenza di distorsioni proporzionali). L’eccezione era la stima della potenza massima teorica, che era altamente valida sia per SJ che CMJ (ICC = 0,91-0,95; CV = 5,0-6,3%). Al contrario, la validità del metodo a due punti era eccellente (tutti ICC > 0,90; CV = 2-6%). Anche se sono necessari ulteriori studi, i presenti risultati suggeriscono che il profilo F-V dei salti verticali dovrebbe essere eseguito utilizzando il metodo a due punti con carichi distali.

Definizione della forza verticale

L’analisi cinematica può essere eseguita in un ambiente ambulatoriale utilizzando unità di misura inerziali (IMU) (vedi per esempio, Roetenberg et al., 2013). Reenalda et al. (2016) hanno utilizzato le IMU per misurare gli effetti della fatica sulla meccanica di corsa durante una vera e propria maratona. Tuttavia, questo approccio richiede un sensore da attaccare su ogni segmento del corpo principale lungo una “catena cinematica” continua, e quindi si traduce in un gran numero di sensori e una vasta preparazione del soggetto. Gli approcci basati sui dati hanno dimostrato di avere un potenziale per ridurre il numero di sensori nel motion capture. Tautges et al. (2011) hanno proposto un metodo per la cattura del movimento di tutto il corpo utilizzando un numero limitato di accelerometri; tuttavia, il loro approccio nearest neighbor richiede che un database di movimenti preregistrati sia disponibile a run-time. Wouda et al. (2016) hanno mostrato prestazioni comparabili con una configurazione ridotta del sensore utilizzando una rete neurale artificiale (ANN), addestrata a mappare cinque orientamenti per una posa del corpo intero. Le ANN hanno il vantaggio di creare un “modello” per la mappatura di determinati input e output in base al dataset utilizzato per l’addestramento (Alpaydin, 2009). Le applicazioni di corsa che utilizzano un set minimo di sensori inerziali si sono concentrate principalmente sui risultati temporali, come l’uso di giroscopi sui piedi per stimare i parametri temporali della corsa (McGrath et al., 2012). Bailey e Harle (2014, 2015) hanno dimostrato che con le IMU montate sui piedi questo può essere esteso per stimare i parametri spazio-temporali della corsa.

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Grafico dell’accelerazione verticale

I velocisti devono usare vagonate di energia per andare da A a B. Questa energia supera le forze della natura che lavorano contro il velocista.    Queste forze antagoniste sono la gravità, l’attrito e la resistenza dell’aria.    La gravità non ha nulla a che vedere con le altre due.

La seconda legge fisica di Newton afferma che la forza è uguale a massa x accelerazione, F = ma.    Nello sprint, il vostro corpo (la massa) subisce un’accelerazione verso l’alto durante ogni contatto del piede.    Poiché c’è una grande forza verso il basso che tira il corpo verso il basso (gravità), un’enorme forza colossale deve essere spinta nel terreno.    Questa forza è generata dalla tripla estensione dell’anca, del ginocchio e della caviglia.

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Durante lo sprint ad alta velocità, le forze orizzontali che devono essere superate sono minuscole rispetto alla forza di gravità verso il basso.    Un grafico generalizzato delle forze di reazione al suolo durante un contatto del piede è mostrato nell’immagine qui sopra. La porzione di forza orizzontale sotto la linea è l’impulso di frenata. Sopra la linea è l’impulso propulsivo. Come si può vedere, queste forze sono insignificanti rispetto alle forze verticali.

Formula dell’accelerazione verticale di un proiettile

Un fluido che scorre intorno ad un oggetto esercita una forza su di esso. La portanza è la componente di questa forza che è perpendicolare alla direzione del flusso in arrivo[1] e si contrappone alla forza di resistenza, che è la componente della forza parallela alla direzione del flusso. La portanza agisce convenzionalmente in una direzione verso l’alto per contrastare la forza di gravità, ma può agire in qualsiasi direzione ad angolo retto rispetto al flusso.

La portanza dinamica si distingue da altri tipi di portanza nei fluidi. La portanza aerostatica o galleggiamento, in cui un fluido interno è più leggero del fluido circostante, non richiede movimento ed è usata da palloni, dirigibili, barche e sottomarini. La portanza planante, in cui solo la parte inferiore del corpo è immersa in un flusso liquido, è usata da barche a motore, tavole da surf, windsurf, barche a vela e sci d’acqua.

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Un fluido che scorre intorno alla superficie di un oggetto solido applica una forza su di esso. Non importa se l’oggetto si sta muovendo attraverso un fluido fermo (ad esempio un aereo che vola nell’aria) o se l’oggetto è fermo e il fluido si sta muovendo (ad esempio un’ala in una galleria del vento) o se entrambi sono in movimento (ad esempio una barca a vela che usa il vento per muoversi in avanti). La portanza è la componente di questa forza che è perpendicolare alla direzione del flusso in arrivo.[1] La portanza è sempre accompagnata da una forza di resistenza, che è la componente della forza superficiale parallela alla direzione del flusso.

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