<운동학> -뉴만 kinesiology -운동 역학(kinetic),점탄성,짝힘,지레

KINETIC :운동 역학

1.       내적 외적인 힘

 EX) BACK SQUAT- BARBELL 이 외적인 힘

EX) 근육 –내적인 힘

2.       기능 해부학-근육에 의한 작용들, 근육 수축에 의한 방법들

3.       지레(3가지)-3 종 지레

Musculoskeletal Forces –IMPACT OF FORCES ON THE MUSCULOSKELETAL SYSTEM

Neumann. Donald A. Kinesiology of the Musculoskeletal System (3rd Ed). 2016.

 

 

Tension-장력 compression 누르는 힘 (축이 같음)

Bending- 굽어지는 힘

Shear –전단

Torsion- 비틀어지는 힘

Combined loading – 일상생활에서 대부분의 움직임 복합적인 부하를 받는다.

 

 

 

 

근육이 뼈와 뼈 끝에 붙어 있고 뼈와 뼈 끝 사이는 관절이 이루고 있고

근육이 수축할 때 뼈와 뼈가 움직이면서 힘이 발생한다.

골격의 기초-뼈, 어떤 힘들이 전달이 되는가를 설명한다.

 

 

 

 

Stress-strain curve

X축-Strain –장력의 퍼센트,변형율

Y 축- stress- 변형 력

Yield point –항복 점- 패턴이 변화는 시기-미세한 파열이 조금씩 일어나기 시작한다.

 

항복 점 이후부터 손상이 일어난다. 그리고 ultimate failure point 지점까지 떨어지고, 그 다음부터 급격한 하강하는 경사를 그린다. 직접적인 손상이 일어나는 시기이기도 한다.

Musculoskeletal forces- 근골격계의 힘을 말한다.  점탄성

점탄성을 설명하기 위해서는 먼저  *물질의 상태 3가지 : 고체, 액체, 기체

Ex> 고무줄/ 물 /화장품(스킨과 로션의 중간 상태의 물질)

고체(고무줄)는 탄성의 특성을 갖고 액체는 점성(물, 화장품) 의 특성을 갖는다.

탄성은(elasticity)—물체의 상태가 변했다가 즉각적으로 되돌아오는 상태)

점성-(viscosity)(끈적함)-물체의 상태가 변했다가 회복하는데 시간이 걸림)

*****탄성은 시간에 의존을 하지 않고, 늘어나는 것과 줄어드는 것에 시간에 의존하지 않는다.****

 ****점성(물)은 시간에 의존을 한다. Ex> 물속에서 저항은 속도로 설정할 수 있다.****

탄성과 점성을 합치는 성질이 있는데 이를 점탄성 이라고 부르고

영어로는 elasticity+viscocity= visco-elasticity, 점탄성은 우리 몸이 가지고 있는 성질을 말한다.

우리 몸에 있는Disc 가 점탄성을 가지는데, 예를 들어 아침에 키를 재는 것과 저녁에 키를 재는 것에 차이가 있다.  그 이유는 daytime 때 척추에 가해진 체중의 압력에 의해 눌려 있다가 누워있을 때 압력이 약해져 disc(척추 원반) 가 다시 원래대로 펴지기 때문이다.

다시 말하면, 척추원반 즉 disc 가 체내에 있는 체액을 흡수하게 되면 가득 차기 때문에 부피가 늘어나 있는 상태가 되지만, 체액이 밖으로 다시 나오게 되면 부피가 조금씩 줄어들게 된다.

Disc 시간에 의존하는 특성을 지니고 있다.  예를 들면, 인체가 누워 있을 때와 12시간 뒤의 인체의 키 그리고 다시 원래 상태로 돌아 오는 데는 시간이 굉장히 오래 걸린다.

다른예) 라텍스와 메모리 폼 중에서 라텍스는 탄성을 지니고 있지만 메모리 폼은 점탄성을 지니고 있다고 표현 할 수 있다.

크립*creep-거북목

Rhomboid muscle-능형근

Lesser rhomboid muscle-소능형근

Greater rhomboid muscle-대능형근

###거북목이 되면 어깨가 안쪽으로 말리면서 (라운드 숄더가 만들어짐),그렇게 되면 scapular 가 서서히 멀어져서 능형근들이 늘어나 있음. 결합조직이 점점 더 늘어나게 되는 것이다.

거북목 자세가 오래될수록 교정하는데도 시간이 오래 걸린다.           

*stress relaxation(스트레스 이완)-시간이 지날수록 텐션은 점점 감소하게 되어 있다.

결론은 인체가 가진 점탄성의 특성으로 인해, 움직임에 있어 속도가 빨라질 때 인체 연부조직들의 부상 위험도를 낮춘다.

Ex> 뛰고 있는 동안에 압박의 속도가 증가함에 따라서 무릎에 있는 관절연골은 더 뻣뻣해진다.

관절에 작용하는 힘이 커지면 커질수록 증가된 뻣뻣함에 비해 관절 연골 밑에 위치한 뼈에 대한 보호는 더 커진다.

 

짝힘과 지레3가지 유형

Muscle and joint interaction

주동근, 길항근,협력근

Terminology Related to the Actions of muscles

1.       Agonist (작용근, 주동근): ex> pec major

2.       Antagonist (대항근): 길항근.

3.       Synergist (협동근):협력근

Ex> elbow flexion일 경우 주동근 Bicep 의 대항근은triceps; 특정작용근의 반대 작용을 하는 근육을 말한다. 협동근은  위팔요근(brchio-radialis), 상완근, 위팔근

Newmann, Donald A, Kinesiology of the Musculoskeletal System (3rd Ed), 2016,

**Force- couple

Newmann, Donald A, Kinesiology of the Musculoskeletal System (3rd Ed), 2016,

서로 다른 근육들이 서로 다른 방향으로 작용시켜, 그 결과로 토크(축을 기점으로 나오는 돌림운동)가 발생이 된다.

전방경사(anterior tilt)- 앞쪽 기울임 

Sartorius- 봉공근,넙다리 빗근

Elector spine –척추 기립근

 iliopsoas-엉덩허리근

 

Three classes of levers

 First- Class lever- 1형지레 ex> 시소 – 축을 중심으로 양쪽에서 토크가 발생한다

Second- class lever -2형 지레 –중심이 있는 돌림 축이 한 쪽 끝에 존재한다.

Third class lever-3형 지레

관절에서 일어나는 힘은 토크

토크는 중심축이 있고, 그 중심축을 기점으로 떨어져서 힘이 발생하면 그것을 토크(=moment)라고 한다.

*토크=모멘트=MA*F

Newmann, Donald A, Kinesiology of the Musculoskeletal System (3rd Ed), 2016,

1형 지레- 외적인 힘( 덤벨, 바벨, 중력, 인체의 몸에서는 뼈(질량중심))ex> 머리뼈. 중심축을 기점으로 내적인힘 그리고 그 반대쪽에서 외적인 힘이 발생한다.

Ex> 거북목

2형 지레-외적인 힘이 중심축과 가까이 존재 외적인 힘에 저항 하는 힘이 중심축에서 더 멀리 존재 (인체 해부학에서 근육(저항하는 힘-내적인 힘)을 멀리 존재한다고 가정한다).

Ex> carf raise

**힘에 유리한 특징이 있다. ** 대비되는 특징은 우리 몸에서 드문 유형이다**

3형 지레-외적인 힘이 중심축에서 더 멀리 존재하고 내적인 힘이 중심축에 더 가까이 존재 하는 유형이다, . 우리 몸의 대부분의 관절에 존재하는 지레 유형이고, 우리 몸의 근육들이 3형 지레 안에서 근육들이 힘을 발생시킨다.

Ex> Elbow flexion,덤 벨을 들고 있을 때, 돌림 축은 팔꿈치 관절이 되고, 외적인 모멘트(EMA) 은 덤 벨이 될 수 있고, 내적인 힘(MF-bicep brachy)  IMA 더 가까이 존재 한다.

**외적인 힘은  근육의 힘보다 항상 더 큰 지레 작용을 가진다. 또 더 세게 작용을 한다.**

지레는 힘의 평형, 외적인 힘 (EF=gravity )

 

 

내적인 힘 vs 외적인 힘

INTERNAL AND EXTERNAL FORCES

Factors required to completely describe a vector in most simple biomechanical analyses

·       Magnitude(힘의 크기)

·       Spatial orientation(힘의 방위, 축)

·       Direction(힘의 방향)

·       Point of application(작용점)

**Vector-크기와 방향을 갖는 특성

 

 

 

 

 

 

 

 

여기서 A 는 작용점 

I- internal force

E- external force

M- Magnitude

 

내적인 힘(internal force)-신체 내부에 위치된 구조들로부터 생산, 능동적인 힘-자극된 근육에 의해 발생 된다. 수동적으로도 발생하는데, 이 경우에는 관절 주변의 조직들로 인해, 힘을 주지 않아도 콜라겐 같은 성분들이 자연적으로 힘 발생한다.

외적인 힘(external force)-외부저항 바벨이나 덤벨, 중력

 

Musculoskeletal Torques

모멘트 팔= moment arm

내적인 힘은 양의 방향- 위팔 두갈래근, 상완이두근의 근육의 힘

외적인 힘은 음의 방향-중력

Internal torque= external torque 같다는 전제(등척성 수축, 관절의 움직임이 발생하지 않음을 전제한다)

 

Neumann. Donald A. Kinesiology of the Musculoskeletal System (3rd Ed). 2016.

**정적인 돌림 평형

Ex> 거북 목(forward head)에서

정상적인 목은 중심선이 머리의 중앙 그리고 목과 몸의 가운데를 따라서  같은 선상에 있다고 하면,

하지만 거북 목은 중심점이 목의 중심선보다 앞쪽에 위치하게 된다. 머리의 중심선과 이었을 때 앞쪽에 위치하는 목의 중심선으로 인해 약간의 공간이 생기게 된다. 그 공간을 보완해주기 위해, 뒤에 있는 목 근육들이 지탱을 해주게 된다. 윗등 세모근, 윗등 승모근, 견갑거근 들이 그 역할을 하는데, 근육이 자주 뭉치게 되고 상대적으로 굉장히 많은 힘을 주게 된다.

이 현상을 정적인 돌림 평형이 일어나고 있다고 말할 수 있다.