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1 . 운동 역학
◆ 근골격계에서의 지레
º 지레 : 회전축을 통과하지 않는 힘(편심력)이 지레에 작용하면, 지레는 회전축 중심으로 회
전.
강체, 부분 강체구조 = > 회전축을 중심으로 회전
º 받침점 => 지레가 회전하는데 중심이 되는 지점
힘의 작용선 => 힘이작용선을 통과하는 직선
º 모멘트 팔 => 지레팔, 힘괄 또는 토크팔이라고도 불리며, 받침점으로부터 힘의 작용선까
지의 수직선
º 토크(or 모멘트) => 힘이 작용해서 받침점을 중심으로 물체가 회전하려는 경향, 정량적으
로, 토크는 힘과 모멘트 팔의 곱
º 근력 => 근육이 수축되어 그 말단에서 발생한 힘.
º 역학적 이득 = > 지레에 작용한 힘에 대해 산출된 힘 간의 비율
역학적 이득이 1 보다 크면 작용한 힘보다 저항체에 가해진 힘이 큰 경우이고, 1 보다 작으면
지레에 가한 힘보다 저항체에 가한 힘이 적은 경우 이다.
º 1종 지레 => 받침점을 중심으로 작용력과 저항력이 서로 반대쪽에서 작용하는 지레
Ex) 손톱깍기
º 2종 지레 => 작용력과 저항력이 같은 쪽에서 작용
작용력에 의한 모멘트 팔보다 저항력에 의한 모멘트 팔이 짧아 역학적 이득이 1보다 큰 지
레
Ex) 병따개
º 제 3종 지레 => 받침점, 작용력, 저항력의 순서대로 놓인 지레
작용력에 의한 모멘트 팔이 저항력에 의한 모멘트 팔보다 항상 짧다. 낮은 역학적 이득 때
문에 근력이 저항력보다 항상 커야 한다.
Ex) 젓가락.
u 인체의 해부학적인 면
해주학적 자세 = > 전후면 , 좌우면, 수평면
◆ 근력과 파워
º 정의
근력 : 스포츠나 다른 일상적 활동을 하는데 있어 힘을 발휘할 수 있는 능력
힘을 발휘할 수 있는 능력 => 측정 : 등척성 검사 or 최대 리프팅 운동검사
파워 : 정력, 에너지, 기계적인 힘을 발휘하거나 일을 할 수 있는 능력
일에 대한 시간의 변화량. 즉, 일률이고 일은 물체에 가한 힘과 그 방향으로 물체가 움직인
거리를 곱한 양이다.
일 = 힘 x 움직인 거리
파워 = 힘 x 움직인 거리 시간 = 일 시간
= 힘 x 속도
따라서, 파워 : 빠른 스피드 상황에서 힘을 발휘할 수 있는 능력
근력 : 실제로 낮은 스피드에서 힘을 발휘할 수 있는 능력
º SI 단위에서의 일과 파워
국제단위계(SI: 프랑스에서 시작)
뉴턴 ( N) : 힘의 단위
미터 ( m) : 거리 단위
Joule
와트 (W ) : 파워
1 마력 = 7 46 W
Foot, p ound 의 일을 joule로 바꿀 때에는 1 .3 6을 곱해야 한다.
º 신체적 활동에서의 일과 파워
유산소 활동은 연료의 산화과정을 통해 생산된 파워를 유지하는 능력에 따라 그 수행력이
달라지는 활동이다.
파워 생성에 있어 중요한 요인은 산소를 활동근에 공급할 수 있는 순환계의 능력이다. 또한
매우 짧은 시간에 이루어지는 신체적 활동에서 중요하다. Ex) 높이뛰기, 투포환 등등..
신체는 효율이 높지 않기 때문에 신체활동 중에 발생된 대부분의 에너지는 열로 없어진다.
근육활동으로 소비되는 에너지는 20 ~3 0% 뿐이다. 소비된 에너지는 기계적 일에 의해 생성된
에너지의 4배이다.
º 저항운동에서의 일의 계산
정통적 웨이트 리프팅 : 모든 세트에 대한 중량의 무게에 반복 횟수를 곱하고 더하여 정량
화한다.
리프팅 정확히 측정 방법은 반복하는 동안 중량물이 움직인 수직거리를 측정.
일 = 무게 x 수직거리 x 반복 횟수
*수직 거리는 두 측정치의 차이이다.
º 회전 운동에서의 일과 파워
회전만 하여도 일과 파워를 적용 시킬 수 있다.
각변위는 통상적으로 도(deg ree; deg )로 측정되며 물체가 회전한 각도를 말한다. 각도의 국
제단위계는 라디안(ra dia n; ra d) 57 .3도와 같다.
물체의 회전 스피드를 각속도라 하며, 회전 파워를 계산하기 위해 각도(deg )를 라디안(ra d)
으로 변화시키는 것이 필요.
토크는 뉴턴미터로 표현, 일의 단위와 같다.
B ut. 토크에서의 힘은 물체를 회전축을 중심으로 회전시킨다.
토크에서의 거리는 힘의 작용선에 수직인 모멘트 팔의 길이
일에서의 힘은 공간으로 물체를 이동시키기 위해 작용.
일에서의 거리는 힘이 작용한 방향으로 말체가 이동한 거리
회전 일(J) = 토크( Nm) x 각 변위(ra d)
◆ 근력의 생체역학적 요인
º 신경조절
근력 생성 : 근수축시 동원되는 운동 단위의 수와 위치, 운동단위의 신호전달률을 뇌로부터
정하는 신경신호에 의해 결정.
초기 근력 증가율 : 근섬유 크기의 증가율을 능가한다.
근비대에 따른 느림 증진은 오랜 기간에 걸쳐 지속 되지만 더디다.
º 근육의 횡단면적
근육 힘 발생 능력의 관련성은 부피보다 횡단면적이다.
따라서 키가 큰 사람은 횡단면적이 작기 때문에 동일한 근육량을 가지고 있는 키 작은 사람
에 비해 저항운동이 어렵다.
º 근섬유의 정렬
근조직은 횡단면적 1㎠ 당 16 ~`00 N의 힘을 가짐.
힘의 변화량은 근섬유의 정렬 상태에 따라 달라짐.
인체의 여러 근육들은 우상근 이다. 우상각은 15 도이하이다. 우상의 이점은 근질량이 관절
쪽으로 분포되어 있기 때문에 사지의 가속을 방해하는 회전 관성을 감소시킨다.
장점 : 우상근은 근수축 속도가 빠른 상황에서 근육의 말단부위에서 더 큰 힘을 발생시킨다.
단점 : 우상근은 등척성, 원심성 또는 저속도 단축성 근력을 발생하는 능력이 부족한 것.
º 근 길이
십자형교 부착 부위가 최대로 많아지는 상태 => 근육이 휴식 상태의 길이로 있을 때.
Why? 액틴과 마이오신 이 서로 인접하여 공유할 수 있는 기회가 많아지기 때문이다.
따라서, 휴식 상태의 길이로 있을 때 최대 수축력 발휘
휴식 상태보다 늘어나게 되면 액틴과 마이오신의 공유가 줄어든다.
B ut, 모든 신체 분절에 적용 안됨. 고객이 원하는 범위 내에서 스피트를 유지할 수 있도록
저항운동 제공.
º 관절각
근력->토크->회전
실제로 인체의 모든 움직임은 관절의 축으로 한 회전이다.
근력이 토크를 만들어 회전 효과를 갖는다.
근육은 뼈의 회전 운동을 만들고 관절의 운동 범위 내에서 최대 토크를 만듬.
토크의 크기 변화 : 힘과 근 길이의 관계, 근육 건 관절 내부 구조의 기하학적 모양에
따른 관절 범위 내에서의 지레 팔의 변화에 따라 결정. -> 빠른 스피드는 낮은 토크 능력
관절각의 기능에 따라 최대 근 토크가 발현되는 유형은 최대 근력이 발현되는 유형과는 다
를 수 있다.
1 ) 근 모멘트 팔은 회전축과 건 위치가 달라지기 때문에 전체의 움직임을 통해 변한다.
2 ) 움직임을 일으키기 위해 근육 군이 관절 주위에서 어려 근육들이 작용한다.
3 ) 2관절 근육들의 근 길이가 두 개의 관절각에 의해 영향을 받게 된다.
º 근수축 속도
근력은 수축속도가 증가할수록 감소한다. 하지만 빠른 스피드 훈련은 근력과 속도 관계의
곡선 형태를 변경 가능 -> 빠른 스피드에서는 근력이 급격히 감소하지 않는다.
º 관절각 속도
근수축력에 의해 발생된 토크는 근육이 수축하는 방향에 따라 관절각의 속도가 변화
등속적 / 구심성(수축) 운동 각속도 증가=> 최대 토크 감소
/ 원심성(이완) 운동 각속도 증가=> 최대 토크 각속도 9 0도/초까지 증가 이후 감소.
결국 최대 근력은 원심성 수축으로 얻는다.
º 질량에 대한 근력 비율
질량에 대한 근력 비울은 발휘한 근력을 신체 질량으로 나눈 것이다.
이것은 신체를 들어올리고 가속시키는 능력을 반영 => 단거리 달리기, 높이뛰기에서 중요.
근력의 증가율이 체중보다 클 때에만 근력 훈련은 질량에 대한 근력 비율을 향상시킬 수 있
다. 보디 빌더들에게는 이러한 공식이 맞지 않다. B ut, 신체의 움직이는 능력을 발달 시는
데에 관심이 있는 사람들은 체중보다는 근력을 향상 시키는 것이 중요하다.
따라서, 질량에 대한 근력 비율이 높다는 것은 일반적으로 향상된 운동수행능력을 의미한다.
2 . 저항운동의 적응
◆저항운동에 대한 기본적 적응
반응 : 단기적 적응은 운동 중에 혹은 운동 직후에 인체에 나타나는 변화
장기적 적응은 반복적인 훈련 수행 후나 일정한 훈련기간이 종료된 후에도 장기간 지속되는
인체의 변화.
근육의 크기와 근력을 증가시키기 위해 필요한 것은 과부하.
점진적 과부하 방식은 무거운 부하를 조절할 수 있는 근육의 능력을 길러준다. 또한 다양한
생리적 적응을 나타낸다.
실행초기: 무거운 부하에 대한 근육의 능력은 빠르게 증가 -> 운동단위의 활성화 증가(신경
계의 적응).
8 ~1 2주 후 : 뚜렷한 근 비대는 살펴볼 수 없다.
따라서, 저항운동 프로그램 : 세포의 적응, 무산소성 효소의 양 변화 저장 에너지 기질 변
화, 근섬유 단백질 내용물 증가, 비수축근 단백질 증가. 또한 운동 단위의 활성을 돕기 위해
서 중추신경계와 말초신경계 변화가 일어난다.
◆ 단기적 적응
운동 중이나 운동 직후에 근신경계에서 일어나는 단기적 변화들이 장기적 적응을 이끌어낸
다.
º 신경계의 변화
활성화 과정 : 특정 근세포를 자극하는 α운동신경으로부터 방출된 아세틸콜린에 의해 근세
포에 활동 전위를 발생시킨다.
활동 전위 : 근육의 표면이나 근육 내부에 삽입한 전극에 의하여 기록될 수 있는 근세포막
에 대한 전압의 변화이다.
이러한 전기적 현상을 기록하는 것 => 근전도
근력의 조절 : 운동단위의 동원, 부호화 속도 상호작용.
운동 단위의 동원 : 더 큰 힘을 얻기 위해 더 많은 운동 단위의 활성화 필요.
부호화 속도 : 운동단위의 격발 속도를 조절하는 것.
대근육 - 운동 단위 / 소근육 - 격발 속도 의존
운동 단위의 동원 : 크기의 원리에 기초
이것은 지근 섬유를 자극하는 운동단위 근섬유 수 < 속근 섬유를 자극하는 운동단위 근섬
유 수
지근 섬유성 운동 단위 : 작은 힘에서도 운동 단위의 동원이 이루어진다.
속근 섬유성 운동 단위 : 높은 운동 강도에서 운동 단위의 동원이 이루어진다.
º 근육계의 변화
근세포 내의 단기적
