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문제 정의
- 따라서 본 연구는 업과 다운 시점이 아닌 속도의 변화가 두드러지면서 가장 큰 구심력을 필요로 하는 최대경사선(fall-line) 주변에서의 스키어의 자세를 살펴보고, 실제 기술 수준에 따른 스키어의 움직임을 회전역학의 관점에서 평가하고자 하는 목적에서 수행되었다.
- 본 연구는 스키 카빙턴 동작 시 스키어들의 기술 수준에 따른 동작의 차이를 살펴보는 것으로 기술 수준이 다른 6명의 스키어를 대상으로 최대경사선(fall-line) 주변에서의 자세변화를 살펴보고 스키어의 움직임을 회전역학의 관점에서 평가해보았다. 분석 결과를 고급자의 특성 위주로 정리하면, 최대경사선을 지난 직후 고급자들은 초급자와 중급자들에 비해 중심고의 변화를 최소화시키고 좌우보폭을 일정하게 유지시키는 경향을 나타냈다.
제안 방법
- 이때 비디오카메라의 촬영속도는 30 frames/sec로 설정하였고, 셔터 스피드는 1/500 sec로 각각 설정하였다. 동조를 위해 4대의 발광체(LED)를 설치하였으며 트리거를 이용하여 LED 발광 신호를 동작 중에 삽입하여 동일 시점을 찾도록 하였다.
- 본 연구에서는 분석변인으로 접선속도, 중심고의 변화, 보폭의 변화, 관절각, 회전반경, 구심력 등을 살펴보았다.
- 특히 실험에 사용된 스키는 O사에서 제작한 길이 160 cm의 회전용 스키였으며 처음 타본 참여자들은 2회의 연습을 추가로 실시하게 하였다. 실제 본 실험에서는 모든 실험 참가자들이 2회의 카빙턴 동작을 수행한 후 본인과 연구자의 판단에 따라 가장 좋은 턴이 이루어졌을 때의 자세를 분석 과제로 선정하였다.
- 실험 과제 수행 전 참여자들은 스트레칭과 준비운동을 통해 충분한 사전운동을 실시하였으며, 비교적 좁은 구간에서 턴이 이루어져야 되므로 모든 실험 참여자들이 분석구간의 50 m 전방에서 출발하여 분석 구간 진입 직후부터 우측 45° 방향으로 사활강 후 좌측으로 턴하는 동작이 분석 구간 내에서 이루어지도록 3회 이상 충분한 연습을 실시하였다.
- 자료처리의 첫 번째 단계인 3차원 좌표값을 계산하기 전에 원자료에 포함된 고주파의 노이즈를 제거하기 위해 저역통과필터(lowpass filter)를 사용하여 6 Hz의 차단 주파수(cut-off frequency)로 스무딩하였다.
- 전체 분석구간이 한 턴이므로 한 턴이 포함될 수 있도록 통제점 틀(6 m × 6 m × 2 m)을 경사면에 비스듬히 설치하였다.
- 카빙스키의 곡률반경(회전반경)은 스키플레이트 상의 세 점(T1, T2, T3)을 이용하여 계산하였다. 이때 곡률반경 계산을 위한 스키플레이트 상의 세 점은 탑밴드(T1), 앞바인딩(T2), 테일(T3)의 위치 좌표를 이용하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 동원된 참여자는 S대학교 스키부에 재학중인 6명의 남자 대학생이며 스키 수준에 따라 고급, 중급, 초급으로 각각 2명씩 분류하여 선정하였다[Table 1]. 고급으로 분류된 2명의 스키어는 각각 경력 13년과 5년으로 대한스키지도자연맹에서 발급한 레벨3와 레벨2 자격증을 소지하였으며, 레벨3 자격 소지자의 경우 국내스키기술선수권대회에서도 상위에 랭크되었던 경력을 가지고 있었다.
- 분석구간은 10번째 프레임에서 스키플레이트가 최대경사선(fall-line)을 향하도록 모든 연구 대상자들에게 동일하게 설정하였으며, 이전 9프레임과 이후 11프레임 등 총 20프레임을 분석하였다.
- 고급으로 분류된 2명의 스키어는 각각 경력 13년과 5년으로 대한스키지도자연맹에서 발급한 레벨3와 레벨2 자격증을 소지하였으며, 레벨3 자격 소지자의 경우 국내스키기술선수권대회에서도 상위에 랭크되었던 경력을 가지고 있었다. 중급자로 분류된 참여자는 경력이 2-3년 가량의 동호인 활동 경력을 가지고 있으며 카빙턴을 능숙하게 구사할 수 있는 수준이었으며, 초급자는 경력 1년 미만인 스키어 가운데 카빙턴을 구사할 수 있는 수준의 참여자를 선정하였다.
- 실험 과제 수행 전 참여자들은 스트레칭과 준비운동을 통해 충분한 사전운동을 실시하였으며, 비교적 좁은 구간에서 턴이 이루어져야 되므로 모든 실험 참여자들이 분석구간의 50 m 전방에서 출발하여 분석 구간 진입 직후부터 우측 45° 방향으로 사활강 후 좌측으로 턴하는 동작이 분석 구간 내에서 이루어지도록 3회 이상 충분한 연습을 실시하였다. 특히 실험에 사용된 스키는 O사에서 제작한 길이 160 cm의 회전용 스키였으며 처음 타본 참여자들은 2회의 연습을 추가로 실시하게 하였다. 실제 본 실험에서는 모든 실험 참가자들이 2회의 카빙턴 동작을 수행한 후 본인과 연구자의 판단에 따라 가장 좋은 턴이 이루어졌을 때의 자세를 분석 과제로 선정하였다.
데이터처리
- 통제점과 인체관절 중심점 및 스키플레이트의 좌표화, 동조, DLT방법을 이용한 3차원 좌표의 계산 및 자료의 스무딩에는 영상분석용 프로그램인 Kwon3D 3.1 프로그램을 사용하였으며, 기타 분석 변인의 계산에는 Ms Office Excel 2007, Matlab 6.5프로그램을 이용하였다.
성능/효과
- 632 m로 나타났다. 구심력은 고급자가 각각 2098.11 N과 2383.71 N으로 나타났으며, 중급자는 1790.03 N과 2005.36 N, 초급자는 1233.12 N과 983.62 N으로 나타나 카빙턴 동작에서는 기술 수준에 비례하여 큰 구심력을 생성시키는 것으로 나타났다.
- 분석 결과를 고급자의 특성 위주로 정리하면, 최대경사선을 지난 직후 고급자들은 초급자와 중급자들에 비해 중심고의 변화를 최소화시키고 좌우보폭을 일정하게 유지시키는 경향을 나타냈다. 그리고 구심력 생성에 상체의 활용정도를 높이며 턴 이후 상체의 아래쪽으로의 움직임을 억제시키는 것으로 나타났다. 또한 회전이 이루어지는 동안 초·중급자들에 비해 스키의 회전반경을 줄이지 않으면서도 상대적으로 큰 구심력을 생성시키는 것으로 나타났다.
- [Figure 4]에서 좌우보폭의 전체적인 변화 양상을 보면 고급자들의 경우 최대경사선 전후로 보폭을 일정하게 유지하려는 경향을 보인 반면 중급자는 점차 좁아지거나 넓어지는 양상을 보였다. 그리고 초급자의 경우 두 참여자 모두 회전이 진행되면서 보폭이 넓어졌거나 지나치게 넓은 보폭을 유지하는 경향을 나타냈다.
- 이러한 결과는 카빙턴의 기술수준이 높아짐에 따라 회전 시 큰 구심력을 발생시키며 이로 인해 빠른 회전속도를 얻는다는 것을 의미한다. 더불어 본 연구를 통해 확인된 것은 상급자와 중급자들의 경우 구심력에 결정적인 영향을 미치는 것은 피험자의 체중과 접선방향으로의 선속도이며 초급자의 경우에는 이와 더불어 회전반경 역시 큰 영향을 미친다는 것이다. 또한 엣징각에 따라 스키가 미끄러지는 정도가 달라지게 되며 이것은 결국 사이드컷과 관련이 있다는 Evans 등(1974)의 주장은 결국 스키 사이드컷의 활용 정도가 기술수준과 관련이 있음을 전제하고 있다.
- 또한 회전이 이루어지는 동안 초·중급자들에 비해 스키의 회전반경을 줄이지 않으면서도 상대적으로 큰 구심력을 생성시키는 것으로 나타났다. 따라서 결론적으로 초급과 중급 스키어들이 고급 스키어가 되기 위해서는 턴 동작 시 움직임의 최소화와 함께 정확한 엣징을 통한 구심력의 증가 노력이 가장 중요한 요소일 것으로 판단된다.
- 그리고 구심력 생성에 상체의 활용정도를 높이며 턴 이후 상체의 아래쪽으로의 움직임을 억제시키는 것으로 나타났다. 또한 회전이 이루어지는 동안 초·중급자들에 비해 스키의 회전반경을 줄이지 않으면서도 상대적으로 큰 구심력을 생성시키는 것으로 나타났다. 따라서 결론적으로 초급과 중급 스키어들이 고급 스키어가 되기 위해서는 턴 동작 시 움직임의 최소화와 함께 정확한 엣징을 통한 구심력의 증가 노력이 가장 중요한 요소일 것으로 판단된다.
- 본 연구는 스키 카빙턴 동작 시 스키어들의 기술 수준에 따른 동작의 차이를 살펴보는 것으로 기술 수준이 다른 6명의 스키어를 대상으로 최대경사선(fall-line) 주변에서의 자세변화를 살펴보고 스키어의 움직임을 회전역학의 관점에서 평가해보았다. 분석 결과를 고급자의 특성 위주로 정리하면, 최대경사선을 지난 직후 고급자들은 초급자와 중급자들에 비해 중심고의 변화를 최소화시키고 좌우보폭을 일정하게 유지시키는 경향을 나타냈다. 그리고 구심력 생성에 상체의 활용정도를 높이며 턴 이후 상체의 아래쪽으로의 움직임을 억제시키는 것으로 나타났다.
- 168 m/sec로 초급자가 중·고급자에 비해 상대적으로 느린 접선속도를 갖는 것으로 나타났다. 전체적인 변화패턴을 살펴보면, 기술 수준에 따른 특이한 변화는 관찰되지 않았으며, 모든 피험자들이 최대경사선을 전후해서 접선속도가 가장 빠른 것으로 나타났으며 이후 새로운 턴이 시작되기 직전까지 약간의 감속이 있는 것으로 나타났다.
- 77°를 나타냈다. 최대경사선에서의 결과만 놓고 보면 고급자들은 상체를 상대적으로 많이 숙이면서 회전을 마무리한 반면, 중급자들은 상체를 좀 더 세운 자세로 최대경사선에 진입한 것으로 나타났다. 초급자들의 경우 한명은 고급자와 비슷한 각도를 나타냈지만 다른 한명의 피험자는 중급자와 마찬가지로 상대적으로 상체를 더 세운 자세를 취했다.
- 최대경사선에서의 몸통과 대퇴사잇각을 살펴보면 고급자들은 123.1°와 130.8°인 반면 중급자들은 124.2°와 103.9°, 그리고 초급자들은 120.8°와 93.7°로 나타났다.
- 최대경사선을 지난 직후 고급자들은 중심고의 변화가 거의 없거나 미세하게 낮아졌지만 초급자와 중급자들은 오히려 중심고가 높아진 것으로 나타났다. 이러한 결과는 고급자의 경우 최대경사선을 지난 후에도 다음 회전을 위한 라인을 만들기 위해 성급하게 일어서지 않는 반면 한 명의 중급자와 두 명의 초급자들은 곧바로 일어섬에 따라 구심력의 부족으로 다음 회전에 필요한 스킹라인을 놓치는 결과를 초래할 수도 있을 것이다.
- 몸통과 대퇴사잇각의 변화 양상에서는 특별히 기술 수준에 따른 의미있는 차이가 나타나지는 않았다. 하지만 전체적인 변화폭과 각도에 있어서 기술 수준이 높은 피험자들이 낮은 피험자들에 비해 변화폭이 작으면서 큰 각도폭을 갖는 것으로 나타났다.
- 하지만 본 연구의 결과로는 중급 정도의 숙련도만 갖더라도 충분히 작은 곡률반경을 갖는 턴이 가능하다는 점을 의미하는 결과로도 해석할 수 있다. 한편 구심력의 결과치를 살펴보면 고급자들이 중급자나 초급자들에 비해 최대 2배에 가까운 월등히 큰 구심력을 생성시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 카빙턴의 기술수준이 높아짐에 따라 회전 시 큰 구심력을 발생시키며 이로 인해 빠른 회전속도를 얻는다는 것을 의미한다.
후속연구
- 몇몇 국내연구자들의 경우 실제 스키어의 동작을 분석한 연구를 시도하였는데, 김혜영(2000), 현무성(2003), 이계산과 현무성(2003) 등의 연구가 있었다. 하지만 연구에서 다룬 분석 내용들이 전통적인 패러렐 턴과 마찬가지로 업과 다운 시점에서의 신체 분절의 각도 변화와 무게 중심의 변화에 중점을 둠으로써 업과 다운의 개념이 기존과는 다른 카빙턴의 기술을 평가하기 위한 적절한 해답을 제시하지 못하였다.
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