포환던지기 동작 시 포환과 신체 무게중심의 운동학적 특성 : 한국 여자 기록보유자를 대상으로 Kinematic Characteristics of the Thrower's COM and the Shot in Shot Put : The Woman Record Holder of Korea원문보기
본 논문은 포환던지기 여자 기록보유자의 실제 경기에서 포환과 신체 무게중심의 운동학적 특성을 분석하는데 있다. 이를 위해 2대의 비디오카메라를 이용하여 촬영 한 후, 3차원영상분석을 위해 DLT 방법을 이용하였으며, 자료 분석을 위해 Kwon3D 프로그램을 이용하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 포환의 투사 속도와 투사 높이는 각각 13.73 m/s, 198.6 cm(신장비 119%)로 선행연구들과 비교했을 때, 최적의 수행을 한 것으로 판단되나 투사 각도는 $34^{\circ}$로 다소 작게 나타났다. 둘째, 신체 무게중심의 이동은 글라이드 구간에서 투사 방향으로의 이동이 필요하며, 딜리버리 구간에서 신체 무게중심의 상하 이동을 제어해야 한다. 셋째, 릴리즈 순간 신체 무게중심의 좌우방향과 상하방향의 흔들림 없이 정확한 타이밍에 포환이 투사되어야 한다.
본 논문은 포환던지기 여자 기록보유자의 실제 경기에서 포환과 신체 무게중심의 운동학적 특성을 분석하는데 있다. 이를 위해 2대의 비디오카메라를 이용하여 촬영 한 후, 3차원 영상분석을 위해 DLT 방법을 이용하였으며, 자료 분석을 위해 Kwon3D 프로그램을 이용하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 포환의 투사 속도와 투사 높이는 각각 13.73 m/s, 198.6 cm(신장비 119%)로 선행연구들과 비교했을 때, 최적의 수행을 한 것으로 판단되나 투사 각도는 $34^{\circ}$로 다소 작게 나타났다. 둘째, 신체 무게중심의 이동은 글라이드 구간에서 투사 방향으로의 이동이 필요하며, 딜리버리 구간에서 신체 무게중심의 상하 이동을 제어해야 한다. 셋째, 릴리즈 순간 신체 무게중심의 좌우방향과 상하방향의 흔들림 없이 정확한 타이밍에 포환이 투사되어야 한다.
The purpose of this study was to analyze the kinematic characteristics of the thrower's center of mass (COM) and the shot that her performance hits record high for the 29th National Athletic Competition. Two S-VHS video cameras were used to visualize. The Direct Linear Transformation technique was e...
The purpose of this study was to analyze the kinematic characteristics of the thrower's center of mass (COM) and the shot that her performance hits record high for the 29th National Athletic Competition. Two S-VHS video cameras were used to visualize. The Direct Linear Transformation technique was employed to paint a clear picture in the three dimensional coordination. Kwon3D was used to analyze the data. The results showed that release velocity and height were 13.73 m/s and 198.6 cm(119% by height ratio), respectively, which is considered as peak performance comparing an extensive review of previous literature on the shot put. Release angle was $34^{\circ}$, which is lower than the previous studies. The path of thrower's center of mass is needed to travel in a release direction during the flight phase. The vertical movement of the thrower's center of mass during the driving should be controlled. At release, the perfact timing is required without vertical and horizontal movements of the thrower's center of mass.
The purpose of this study was to analyze the kinematic characteristics of the thrower's center of mass (COM) and the shot that her performance hits record high for the 29th National Athletic Competition. Two S-VHS video cameras were used to visualize. The Direct Linear Transformation technique was employed to paint a clear picture in the three dimensional coordination. Kwon3D was used to analyze the data. The results showed that release velocity and height were 13.73 m/s and 198.6 cm(119% by height ratio), respectively, which is considered as peak performance comparing an extensive review of previous literature on the shot put. Release angle was $34^{\circ}$, which is lower than the previous studies. The path of thrower's center of mass is needed to travel in a release direction during the flight phase. The vertical movement of the thrower's center of mass during the driving should be controlled. At release, the perfact timing is required without vertical and horizontal movements of the thrower's center of mass.
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문제 정의
즉, 포환던지기는 우리나라 선수들이 우수한 경기력을 발휘하기 위해 과학적인 훈련과 이를 뒷받침 해줄 수 있는 기술 분석이 매우 필요한 종목이라 할 수 있다. 따라서 한국기록 보유자인 LMS 선수의 전성기 시절의 경기 영상에 대해 분석하는 것이 본 연구의 목적이며, 이를 통해 우리나라 포환던지기 기록 향상에 도움을 줄 수 있는 과학적인 훈련의 기초자료를 제공할 필요가 있다.
제안 방법
비디오카메라의 촬영속도는 60 fields/s로 촬영되었다. 영상은 예선과 결선 모든 시기가 기록되었고 두 대의 비디오카메라 영상은 특정 순간을 기준으로 동조화 시켰다. 분석하고자 하는 운동학적 변인을 산출하기 위한 디지타이징은 연구자의 시각적 해석에 근거해 실시되었다.
동조화된 영상은 Kwon3D 프로그램을 이용하여 분석 과정을 거쳐 데이터 결과를 얻었다. 예선과 결선 6회의 시기 중 가장 기록이 좋은 3차 시기(18.18 m)의 동작에 대해 영상분석을 실시하였다. 각각의 카메라에서 21개의 인체 관절점과 1개의 포환에 대해 디지타이징하였다.
대상 데이터
2000년 5월 2일 충북 제천에서 개최된 제29회 전국종별육상경기대회의 실제 포환던지기 경기장에 비디오카메라 두 대를 설치하여 촬영하였다. 비디오카메라는 선수들의 경기에 방해되지 않도록 특정한 거리와 각도로 설치 되었다.
한국기록 보유자이며 국가대표 선수인 LMS 선수의 제29회 전국종별육상경기대회의 실제 경기 영상을 분석 대상으로 하였다. LMS 선수의 당시 개인적 특성은 표 1과 같다.
데이터처리
동조화된 영상은 Kwon3D 프로그램을 이용하여 분석 과정을 거쳐 데이터 결과를 얻었다. 예선과 결선 6회의 시기 중 가장 기록이 좋은 3차 시기(18.
이론/모형
각각의 카메라에서 21개의 인체 관절점과 1개의 포환에 대해 디지타이징하였다. 각각의 데이터는 cubic spline 함수를 이용하여 스무딩 되었고, DLT 방법에 의해 3차원 공간 좌표화 하였다. 이 때 차단 주파수는 6 Hz로 설정하였다.
성능/효과
LMS 선수의 운동수행 결과로 야기된 포환의 릴리즈 시 운동학적 변인은 각각 투사 속도가 13.73 m/s, 투사 높이는 198.6 cm, 그리고 투사각이 34 °로 나타났으며 표 2, 이 때 LMS 선수의 기록은 18.18 m를 기록하였다.
LMS 선수의 전후방향으로의 신체 무게중심 속도는 표 4의 결과에서 알 수 있듯이 오른발이 착지하는 글라이드 구간에서 크게 나타난 후(2.29 m/s) 딜리버리 구간에서는 지면과의 접촉과 함께 제동력이 발휘되면서 전방으로의 속도가 감속한 것으로 나타났다. 한편, 수직방향으로의 신체 무게중심 속도는 딜리버리 구간까지 신체 무게중심의 이동 변위에서 나타난 것처럼 고저의 움직임에 의한 속도의 변화가 나타났다.
둘째, 신체 무게중심의 이동에서 글라이드 구간에서 투사 방향으로의 이동이 필요하며, 딜리버리 구간에서 신체 무게중심의 상하 이동을 제어해야 한다.
셋째, 딜리버리 구간부터 릴리즈 순간까지 신체 무게 중심의 좌우방향과 상하방향의 흔들림 없이 정확한 타이밍에 포환이 투사되어야 한다.
LMS 선수의 포환던지기 동작 시 주요 순간에 대한 신체 무게중심의 위치는 표 3과 같다. 신체 무게중심의 좌우 방향의 이동은 준비자세에서 릴리즈 순간까지 약 19 cm가 좌측으로 이동한 것으로 나타났다. 특히 준비자세에서 오른발이 이륙할 때까지 16.
이상의 결론을 바탕으로 일반적인 포환던지기 경기의 기록 향상을 위한 기본적인 제언을 제시하면 포환의 최적의 투사변인은 힘의 방향과 관련된 신체 분절의 효율적인 협응의 문제와 힘의 크기와 관련된 파워의 문제로 집약할 수 있으며, 선수 개인의 신체적 특성을 더해 최상의 기록을 세울 수 있는 것이다.
이상의 선행연구들과 비교했을 때 LMS 선수의 투사 속도는 선행연구에서 보고한 대상자들에 비해 빠른 것으로 나타났으며, 2004 아테네 올림픽 포환던지기 남자 메달리스트들의 투사속도와 비슷하게 나왔다. 한편, 투사각도에 있어 LMS 선수는 다양한 선행 연구 결과와 비교했을 때 다소 작게 나타났으며, 순수한 투사 높이를 기준으로 투사 각도를 조금 더 크게 하는 것이 바람직하다고 사료된다.
첫째, 포환의 투사 속도와 투사 높이는 각각 13.73m/s, 198.6 cm(신장비 119%)로 선행연구들과 비교했을때, 최적의 수행을 하였으나 투사 각도는 34 °로 신장에 비해 다소 작게 나타났다.
신체 무게중심의 좌우 방향의 이동은 준비자세에서 릴리즈 순간까지 약 19 cm가 좌측으로 이동한 것으로 나타났다. 특히 준비자세에서 오른발이 이륙할 때까지 16.7 cm의 비교적 많은 좌측방향으로의 이동이 나타난 것으로 나타났고, 오른발 착지 후 딜리버리 구간에서는 신체 무게중심의 좌우 이동이 거의 일어나지 않은 것으로 나타났다.
18 m를 기록하였다. 포환의 릴리즈 높이는 LMS 선수의 신장 대비 119%인 것으로 나타났다.
29 m/s) 딜리버리 구간에서는 지면과의 접촉과 함께 제동력이 발휘되면서 전방으로의 속도가 감속한 것으로 나타났다. 한편, 수직방향으로의 신체 무게중심 속도는 딜리버리 구간까지 신체 무게중심의 이동 변위에서 나타난 것처럼 고저의 움직임에 의한 속도의 변화가 나타났다. 그리고 난 후 릴리즈 순간까지 신체 무게중심의 수직속도가 빠르게 증가한 것으로 나타났다.
후속연구
[18]이 주장한 서클의 끝에서 부터의 릴리즈 지점의 수평 변위의 중요성과 Liu & Wang[8]이 포환던지기에 있어서 투사 거리의 손해를 감소시키기 위해서는, 투사된 포환과 서클의 끝 사이의 거리를 줄여야 한다는 보고 등을 종합할 때, 포환던지기 경기 특성상 제한된 서클에서 연속적인 투사방향으로의 신체 이동은 바람직하지만 선수 개인의 신장이나 하지장과 같은 신체 조건에 따라 투사 방향의 서클 앞에까지 최대한 이동할 수 있는 방법을 강구해야 할 것으로 판단된다.
[3,4]. 따라서 이들 주요 요인에 대한 과학적인 분석과 우수 선수에 대한 다각적인 비교 연구가 선행되어야 할 것이다.
이는 LMS 선수의 경우 비교적 작은 신장에 의한 투사 높이의 불리함을 극복하면서 지면반력을 최대한 이용하기 위한 동작의 결과로 판단된다. 하지만 더욱 효과적인 동작을 위해서는 왼발의 지면과의 접촉과정에서 수직변위가 하락하는 불필요한 이중동작을 줄이는 즉, 수직속도의 감소 없이 신체 무게중심의 수직 상승을 만들어 낸다면 기록 향상에 도움이 될 것으로 사료된다. 한편, 이러한 동작은 순간적인 폭발력을 발휘하고, 던지는 팔로 힘을 효과적으로 전이시킬 수 있는 협응 즉, 타이밍을 일치시키는 훈련이 필요할 것으로 사료된다.
하지만 더욱 효과적인 동작을 위해서는 왼발의 지면과의 접촉과정에서 수직변위가 하락하는 불필요한 이중동작을 줄이는 즉, 수직속도의 감소 없이 신체 무게중심의 수직 상승을 만들어 낸다면 기록 향상에 도움이 될 것으로 사료된다. 한편, 이러한 동작은 순간적인 폭발력을 발휘하고, 던지는 팔로 힘을 효과적으로 전이시킬 수 있는 협응 즉, 타이밍을 일치시키는 훈련이 필요할 것으로 사료된다. 또한 같은 맥락에서 진행방향에 대한 신체 무게중심의 속도에서 나타난 바와 같이, 글라이드 동안 진행방향에 대한 수평속도는 합성속도와 큰 차이가 없이 유사한 것은 바람직하다.
한편, 후속연구를 위한 제언을 하자면, 힘과 관련된 직접적인 변인 분석을 위한 근전도 분석, 지면반력 분석을 통해 좀 더 복합적인 연구가 이루어지고, 나아가 선수 개개인에 맞는 트레이닝과 관련된 연구가 이루어져야 한다고 할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
포환던지기는 어떤 종목인가?
포환던지기는 육상 투척경기의 대표적인 종목으로서 지름 2.135 m의 콘크리트로 다져진 원 안에서 제한된 규격의 포환을 가장 멀리 던지는 경기이다. 일반적으로 포환던지기는 준비동작, 글라이드, 던지기 준비자세, 던지기, 팔로스루, 리버어스의 과정으로 구분된다[1].
포환던지기는 어떤 동작으로 구분되는가?
135 m의 콘크리트로 다져진 원 안에서 제한된 규격의 포환을 가장 멀리 던지는 경기이다. 일반적으로 포환던지기는 준비동작, 글라이드, 던지기 준비자세, 던지기, 팔로스루, 리버어스의 과정으로 구분된다[1].
포환던지기와 같은 던지기 운동은 역학적으로 어떻게 정리되는가?
일반적인 던지기 운동수행에 있어 운동역학적인 기본 원칙을 정리하면 첫째, 가능한 큰 힘을 긴 거리에 걸쳐 작용시키고, 둘째, 힘은 던지는 방향에 따라 직선적으로 가해야 하며, 셋째, 던지는 동작 중 던지는 방향으로 신체 이동 속도를 떨어뜨리지 말고 가속시켜야 한다[2]는 것으로 이해할 수 있다. 한편, 이러한 운동역학적인 원리는 포환던지기에 있어서는 포환의 투사체 운동에 집중되어야 한다.
참고문헌 (22)
Cooper, J. M., Harkins, D., & Wakefield, F., "Track and Field Fundamentals for Girls and Women(4th ed)". Saint Louis: Mosby. 1977.
Carr, G., "Mechanics of Sport: A Practitioner's Guide". Champaign, Illinois: Human Kinetics. 1997.
Winter, D. A., "Biomechanics and Motor Control of Human Movement", New York: Wiley Inter-science. 1990.
Zatsiorsky, V. M., "Biomechanics in Sport", Blackwell Science Ltd. 2000.
Jeong, B. Y., "Kinematic Analysis of the Shot Putting Motion", Journal of the Korean Society for the Study of Physical Education, 9(2), 273-284. 2004.
Ryu, J. S., Park, J. M., & Kim, T. S., "The Kinematic Difference According to Shot-Putting", Korean Journal of sport Biomechanics, 21(2), pp.161-171. 2011.
Lee, J. H., "Kinematic analysis of the shot-putting in the male national shot-putters", The Korean Journal of School Physical Education, 12(2), pp. 85-92. 2002.
Liu, W. & Wang, M., "Kinematic analysis of Shot Put in elite athletes-A case study", Conference Proceedings Archive, 18 International Symposium on Biomechanics in Sports. 2000.
Ariel, G., Penny, A., Probe, J., Buijs, R., Simonsen, E., Finch, A., & Judge, L. "Biomechanical analysis of the Shot-Put event at the 2004 Athens Olympic Games". Conference Proceedings Archive, 23 International Symposium on Biomechanics in Sports. 2005.
Hubbard, M., "The Flight of Sports Projectiles". In: Zatsiorsky, V.M.(Ed.), Biomechanics in Sport:Performance Enhancement and Injury Prevention. Oxford: Blackwell Science, Ltd. 2000.
Maheras, A. V., "The Relationship between The Angle of Release and The Velocity of Release in The Shot-put, and The Application of A theoretical Model to estimate the optimum Angle of Release (throwing)", Ph.D. Thesis, University of Kansas. 1995.
Tsirakos, D.K., Bartlett, R.M. & Kollias, I.A., "A comparative study of the release and temporal characteristics of shot put", Journal of Human Movement Studies, 28, pp.227-242. 1995.
Kim, H. J., "A Study on the Effect of the Body Segment upon the Record of Shot-Putting", Unpublished manuscript, Korea National University of Education. Korea. 1995.
Lee, H. J., "Study on the Kinematics Analysis of the Upper Limbs and Lower Limbs a Joint Cooperation of Shot-Put", Unpublished manuscript, Myong Ji University, Korea. 1994.
Lee, Y. S., "Kinematic Factors Affecting the Records of Gliders in Shot put", Journal of Korean Physical Education Association for Girls and Woman, 25(2), pp.47-56. 2011.
Steben, R. E. & Bell, S., "Track and field: An Administrative Approach to the Science of Coaching", New Jersey: John Wiley and Sons, Inc., One Wiley Drive, Somerset, 1978.
Hubbard, M., "The throwing events in track and field". In: Vaughn C.L.,(ed), Biomechanics of sport, Boca Raton, Fl, CRC Press, Inc. pp. 213-238. 1989.
Hubbard, M., de Mestre, N. J. & Scott, J., "Dependence of release variables in the shot put", Journal of Biomechanics, 34, pp. 449-456. 2001.
Cooper J. M., & Glassow, R., "Kinesiology(4th ed)". St. Louis: Mosby Co. 1976.
Kim, J. I., "The Kinematic Analysis of Tranxition and Delivery Phase in Skill Motion of the Shot-put", Unpublished manuscript, Korea National Sport University, Korea. 2003.
Lee, S. H., "Techniques training of shot put throwing through peculiarity principles", Korea Institute of Spores Science, Sports Science, Winter issue, pp.34-42. 2007.
Alexander, M. J., indner, K. j., & Whalen, M., "Structural and biomechanics factors differentiating between male and female shot put athletes", Journal of Human Movement studies, 30, pp. 103-146. 1996.
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