[논문]평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 기술의 운동역학적 분석

김규완; 류영; 전경규

doi:10.5103/kjsb.2012.22.4.395

평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 기술의 운동역학적 분석
A Kinetics Analysis of Tucked Backward Salto on the Balance Beam 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.22 no.4, 2012년, pp.395 - 404

김규완 (인천대학교 예술체육대학 체육학과) , 류영 (인천대학교 예술체육대학 체육학과) , 전경규 (인천대학교 예술체육대학 스포츠과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to perform the kinetic analysis of tucked backward salto on the balance beam. Eight women's gymnastics players(age: $15.88{\pm}2.45yrs$, career: $6.38{\pm}0.52yrs$, height: $152.38{\pm}7.35cm$, weight: $44.25{\pm}7.54kg$) of the I-region participated in this study. The kinematic variables were analyzed response time of motion, angle, velocity, acceleration and the kinetic variables were analyzed ground reaction force(GRF) of motion. For measure and analysis of kinematic and kinetic variables of this study, used to synchronized to 6 Eagle camera and 1 force plate, used to the Cortex(Ver. 1.0) for analyzed of variables. The results were as follows; To the kinematic variables of tucked backward salto on the balance beam, a time appeared longer landing than air rotation, changes of angle regulated segment of body smaller moment of inertia when air rotation, larger moment of inertia when releasing and landing. A velocity appeared fast motion when releasing and air rotation of body, but appeared more decelerations from landing and acceleration showed to be tended to velocity. A GRF appears jump more than twice the weight at the moment that showed the power of motion to all subject.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한, 선행연구에서 분석된 요인들이 운동학적 분석에 그치고 있어 평균대 위에서의 뒤공중돌기와 관련된 정보가 상당히 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구는 여자체조 평균대 종목의 기본 기술 중 하나인 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작에 대한 선행연구들의 미흡한 부분을 보완하고자 실제 경기 상황과 유사한 0.7 m 높이의 평균대 위에서 운동역학적 방법으로 실시하였다. 이러한 과학적 연구를 통해 동작 수행의 안정성 확보와 기술수준의 신장과 함께 선수들의 경기력을 향상시키고, 평균대 종목 수행에 있어 과학적이고 구체적인 정보를 제공하는 목적이 있다.
이 연구의 목적은 평균대에서 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작의 수행 시 운동학적 및 운동역학적 변인을 규명함으로써 동작수행의 안정성 확보와 기술수준의 향상으로 경기력을 향상시키기 위해 현장의 과학적인 기초 자료를 제공하는데 있다. 이를 위해 I지역 여자체조 대표선수 8명을 대상으로 선정하여 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
7 m 높이의 평균대 위에서 운동역학적 방법으로 실시하였다. 이러한 과학적 연구를 통해 동작 수행의 안정성 확보와 기술수준의 신장과 함께 선수들의 경기력을 향상시키고, 평균대 종목 수행에 있어 과학적이고 구체적인 정보를 제공하는 목적이 있다.

제안 방법

가속도요인은 몸통, 골반, 무릎 및 발목의 인체 관절점의 3차원 좌표를 이용하여 각 국면별 신체중심의 수평 및 수직속도를 산출하였다.
각도요인은 지지하는 양쪽 다리의 골반각, 엉덩각, 무릎각 및 발목각을 산출하였다. 이를 위해 골반각과 무릎각은 두 분절이 이루는 상대각으로 정의하였고, 엉덩각은 수직축과 몸통이 이루는 절대각, 발목각은 디딤발의 분절중심점과 신체중심 점을 잇는 벡터와 수직축과 이루는 절대각으로 산출하였다.
62 m의 상자를 제작하여 사용하였다. 높이 1.25 m, 길이 5 m, 너비 0.1 m의 평균대 2대를 0.7 m로 낮추어서 지면반력기 사이에 설치하였고, 실험 중 피험자들의 낙상으로 인한 부상을 막기 위해 평균대 밑으로 고무매트를 약 0.35 m 높이로 하여 설치하였다. 카메라는 측정 장소의 앞·뒤쪽으로 3대씩 고정시켜 동작이 이루어지는 모든 면을 충분히 촬영할 수 있도록 설치하였다.
속도요인은 몸통, 골반, 무릎 및 발목의 인체 관절점의 3차원 좌표를 이용하여 각 국면별 신체중심의 수평 및 수직속도를 산출하였다.
시간요인은 지면의 지지 반응시간과 각 국면별 소요시간을 산출하였다.
실험 전에 각각의 카메라와 지면반력기 간의 동조는 A/D 컨 버터(NI-USB 6218, National Instruments, Hungary)를 활용하여 통제하였다. 정확한 분석을 위해 모든 피험자들에게 피부에 밀착된 타이즈를 입고 [Figure 2]와 같이 인체관절 중심의 좌표화를 위해 반사마커 29개를 부착하여 정적자세를 촬영하였다.
이 연구에서 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작 수행에 대한 운동학적 및 운동역학적 요인 값을 구하였다. 구체적으로 동작 시의 시간요인, 각도요인, 속도요인, 가속도요인 및 지면반력 등에 관한 자료를 Windows용 통계분석 프로그램인 PASW(Ver.
이 연구에서는 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작을 분석하기 위해 평균대(Spieth, Sweden)와 동작분석 카메라(6 Eagle camera, Motion Analysis Corp., USA), 반사 마커 (9.5mm, Motion Analysis Corp., USA) 그리고 지면반력기 (OR6-5-2000, AMTI Inc., USA)를 사용하였다. 촬영한 동작의 분석을 위한 프로그램은 Cortex (Ver.
각도요인은 지지하는 양쪽 다리의 골반각, 엉덩각, 무릎각 및 발목각을 산출하였다. 이를 위해 골반각과 무릎각은 두 분절이 이루는 상대각으로 정의하였고, 엉덩각은 수직축과 몸통이 이루는 절대각, 발목각은 디딤발의 분절중심점과 신체중심 점을 잇는 벡터와 수직축과 이루는 절대각으로 산출하였다.
실험 전에 각각의 카메라와 지면반력기 간의 동조는 A/D 컨 버터(NI-USB 6218, National Instruments, Hungary)를 활용하여 통제하였다. 정확한 분석을 위해 모든 피험자들에게 피부에 밀착된 타이즈를 입고 [Figure 2]와 같이 인체관절 중심의 좌표화를 위해 반사마커 29개를 부착하여 정적자세를 촬영하였다. 실제 동적자세인 뒤공중돌기 기술 수행 시에는 좌우 안쪽의 무릎과 발목에 부착된 4개의 마커를 제거하고 총 25개의 반사마커를 활용하여 촬영 및 분석에 사용하였다.
지면반력 요인은 지면반력기 위에 스탠스 자세에서 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작 시 지면에 가해지는 수직 최대지면반력(Fz) 값을 분석하였다. 한편 자료의 처리에서 지면 반력 값은 각 선수들의 체중 값으로 나누어 표준화 하였다.
실제 동적자세인 뒤공중돌기 기술 수행 시에는 좌우 안쪽의 무릎과 발목에 부착된 4개의 마커를 제거하고 총 25개의 반사마커를 활용하여 촬영 및 분석에 사용하였다. 측정 전 동작을 충분히 연습한 후 실제 경기 때와 같이 평균대 위에서 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기를 수행하였다. 국내 심판자격이 있는 여자심판과 코치가 흔들림 없이 성공적으로 착지한 동작을 성공한 동작으로 선정하였고, 이를 분석에 사용하였다.
지면반력 요인은 지면반력기 위에 스탠스 자세에서 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작 시 지면에 가해지는 수직 최대지면반력(Fz) 값을 분석하였다. 한편 자료의 처리에서 지면 반력 값은 각 선수들의 체중 값으로 나누어 표준화 하였다.

대상 데이터

측정 전 동작을 충분히 연습한 후 실제 경기 때와 같이 평균대 위에서 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기를 수행하였다. 국내 심판자격이 있는 여자심판과 코치가 흔들림 없이 성공적으로 착지한 동작을 성공한 동작으로 선정하였고, 이를 분석에 사용하였다.
정확한 분석을 위해 모든 피험자들에게 피부에 밀착된 타이즈를 입고 [Figure 2]와 같이 인체관절 중심의 좌표화를 위해 반사마커 29개를 부착하여 정적자세를 촬영하였다. 실제 동적자세인 뒤공중돌기 기술 수행 시에는 좌우 안쪽의 무릎과 발목에 부착된 4개의 마커를 제거하고 총 25개의 반사마커를 활용하여 촬영 및 분석에 사용하였다. 측정 전 동작을 충분히 연습한 후 실제 경기 때와 같이 평균대 위에서 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기를 수행하였다.
실험 전 운동역학적 요인에 관한 자료를 획득하기 위해 평균대와 지면반력기의 높이를 일치시키기 위하여 0.62 m의 상자를 제작하여 사용하였다. 높이 1.
연구에 참여한 대상자는 평균 연령은 15.88±2.45 yrs, 선수경력 6.38±0.52 yrs, 신장 152.38±7.35 cm, 체중 44.25±7.54 kg으로 나타났다.
이 연구의 대상은 I지역 여자체조 대표선수 중 전국규모의 경기에서 입상경력이 있는 선수 8명을 목적표집 방법으로 선정하였다. 측정 전 대상자들에게 연구의 목적과 방법에 대해 설명하였으며 참여 동의서를 받고 연구를 실시하였다.
이 연구의 목적은 평균대에서 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작의 수행 시 운동학적 및 운동역학적 변인을 규명함으로써 동작수행의 안정성 확보와 기술수준의 향상으로 경기력을 향상시키기 위해 현장의 과학적인 기초 자료를 제공하는데 있다. 이를 위해 I지역 여자체조 대표선수 8명을 대상으로 선정하여 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

데이터처리

이 연구에서 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작 수행에 대한 운동학적 및 운동역학적 요인 값을 구하였다. 구체적으로 동작 시의 시간요인, 각도요인, 속도요인, 가속도요인 및 지면반력 등에 관한 자료를 Windows용 통계분석 프로그램인 PASW(Ver. 18.0, SPSS Inc., USA)를 이용하여 각 변인의 평균 및 표준편차를 Event와 Phase별로 산출하였다.
카메라는 측정 장소의 앞·뒤쪽으로 3대씩 고정시켜 동작이 이루어지는 모든 면을 충분히 촬영할 수 있도록 설치하였다. 카메라를 통해 얻은 각 관절점의 좌표는 Cortex 프로그램을 이용하여 운동학적 및 역학적 변인들을 분석하였고, 분석구간의 정확한 좌표설정을 위해 Calibration을 실시하였다. 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작의 영상자료 수집을 위한 실험장비의 배치는 [Figure 1]과 같다.

성능/효과

1. 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 시 소요시간은 공중국면 구간이 길게 나타났으며, 이로 인해 여유 있는 착지가 가능한 것으로 나타났다.
2. 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 시 각도는 공중국면 구간에서 골반 및 무릎 각도를 작게, 투사와 착지 구간에는 골반 및 무릎 각도를 크게 하여 신체의 분절을 조절하는 것으로 나타났다.
3. 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 시 속도와 가속도는 투사와 공중국면 구간에서 수직속도를 증가하기 위해 빠른 속도를 나타냈고, 착지 구간에서는 속도가 감속되는 것으로 나타났다.
4. 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 시 운동역학적 요인인 지면반력은 도약순간 체중의 약 2배 이상의 힘을 발생하는 것으로 나타났다.
Kim & Jin(1995)은 경력 5~6년 고등학교 체조선수 5명을 선정하여 뒤공중돌기 동작의 수행시간을 연구하였다. 그 결과 비행구간이 전체동작 수행시간의 43 %, 준비구간은 전체동작 수행시간의 41.2 %를 보이며 전체소요시간의 대부분을 차지한 것으로 나타났다. 평균대 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기에 대한 준비과정에 대해 Kim & Jin(1995)의 연구에서는 공중구간이 전체소요시간 중에 가장 길게 소요된 국면으로 차이를 보였다.
6 deg으로 본 연구과 유사한 경향을 보 였다. 또한 본 연구 결과의 무릎과 발목관절의 각도에서와 같이 E2에서 무릎과 발목이 굴곡된 자세에서 중심이 앞으로 많이 치우치지 않게 이상적 인 자세를 취한 것을 알 수 있었다.
특히 충분한 체공시간으로 안정된 동작과 착지에 이르는 기술수행과 관련된 운동역학적 연구는 상당히 부족하다. 평균대 종목의 운동학적 및 운동역학적 분석을 활용한 본 연구의 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 수행 시 전체 소요시간을 보았을 때 P1이 가장 길게 소요됐고, P4, P3, P2 순으로 나타났다. 이러한 결과는 매트가 아닌 평균대 위에서 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기를 수행하기 때문에 몸의 흔들림을 최소한 줄이기 위해서 준비과정이 길게 이루어진 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기계체조의 여자 종목은 어떤 식으로 분류되어 있는가?	기계체조의 여자 종목은 도마와 이단평행봉, 평균대 그리고 마루운동 4종목으로 분류되어 있으며(Federation Internationale de Gymnastique(FIG), 2011), 각 종목에서의 공중돌기 기술은 서로 다른 형태로 구성되어 있다. 공중돌기 기술수행 시 몸의 구부림 정도와 동작의 정확도 그리고 신체의 투사높이 등이 경기력의 결정에 중요하게 작용한다(Park, 2008).
	공중돌기 기술수행 시 경기력의 결정에 중요하게 작용하는 것은?	기계체조의 여자 종목은 도마와 이단평행봉, 평균대 그리고 마루운동 4종목으로 분류되어 있으며(Federation Internationale de Gymnastique(FIG), 2011), 각 종목에서의 공중돌기 기술은 서로 다른 형태로 구성되어 있다. 공중돌기 기술수행 시 몸의 구부림 정도와 동작의 정확도 그리고 신체의 투사높이 등이 경기력의 결정에 중요하게 작용한다(Park, 2008).
	선행연구들의 단점을 보안하기 위해 어떠한 방법으로 연구를 실시하였는가?	또한, 선행연구에서 분석된 요인들이 운동학적 분석에 그치고 있어 평균대 위에서의 뒤공중돌기와 관련된 정보가 상당히 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구는 여자체조 평균대 종목의 기본 기술 중 하나인 제자리 무릎 구부려 뒤공중돌기 동작에 대한 선행연구들의 미흡한 부분을 보완하고자 실제 경기 상황과 유사한 0.7 m 높이의 평균대 위에서 운동역학적 방법으로 실시하였다. 이러한 과학적 연구를 통해 동작 수행의 안정성 확보와 기술수준의 신장과 함께 선수들의 경기력을 향상시키고, 평균대 종목 수행에 있어 과학적이고 구체적인 정보를 제공하는 목적이 있다.

참고문헌 (13)

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원문보기 상세보기
Yoon, H. J., Ryu, J. S., Kim, D. M., & Kim, Y. N.(2000). The kinetic analysis of forward somersault on balance beam. Korean Journal of Sport Biomechanics, 9(2), 291-305.
Yoshiaki Takei, Hiroshi Nohara, & Mamort Kamimura(1992). Techniques used by elite gymnasts in the 1992 olympic compulsiry dismount from the horiaontal bar. Journal of Sport Biomechanics, 8, 207-232.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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