Objective : The purpose of this study was to find some kinetic variable's relationships between personal records and low records in female high jump. Methods : Collected data of the subjects(N=8, ages: $25.5{\pm}1.85$, height: $173{\pm}5.83$, mass: $54.75{\pm}6.36$ p...
Objective : The purpose of this study was to find some kinetic variable's relationships between personal records and low records in female high jump. Methods : Collected data of the subjects(N=8, ages: $25.5{\pm}1.85$, height: $173{\pm}5.83$, mass: $54.75{\pm}6.36$ personal record: $1.71{\pm}0.04$, low record: $1.62{\pm}0.03$) were used for the last three strides and take-off phase. Five video cameras set in 30frames/s were used for recording. After digitizing motion, the Direct Linear Transformation(DLT) technique was employed to obtain 3-D position coordinates. The kinematic and kinetic factors of distance, velocity, angle, impulse, jerk variables were calculated. A paired t-test was applied for the difference of variables between personal records and lower records and for correlation with performances and variables. The significance level was accepted at p<.05. Results : There was no relationship between pattern of stride and performance. However, rate of change of velocity was related with cental of mass height(CMH) at peak point(PP). Knee, hip, backward lean, foot plant, approach and take off angle showed no difference between best record and low record. Vertical impulse momentum also showed no difference between performances. Conclusion : According to a t-test result, there were significant differences in CMH at PP and jerk at touch down between best record and low record.
Objective : The purpose of this study was to find some kinetic variable's relationships between personal records and low records in female high jump. Methods : Collected data of the subjects(N=8, ages: $25.5{\pm}1.85$, height: $173{\pm}5.83$, mass: $54.75{\pm}6.36$ personal record: $1.71{\pm}0.04$, low record: $1.62{\pm}0.03$) were used for the last three strides and take-off phase. Five video cameras set in 30frames/s were used for recording. After digitizing motion, the Direct Linear Transformation(DLT) technique was employed to obtain 3-D position coordinates. The kinematic and kinetic factors of distance, velocity, angle, impulse, jerk variables were calculated. A paired t-test was applied for the difference of variables between personal records and lower records and for correlation with performances and variables. The significance level was accepted at p<.05. Results : There was no relationship between pattern of stride and performance. However, rate of change of velocity was related with cental of mass height(CMH) at peak point(PP). Knee, hip, backward lean, foot plant, approach and take off angle showed no difference between best record and low record. Vertical impulse momentum also showed no difference between performances. Conclusion : According to a t-test result, there were significant differences in CMH at PP and jerk at touch down between best record and low record.
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문제 정의
그러나 바의 높이가 올라감에 따라 도움닫기, 발구름 동작에서의 운동학적, 운동역학적 변인의 차이가 발생할 것이라는 연구는 아직 미미한 실정이며, 더불어 바 높이 변화에 따른 운동수행의 변화를 조사하기 위해서는 선수들의 최저기록과 최고기록에서 운동학적, 운동역학적 변인들과 발구름 동작과 바(bar)사이에서 일어나는 각도 변인들을 분석하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구는 경기력 간에 변인들의 차이가 있다는 가설을 설정하고 변인 간의 상관관계를 조사하여 국내 여자높이뛰기선수들의 최고기록과 최저기록에서의 도움닫기와 발구름 동작을 분석하는 데 목적을 둔다.
제안 방법
이 연구에서 분석된 변인은 Kwon3D ver. 3.1 프로그램을 이용하여 성분별 신체 중심 속도, 도움닫기 보폭 길이와 신체 중심 높이변화, 각도요인에서는 발구름 다리의 고관절과 무릎 각에 대한 상대각과 후경각(Backward Lean Angle), 도약각(takeoff angle), 입사각(Foot Plant Angle), 그리고 도움닫기 각(Approach Angle)에 있어서는 축에 대한 절대각으로 분석하였다. 후경각은 발목 관절과 신체중심을 잇는 선과 전역좌표계의 Z축이 이루는 각, 입사각은 발구름 시 발의 발끝과 뒤꿈치를 연결한 벡터와 높이뛰기 바 사이의 각이며, 도움닫기 각은 takeoff 시 신체중심의 합성속도의 벡터와 높이뛰기 바 사이의 각으로 설정하였다(Figure 1).
05로 설정하였다. 이 연구에서의 분석구간은 [Figure 2]와 같이 접지(touch down: 3TD, 2TD, 1TD, TD)와 이지(takeoff: 3TO, 2TO, 1TO, TO), 그리고 신체 중심 최고점(peak point :PP)으로 구분하여 9개의 Event와 5 Phase로 설정하였다.
이와 같이 높이뛰기 경기력 향상과 관련된 선행연구들이 중점적으로 다루고 있는 도움닫기의 속도, 발구름 동작 및 바 위에서의 운동학적, 운동역학적 변인들은 최고기록을 수립한 시기를 선정하여 분석하였고, 그 결과를 다른 선수들과 비교하여 분석된 변인들을 판별하였다. 그러나 바의 높이가 올라감에 따라 도움닫기, 발구름 동작에서의 운동학적, 운동역학적 변인의 차이가 발생할 것이라는 연구는 아직 미미한 실정이며, 더불어 바 높이 변화에 따른 운동수행의 변화를 조사하기 위해서는 선수들의 최저기록과 최고기록에서 운동학적, 운동역학적 변인들과 발구름 동작과 바(bar)사이에서 일어나는 각도 변인들을 분석하는 것이 필요하다.
촬영된 영상에서 각 관절점의 3차원 좌표는 Plagenhoef(1983)의 자료를 이용하여 20개의 관절점으로부터 14개의 연결된 강체로 정의하였으며, 바(bar)와 지주는 6개의 그래픽 점으로 3개의 강체로 정의 하였다. 3차원 위치 좌표값은 Kwon3D Version 3.
특히 발구름 국면에서 도움닫기 마지막 1보 접지순간부터 발구름 접지까지 충돌 빠르기와 관련된 Jerk를 분석하였는데, 이는 마지막 1보 접지순간부터 발구름 접지까지 가속도를 시간으로 미분하여, 아래와 같은 식(2)을 이용하여 산출하였다.
대상 데이터
2011년 제 65회 전국 육상경기 선수권 대회 높이뛰기 결승 여자 일반부 선수들을 대상으로 하였으며, 대상자 중 KHS 선수는 최고기록과 최저기록이 동일하여 배재하였다.
JVC 비디오카메라 5대를 관중석에 설치하였으며, 1 m × 1 m × 2 m의 통제점 틀은 착지 매트의 앞에 7 m 간격으로 설치하였으며 촬영 후 제거하였다.
본 연구는 2011년 제 65회 전국 육상경기 선수권 대회 여자 일반부 높이뛰기 결승을 촬영하였다. JVC 비디오카메라 5대를 관중석에 설치하였으며, 1 m × 1 m × 2 m의 통제점 틀은 착지 매트의 앞에 7 m 간격으로 설치하였으며 촬영 후 제거하였다.
10 m/s라고 보고하였다. 본 연구에서 국내 여자선수들은 패널티메이트 스트라이드에서의 1보와 발구름 접지와 이륙순간 수평속도가 Antekolovic 등(2006)의 연구 대상자인 Blanka Vlasic 와 엘리트 선수들의 결과의 범위 내에 있었다. 그러나 국내 여자선수들의 도움닫기 마지막 세 스트라이드에 대한 경기력 변화에 따른 수평속도 변화율은 각각 -0.
데이터처리
수집된 운동학적, 운동역학적 자료는 통계 프로그램(SPSS 21)을 이용하여 모든 변인들의 기초통계량을 산출하고, 도움닫기 마지막 3보 구간과 발구름 구간의 jerk와 충격력, 속도, 각도 변인이 경기력에 미치는 영향을 비교하기 위하여 paired t-test 실시 후 상관분석을 실시하였다.
이론/모형
3차원 위치 좌표값은 Kwon3D Version 3.1프로그램을 사용하였고, Abdel-Aziz& Karara (1971)의 DLT(direct linear transformation)방법을 사용하였다.
1프로그램을 사용하였고, Abdel-Aziz& Karara (1971)의 DLT(direct linear transformation)방법을 사용하였다. 3차원 좌표에 포함되는 디지타이징 오차와 기자재 자체에서 생기는 노이즈는 Butterworth 4차 저역 통과 필터(low -pass filter)방법으로 스무딩(smoothing)하였고, 이때 차단 주파수는 7.4 Hz로 설정하였다.
후경각은 발목 관절과 신체중심을 잇는 선과 전역좌표계의 Z축이 이루는 각, 입사각은 발구름 시 발의 발끝과 뒤꿈치를 연결한 벡터와 높이뛰기 바 사이의 각이며, 도움닫기 각은 takeoff 시 신체중심의 합성속도의 벡터와 높이뛰기 바 사이의 각으로 설정하였다(Figure 1). 운동역학적 요인과 관련된 발구름 시 충격력을 산출하기 위해 Hay(1997)가 제시한 다음 식(1)을 이용하여 산출하였다.
성능/효과
비행 최고 정점에서의 신체중심 높이는 경기력 간에 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 경기력 간에 공통적으로 도움닫기에서의 수평속도와 상관을 보였다(Figure 4). 경기력이 증가할수록 수평속도와 더불어 체중으로 표준화한 수평 충격량, jerk와 상관을 보였으며, 이는 발구름 이후 도약높이에 도움닫기에서의 수평속도의 증가와 발구름에서의 수평속도의 제어 능력이 영향을 미친다는 것을 확인 할 수 있었다. Antekolovic 등(2006)은 마지막 스트라이드의 수평속도와 이륙순간의 수평속도가 높은 선수일수록 바(bar)로부터 발구름의 위치 멀어져야하고 바의 높이가 올라갈수록 도움닫기 속도를 증가시키면서 동일하게 발구름 발의 위치가 멀어져야 한다고 하였다 그리고 세계 여자 엘리트 선수들의 평균 toe와 바 사이의 거리는 0.
본 연구에서 국내 여자선수들은 패널티메이트 스트라이드에서의 1보와 발구름 접지와 이륙순간 수평속도가 Antekolovic 등(2006)의 연구 대상자인 Blanka Vlasic 와 엘리트 선수들의 결과의 범위 내에 있었다. 그러나 국내 여자선수들의 도움닫기 마지막 세 스트라이드에 대한 경기력 변화에 따른 수평속도 변화율은 각각 -0.5%, 2.6%, 1.7%, 1.0%로 나타나 3보에서는 오히려 최고기록에서 감속하였고 이후 수평속도는 증가되었으나 증가 폭이 세계선수들에 비하여 매우 작았으며 발구름에서의 수평속도 제어가 1.0% 밖에 되지 않았다. 이는 도움닫기 수평속도가 바의 높이 변화와 관계없이 거의 일정하게 달린다는 것을 의미하며 발구름에서의 제어 능력이 떨어진다고 할 수 있다.
따라서 세계적 수준에 도달하기 위해서는 도움닫기 수평속도를 증가시키는 것과 동시에 발구름에서 수평속도 제어가 필요하다고 판단된다. 도움닫기 마지막 세 스트라이드에서 이지시 수직속도는 경기력 간에는 차이가 없었으나 최고기록에서는 1 보 수직속도가 통계적으로 상관이 있었고, 최저기록에서는 3보 수직속도가 통계적으로 상관이 있었다. 이와 같은 결과가 의미하는 것은 경기력이 높아질수록 1보에서의 수직속도가 작아야함을 의미하고 동시에 패널티메이트 스트라이드 보폭 변화 인해 신체중심의 높이 변화와도 관련이 있음을 의미한다.
신체중심 높이와 toe와 바 사이의 거리는 바의 높이가 높아질수록 증가하는 것으로 나타났다. 무릎각, 고관절각, 후경각, 발의 입사각, 도움닫기 각과 도약각은 평균적으로 경기력 간에 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다(Table 2).
발구름 발의 수평 충격량은 최저기록에서 높은 값을 보였으며, 선수들의 체중으로 표준화 한 결과 최고기록과 최저기록에서 수평 충격량은 각각 평균 체중의 1.47배, 1.54배로 최저기록에서 높게 나타났으며, 수직 충격량은 최고기록과 최저기록 모두에서 체중의 2.38배로 나타났다(Table 3).
발구름 접지시 jerk는 경기력이 좋을수록 더 큰 jerk 값인 97.8 m/s3로 나타났으며, NJH 선수의 경우 최저기록일 때 더 높은 jerk 값을 보였다. 1보 이지에서 발구름 접지국면의 jerk 값은 최저기록일 때 평균 662.
발구름 접지시 jerk와 상관을 보인 변인들은 발구름 접지시 고관절각(r = .80)과 수평 충격량(r = -.87)이 최고기록에서 정적상관을 보였고, 무릎각(r = -.90)은 높은 부적상관을 보였다. 그리고 최저기록에서는 3보 스트라이드 거리(r = -.
발구름 접지에서 이지까지 수평속도는 경기력이 높아질수록 감소의 폭이 0.10 m/s 컸고, 수직속도의 증가 폭도 0.28 m/s 컸다. 신체중심 높이와 toe와 바 사이의 거리는 바의 높이가 높아질수록 증가하는 것으로 나타났다.
24 m로 이륙 순간에 신체중심의 높이가 높을수록 경기력이 우수하다고 하였다. 본 연구에서 도움닫기 구간의 신체중심 높이 변화는 경기력 간에 크게 차이가 없었으나 발구름 이륙순간에 신체중심의 높이가 높을수록 경기력이 좋게 나타났으며, Antekolovic 등(2006)과 Kim 등(2012)의 연구 결과와 일치하며 경기력을 높이기 위해서는 발구름 이륙순간에 신체중심의 높이를 높게 하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다. 비행 최고 정점에서의 신체중심 높이는 경기력 간에 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 경기력 간에 공통적으로 도움닫기에서의 수평속도와 상관을 보였다(Figure 4).
07 m/s3라고 하였다. 본 연구에서 발구름 접지 순간의 jerk는 경기력 간에 통계적으로 유의한 차이를 보였고, 경기력이 높을수록 더 크게 나타났다. 반면에 1보 이지에서 발구름 접지 구간에서의 jerk 값은 경기력이 낮은 경우에 높게 나타났다.
86 m라고 보고하였다. 본 연구에서는 발구름시 Toe와 바 사이의 거리는 경기력 간에 차이가 평균 4 cm 였고 최고기록에서 평균 0.17 m로 세계 여자 엘리트 선수들의 평균 toe와 바 사이의 거리 범위 내에 있었다.
본 연구에서도 국내 여자선수들이 도움닫기 마지막 세 스트라이드 변화가 평균적으로 보통–길게–짧게 형태로 나타나 선행연구에서 제시한 스트라이드 변화와 일치하였다.
그러나 기록이 증가할수록 2보와 1보에서 수평속도가 증가하였다. 수직속도는 경기력과 관계없이 2보 이지시 증가되었다가 이후 감소되었고, 경기력이 좋을수록 도움닫기에서 수직속도의 감소의 폭은 더 크게 나타났다. 신체중심의 높이는 경기력 간에 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 2).
28 m/s 컸다. 신체중심 높이와 toe와 바 사이의 거리는 바의 높이가 높아질수록 증가하는 것으로 나타났다. 무릎각, 고관절각, 후경각, 발의 입사각, 도움닫기 각과 도약각은 평균적으로 경기력 간에 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다(Table 2).
최고기록과 최저기록 두 그룹간의 평균 비교는 비행 최고 지점에서의 신체중심의 높이와 발구름 접지 순간의 jerk에서만 통계적으로 유의한 차이를 보이고 나머지 변인들은 유의한 차이를 보이고 있지 않다(Table 4).
최고기록과 최저기록에서는 마지막 세 스트라이드의 보폭 변화 패턴은 평균적으로 보통–길게–짧게 형태로 동일하게 나타났으며, 수평속도는 발구름에 가까워질수록 점차 감소하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
높이뛰기 세계 기록 보유자들의 마지막 스트라이드에서의 수평속도는 어떠한가?
세계 기록 보유자였던 Zhu jianhua 선수와 Sotomyor 선수는 마지막 스트라이드에서의 수평속도가 각각 8.19m/s, 8.2m/s 등에 이르고 있다고 Xinwang et al. (1986)은 보고하였다.
높이뛰기 경기란?
높이뛰기 경기는 선수가 가지고 있는 신체적 특성과 기술적 능력만을 이용하여 지면으로부터 수직으로 뛰어올라 바(bar)를 성공적으로 넘어 높이를 겨루는 도약경기 중 하나이다.
높이뛰기의 경기력에 영향을 미치는 기술 동작은?
높이뛰기의 경기력에 영향을 미치는 기술 동작은 도움닫기(approach run), 발구름(takeoff), 바 넘기 혹은 공중동작(bar clearance), 착지(landing)의 4가지 세부 단계로 분류하며, 높이뛰기를 수행하는 과정에서 신체 각 분절의 상호작용에 의해 발생하는 운동학적, 운동역학적 변인들이 서로 최적화된 조화를 이룰 때 최상의 기술을 발휘할 수 있으며, 최고의 경기력을 얻을 수 있다(Ae, 1990; Bothmischel, 1990; Dapena, 1980, 1988).
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