BMEP004 / Lapputyö. Voima ja EMG kevennetyssä ja keventämättömässä vertikaalihypyssä.

Samankaltaiset tiedostot
BMEP004 / Lapputyö 1. Nousukorkeuden määrittäminen eri hyppytekniikoille ja kahta eri menetelmää käyttäen

VOIMANTUOTTO JA LIHASAKTIIVISUUS LENTOPALLON LAJIHYPPYSUORITUKSISSA JA HYPPYHARJOITTEISSA

KÄYTTÄJÄN KÄSIKIRJA: JUMPING URHEILUN AJANOTON EDELLÄKÄVIJÄ

JALKALIHASTEN SÄHKÖINEN AKTIIVISUUS JA REAK- TIOVOIMAT JOUKKUEVOIMISTELUN HARPPA- JA RENGASHYPYISSÄ

FYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka

TEHTÄVIEN RATKAISUT. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 712 p m 105 kg

Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima

Varausta poistavien lattioiden mittausohje. 1. Tarkoitus. 2. Soveltamisalue. 3. Mittausmenetelmät MITTAUSOHJE (5)

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

Miksi EMG? Tehtävä EMG. 1. EMG-signaalin muodostuminen. Jouni Kallio

Mittaustekniikka (3 op)

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Voima-nopeustestihinnasto vuodelle Liikuntakeskus Pajulahti. Arkisin klo 17:00 jälkeen ja lauantaisin + 15 % Sunnuntait sovittava erikseen

Liikkeet. Haarto & Karhunen.

5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =

Fysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto

IMPEDANSSIMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Voima ja voimaharjoittelu. Mistä voimantuotto riippuu? Mitä voimaa tarvitsen lajissani? Miten voimaa harjoitetaan?

= 6, Nm 2 /kg kg 71kg (1, m) N. = 6, Nm 2 /kg 2 7, kg 71kg (3, m) N

HPM RM1 VAL / SKC HYDRAULIC PRESSURE MONITOR RMS-MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. HPM-RM1 FI.docx / BL 1(5)

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

Anturit ja Arduino. ELEC-A4010 Sähköpaja Tomi Pulli Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos Mittaustekniikka

Fysiikan perusteet. Liikkeet. Antti Haarto

MoveSole StepLab. Mobiili liikkumisen mittausjärjestelmä

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate.

KESTOVOIMAHARJOITUS (KV)

TSI DP-CALC 5815 KÄYTTÖOHJE

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

Vedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

COACHTECH Välitön palautejärjestelmä lumilajeissa

HYPPYSYÖTÖN ANALYYSI. Kilpa- ja huippu-urheilun. Jyväskylä. Mikko Häyrinen Urheilututkija, joukkueurheilu KIHU

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Nyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi

Suomalaisnyrkkeilijöiden suorituskyky

Fyysinen valmennus sulkapallossa Pajulahti Sulkapallon lajianalyysiä Voima V-M Melleri

BIOMEKANIIKKAA VALMENNUKSEEN

Vastuslaitteen merkitys nopeusvoimaharjoittelussa

Liiketaitotestit ja tuloskortti

TDC-CD TDC-ANTURI RMS-CD MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. TDC-CD_Fin.doc / BL 1(5)

Työ 5: Putoamiskiihtyvyys

Käyttöohje. Tasapainolauta

Voiman momentti M. Liikemäärä, momentti, painopiste. Momentin määritelmä. Laajennettu tasapainon käsite. Osa 4

Juoksun ja pituushypyn matemaattinen mallintaminen

HYPPYKORKEUDEN MÄÄRITTÄMINEN OPETUSKÄYTTÖÖN SOVELTUVIEN TIETOKONEAVUSTEISTEN MITTALAITTEIDEN AVULLA

Kuntotestissä mittaamme hapenotto- ja verenkiertoelimistön kunnon, lihaksiston toiminta- tai suorituskyvyn ja tarvittaessa kehonkoostumuksen.

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Taulukko 2. Kuortaneen valmennuskeskuksen pelaajien taustatiedot. Taulukko 3. Analysoitujen hyppysyöttöjen tutkalla mitatut nopeudet (km/h).

TDC-SD TDC-ANTURI RMS-SD MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. TDC-SD_Fin.doc / BL 1(5)

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

Polven nivelrikko / tekonivelleikkaus ja eturistisideleikkaus - Testauksen perusteita


MITTAUSTEKNIIKAN LABORATORIOTYÖOHJE TYÖ 4. LÄMPÖTILA ja PAINELÄHETTIMEN KALIBROINTI FLUKE 702 PROSESSIKALIBRAATTORILLA

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

Webropol-kyselyt. Tarja Heikkilä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

OMATOIMIKAUDEN HARJOITUSOHJELMA HARJOITUS 1. OHJEITA OMATOIMIKAUDELLE:

Sääasema Probyte JUNIOR

Kuulantyönnön ja kiekonheiton suoritustekniikan kehittämisprojekti 2009

MrSmart 8-kanavainen lämpötilamittaus ja loggaus, digitoija ja talletusohjelma

KÄYTTÖOHJE LÄMPÖTILA-ANEMOMETRI DT-619

7. laskuharjoituskierros, vko 10, ratkaisut

1 Oikean painoisen kuulan valinta

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

KON C H03 Ryhmä G Samppa Salmi, 84431S Joel Tolonen, Koesuunnitelma

TSI VELOCICALC 9515 KÄYTTÖOHJE

Langattoman verkon spektrianalyysi


Gravitaatio ja heittoliike. Gravitaatiovoima Numeerisen ratkaisun perusteet Heittoliike

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

Mittausprojekti 2017

Luvun 8 laskuesimerkit

TYTTÖJEN TAITOTESTIT 6-12-vuotiaille. Jyväskylän Voimistelijat -79

KÄYTTÖOHJE ELTRIP-R6. puh fax PL Kajaani

Aineistokoko ja voima-analyysi

Oikosulkumoottorikäyttö

TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ

Voima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori!

5. Sähkövirta, jännite

Heinän ja säilörehun kosteusmittari

KTK ohjeet ja kuvat TASAPAINOILU TAAKSEPÄIN

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA

Lyhyt käyttöohje SiMAP-mittaus

LOAD R1, =2 Sijoitetaan rekisteriin R1 arvo 2. LOAD R1, 100

Fysiikan laboratoriotyöt 3 Sähkömotorinen voima

KINEETTINEN ANALYYSI RÄJÄHTÄVÄSTÄ PENKKIPUNNERRUKSESTA VETOKUMEILLA SEKÄ ILMAN

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

AVOIMEN SARJAN VASTAUKSET JA PISTEITYS

LASKENNALLISEN TIETEEN OHJELMATYÖ: Diffuusion Monte Carlo -simulointi yksiulotteisessa systeemissä

X kestävyysseminaari, Pajulahti PAINANKO LIIKAA? Dosentti, ETT Mikael Fogelholm Johtaja, UKK-instituutti, Tampere

Kitka ja Newtonin lakien sovellukset

Jatkuvat satunnaismuuttujat

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1

1. Alkulämmittely kuntopyörällä 15min, josta viimeinen 5min aerobisen kynnyksen. 2. Keskivartalojumppa 15min jumppa kiertävänä, 30 työtä/ 1 palautus

Transkriptio:

Tulostettu: 0.9.010 BMEP004 / Lapputyö. Voima ja EMG kevennetyssä ja keventämättömässä vertikaalihypyssä. Biomekaniikan tutkimusmenetelmien perusteet Liikuntabiologian laitos Jyväskylän yliopisto

YHTEENVETO Työn tavoitteena on perehtyä seuraaviin EMG:n ja voiman mittaamiseen liittyviin ilmiöihin. Havainnoida EMG-signaalin suuruuden riippuvuutta mittausikkunan koosta Vertailla EMG-signaalin suuruutta isometrisessä supistuksessa ja vertikaalisen hypyn ponnistusvaiheessa Vertailla vertikaalihypyn nousukorkeutta, kun se lasketaan kahdella eri menetelmällä. Mitattavina muuttujina ovat voima ja Vastus Lateralis (VL) lihaksen EMG. Molempia mitataan sekä maksimaalisessa isometrisessä supistuksessa (maximum voluntary contraction, MVC) että kahdessa erityyppisessä vertikaalihypyssä, joita ovat hyppy ilman kevennystä hyppy kevennyksen kanssa. Työssä tarvitaan EMG mittalaitteisto, voimapenkki ja voimalevy sekä keräysjärjestelmä. Näiden käyttöön on tutustuttu johdatusdemoissa. Ohjeisiin on suositeltavaa tutustua huolellisesti etukäteen, jottei arvokasta mittausaikaa tuhraantuisi työohjeen lukemiseen. Työstä palautetaan raportointilomake, joka on saatavilla tämän ohjeen lopusta ja ladattavana myös Exceltaulukkona. Raportointilomake palautetaan s-postilla työn ohjaajalle. Sivu

1 NOUSUKORKEUDEN LASKEMINEN Vertikaalihypyn nousukorkeus voidaan määrittää ilman kalliita kuvausmenetelmiä lentoajan tai impulssin avulla. Lentoajan mittaamiseen riittää pelkkä kontaktilevy, kun taas impulssia varten vaadittavan voiman mittaamiseksi on käytössä oltava voimalevy. Molempiin tapoihin liittyy omat virhelähteensä, ja siksi työssä vertaillaan laskettuja tuloksia keskenään. 1.1 Kuinka impulssi määritetään Hyppääjään kohdistuu kontaktin aikana kaksi gravitaatiokentän suuntaista vastakkaista voimaa: levyn tukivoima N ja gravitaatiovoima G. Hyppääjän saama impulssi on yhtä kuin häneen kohdistuvan kokonaisvoiman F kok ja kontaktiajan t k tulo. r r r (1.1) I = Fkokt k = ( N + G) tk = ( N G) tk Voiman ja vastavoiman lain mukaan, jos levy kohdistaa hyppääjään voiman N, kohdistaa hyppääjä yhtä suuren voiman levyyn. Voimanlevyn antama lukema on siis N ja impulssia laskettaessa on muistettava vähentää paino G. 1. Lähtönopeuden laskeminen impulssin avulla Impulssi (I) on toisaalta yhtä kuin hyppääjän liikemäärän muutos. (1.) I = p = m v = m v l v ) impulssi ( a missä p on liikemäärä, m on hyppääjän massa, v l on nopeus kontaktin lopussa ja v a on nopeus kontaktin alussa. Yhtälön (1.) ratkaisemiseksi tarvitaan tieto nopeudesta kontaktin alussa. Tämä nopeus riippuu valitusta hyppytekniikasta. Tässä työssä vaihtoehtoja ei ole, koska sekä hypyssä ilman kevennystä (HIK) että hypyssä kevennyksellä (HK) hyppääjä seisoo alussa paikallaan, jolloin lähtönopeus on nolla. Tällöin yhtälö (1.) supistuu muotoon (1.3) I v l = lähtönopeus m 1.3 Nousukorkeuden laskeminen Kun lähtönopeus tiedetään, tarvitaan nousukorkeuden laskemiseen vain kinematiikkaa. Nousukorkeus h voidaan ilmaista kahdella tavalla. Se on (1.4) 1 gt n h = nousukorkeus missä t n on nousuaika. Vaihtoehtoisesti (1.5) h 1 = n v t l missä v l on lähtönopeus. Yhdistämällä yhtälöt (1.4) ja (1.5) saadaan Sivu 3

(1.6) h = v l g Koska yllä esiintyvä lähtönopeus v l on aiemmin lausuttu impulssin avulla erikseen kaikille eri hyppytekniikoille, voidaan nousukorkeus kirjoittaa seuraavasti (1.7) I h = nousukorkeus impulssista gm Toinen tapa laskea lentokorkeus on lentoajan perusteella. Koska lentoaika on yhtä kuin kaksi kertaa nousuaika, t lento =t n, voidaan nousukorkeus aina lausua (1.8) 1 h = gt lento. nousukorkeus lentoajasta 8 Sivu 4

MITTAUSOHJEET Ryhmästä yksi toimii koehenkilönä. Muiden tehtävä voivat olla esim. ohjeiden antaja, valmistelija, koneen käyttäjä, kirjuri jne. riippuen osallistujien määrästä..1 Mittalaitteet Työssä tarvitaan seuraavat mittalaitteet: -napainen EMG pintaelektrodi EMG lähetin (langaton) EMG vastaanotin Voimalevy ja -penkki AD-muunnin Tietokone (jossa Signal ohjelmisto). Valmistelut Jos luet tätä ensimmäistä kertaa itse demossa, hyi, hyi! Varmista, että kaikki anturit on oikein kytketty ja ne saavat pirtaa (verkosta tai paristosta) Luo mittauskonfiguraatio (kanava 1 = EMG, kanava = voimalevy, kanava 3 = penkki). Muista, että penkillä ja voimalevyllä on eri vahvistus. Kiinnitä pintaelektrodi VL lihaksen pinnalle SENIAM:in ohjeiden mukaisesti. Mittaa yleismittarilla, että elektrodin napojen välinen resistanssi on <5kΩ. Tarkista, että voimalevyn ja -penkin antamat arvot ovat oikein. Esim. voit asettaa levylle jonkin tunnetun painon, kuten itsesi. Kun olet varmistunut, että molemmat mittaavat oikein, voit aloittaa mittauksen. Tee yksi lämmittelysuoritus voimapenkissä ja määritä EMG:n signal-to-noise-ratio (SNR) = EMG:n amplitudi MVC:n aikana / kohinan amplitudi >0. Ennen hyppyjen aloittamista varmistetaan, että hyppääjä ymmärtää hypyn oikean suoritustekniikan, ja tarvittaessa hyppyä harjoitellaan, kunnes suoritustekniikka on silmämääräisesti arvioiden vakiintunut. Hyppy ilman kevennystä Käytetään myös termiä staattinen hyppy. Hyppääjä kyykistyy ponnistussyvyyteen, odottaa tässä asennossa sekuntia ja ponnistaa lopulta räjähtävästi. Hyppy kevennyksellä Hyppääjä lähtee suorilta jaloilta, pudottautuu nopeasti alas ponnistussyvyyteen, josta ponnistaa välittömästi..3 Mittaukset Kokeessa suoritetaan seuraavat mittaukset: 3 x maksimaalinen isometrinen polvenojennus voimapenkissä (90 asteen polvikulmalla) 5 x hyppy ilman kevennystä voimalevyllä (HIK) 5 x hyppy kevennyksellä voimalevyllä (HK) Sivu 5

3 TULOSTEN ANALYSOINTI JA RAPORTOINTI Valmiiseen raportointilomakkeeseen täytetään pyydetyt muuttujat ja annetaan laskuesimerkit lentokorkeuden laskemisesta. Lyhyessä pohdinnassa on tärkeää tarkastella ainakin Kuinka impulssin ja lentoajan avulla lasketut nousukorkeudet eroavat toisistaan (% tai cm:n avulla tarkasteltuna) Kuinka monta prosenttia hypyn konsentrisen vaiheen EMG on isometrisestä EMG:stä. Kuinka EMG:n toistettavuus riippuu analysointi-ikkunan koosta. 3.1 Analysoitavat muuttujat Jokaisesta isometrisestä supistuksesta analysoidaan: Maksimivoima ( s ikkuna) 1 x EMG:n root mean square (RMS) arvo ( s ikkuna) Yhdestä isometrisestä supistuksesta analysoidaan lisäksi: 5 x EMG:n RMS arvo (1.0 s ikkuna, siirrä ikkunaa aina 0. sekuntia eteenpäin) 5 x EMG:n RMS arvo (0. s ikkuna, siirrä ikkunaa aina 0.4 sekuntia eteenpäin) Jokaisesta vertikaalihypystä analysoidaan Kontaktiaika (konsentrinen vaihe) EMG:n RMS arvo (konsentrinen vaihe) Impulssi Lentoaika Nousukorkeus impulssin avulla laskettuna Nousukorkeus lentoajan avulla laskettuna 3. Raportointi Raportointilomakkeen voi palauttaa sähköpostin välityksellä (Excel-pohja saatavilla verkosta) tai paperilla. Paperitöistä skannattuja kuvia ei oteta vastaan. Raportointilomakkeena ei ole pakko käyttää kurssille luotua valmista mallia. Mallin tiedot voi kopioida omaan asiakirjaansa. Itse luodusta asiakirjasta täytyy kuitenkin löytyä kaikki mallissa olevat tiedot. Sivu 6

4 RAPORTOINTILOMAKE / BMEP004 LAPPUTYÖ 1. Taulukko 1. Koehenkilön tiedot ja EMG:n laatu Pituus (cm) Napojen resistanssi (kω) Massa (kg) EMG SNR Taulukko. Isometriset maksimit Max voima ( s) EMG RMS ( s) 1 3 Taulukko 3. EMG ikkunan leveyden vaikutus RMS:än (yhdestä isometrisestä suorituksesta). EMG RMS (1.0 sekunnin ikkuna) EMG RMS (0. sekunnin ikkuna) 1 3 4 5 Keskiarvo, KA Keskihajonta, KH Variaatiokerroin, VK = KH / KA Sivu 7

Taulukko 4. Tulokset hyppy ilman kevennystä Konsentrinen vaihe Lentovaihe Suoritus Aika (s) EMG RMS Impulssi (Ns) Aika (s) Korkeus1 (m) Korkeus (m) HIK 1. HIK. HIK 3. HIK 4. HIK 5. KA KH VK Taulukko 5. Tulokset hyppy kevennyksellä Konsentrinen vaihe Lentovaihe Suoritus Aika (s) EMG RMS Impulssi (Ns) Aika (s) Korkeus1 (m) Korkeus (m) HIK 1. HIK. HIK 3. HIK 4. HIK 5. KA KH VK Selitykset ja lyhenteet: Korkeus1 = Impulssin avulla laskettu nousukorkeus; Korkeus = lentoajan avulla laskettu nousukorkeus. HIK = hyppy ilman kevennystä; HK = hyppy kevennyksellä; KA = keskiarvo; KH = keskihajonta; VK = variaatiokerroin (KH/KA). Sivu 8

4.1 Laskuesimerkit (muista merkitä mistä hypystä laskuesimerkki on) Hyppy ilman kevennystä: Hyppy kevennyksellä: Pudotushyppy: Reaktiivisuustesti: 4. Pohdintaa: Sivu 9