Hur fungerar egentligen biomekanik?

Biomekanik som begrepp kan förklaras som samspelet mellan anatomin och olika fysiska lagars påverkan på våra rörelser. När man talar om biomekanik finns det i huvudsak fyra krafter som spelar in i hur den mänskliga kroppen fungerar och agerar, samt ett moment som kallas tröghetsmoment, vilket behandlar rörelser och hastighet.

De fyra krafterna och tröghetsmomentet

Tyngdkraften

Tyngdkraften, eller gravitationen, är den dominerande universala kraften. Och den "upptäcktes" som bekant av han med äpplet, Sir Isaac Newton. Det är tyngdkraften som får människan att stå kvar på jordens yta. Samma kraft som får månen att ligga i bana runt jorden, jorden att ligga i bana runt solen, o.s.v. Man specificerar tyngdkraften i Newton som en produkten av föremålets massa och acceleration genom formeln:
F = m · a
Tyngdkraft = massa · acceleration.
På jorden utgår man ifrån att accelerationen i genomsnitt är ca. 9,82m/s. Således är tyngdkraften hos en 75 kg tung människa:
F = 75 · 9,82
Vilket ger produkten:
F = 736,5
Dvs, tyngdkraften hos en 75 kg tung människa är 736,5 Newton.

Friktionskraften

Friktionskraften kan beskrivas som kraften mellan två ytor som är i kontakt med varandra. För att förklara begreppet friktion kan man tänka på skillnaderna mellan asfalt och is, och hur de agerar med ytor som kommer i kontakt med dem. Precis som dagisbarn använder sockiplast för att inte halka och löpare använder skor med bra fäste för att kunna springa snabbare.

Normalkraften

Normalkraften är en kontaktkraft, som så länge det är statisk jämvikt och inget brott är lika stark som tyngdkraften. Man skulle kunna säga att den är tyngdkraftens motpol. Enkelt sett kan det förklaras som om en 75 kg tung människa trycks ner mot jorden med 736,5 Newton, så trycker marken tillbaka med 736,5 Newton. Man kan observera utnyttjandet av normalkraften hos sprinterlöpare när de sjunker ner i sina startblock och sedan exploderar iväg. Kraften som de trycker mot startblocken är relativ med kraften från startblocken.

Muskelkraften

Med muskelkraft menar man tre olika rörelsemoment i form av muskelstyrka. Koncentrisk-, excentrisk- & statisk muskelstyrka. Den koncentriska muskelstyrkan använder vi oss av när vi lyfter saker, när vi gör en kraftansträngning. Med excentrisk muskelstyrka menas att man använder musklerna för att bromsa, som t.ex när man landar efter ett hopp, eller stannar häftigt efter en sprint. Och den statiska muskelstyrkan är förmågan att hålla sin kropp i exakt samma ställning, utan att ge vika.

Generellt sett är människan starkast excentriskt, och det just för det är den muskelstyrkan som används för att skydda sig. En sak som även är intressant att kolla på är i vilken vinkel människan är som starkast, som gäller generellt över hela kroppen. Om man ser på t.ex när benen eller armarna böjs från helt raka (180 grader) mot en maximal ihopfällning, är man som starkast när böjen når en exakt vinkel av 120 grader. Ser man då bakåt på våran historia, till forntiden, kan man förstå varför det är så. Våra förfäder var ett upprättstående djur, som behövde böja sig ner för att plocka upp och bära stock och sten - vilket är vad våran kropp är designad att göra.

Tröghetsmomentet

Inom biomekaniken talar man även om en intressant aspekt som kallas tröghetsmoment, vilket handlar om rotationer. Och vilken rörelse man än gör med sin kropp, så är det en slags rotation. Därför påverkar tröghetsmomentet oss i allting vi gör, mer eller mindre. Tröghet kan förklaras genom hur svårt det är att vrida en kroppsdel, eller hela kroppen, runt sin axel genom att inta olika positioner.

Generellt sett gäller det att, för att komma upp i en snabb hastighet, skall man starta trögt. Om man exempelvis ser på en konståkerska som laddar inför ett piruett: Innan piruetten böjer hon sig ner och sträcker hon ut ett ben och en arm så långt det bara går, för att bli så trög som möjligt. När piruetten sedan börjar drar hon ihop sig så mycket det går, och får på så sätt igång en mycket högre fart än om hon skulle startat ifrån en mindre djup, utsträckt och trög position.