ميكانيكية القفز في الجمناستك

ميكانيكية القفز في الجمناستك

Vaulting Mechanics In Gymnastics
المقدمة : Introduction
قد يستغرب الشخص لماذا الفرص لاي لاعب جمناستك ينفذ القفزات الصعبة تكون متطابقة ، وبدون اخطاء - حتى ولو اعادها المئات والمئات من المرات - كالقفزات الصعبة في الافلام المصورة باخطاء بسيطة ؟ ألا يتوجب ان يكون القفز الاسهل من بين بقية الاجهزة التي يتنافس عليها اللاعبين؟ لان كل ما يعمله المتنافس هو الركضة التقربية والارتقاء من لوحة النهوض ( القفاز ) ومس منصة القفز بيديه وتنفيذ ( مهارة واحدة فقط ) . ومع انها (مهارة واحدة فقط )فان ( القفز ) يكون لعنة اكثر منه نعمة كما يصفه كاتب المقال . فاذا انت فقدت او اخفقت في هذه المهارة الواحدة فان ضمان حظوظك في الفوز تتلاشى كليا ، ولاداء مهارة واحدة في القفز فانها تستحق من النقاط مثل استحقاق حاصل جمع كل المهارات التي يشتمل عليها التمرين ( السلسلة ) في كل جهاز من الاجهزة الاخرى .



تجري معظم منافسات اللاعبين في ثلاث مجاميع اساسية من القفزات . في قفزات اليدين الامامية front hand spring كنوع من القفزات ، يحافظ اللاعبون بعد عملية الارتقاء على شكل اجسامهم مستقيمة خلال الطيران الاول والاستناد على منصة القفز ( الصورة 1 ) .



في مجموعة قفزات التسوكاهارا Tsukahara ينفذ اللاعبون لغاية نصف لفة( دورة ) خلال الطيران الاول والاتصال في الوقت نفسه بيد واحدة بمنصة القفز (الصورة 2 ) .



اما اليورشنكو Yurchenko والتي تزايدت شعبيتها بشكل كبير ، فهي قفزات مدخلها القفزة العربية حيث يترك اللاعب لوحة الارتقاء ( القفاز) والدوران للخلف (الصورة 3 ) .
كل القفزات تحتوي العناصر التالية : -
- ركضة تقربية لغاية " 25 "متر ، والتي تزود اللاعب باكبر طاقة مطلوبة لعمل المهارة .
- الاتصال بلوحة النهوض ( القفاز ) والذي عندها تتجزأ الطاقة في حركة خطية وزاوية كأجزاء اساسية .
- الطيران الاول .
- الاتصال بمنصة القفز والارتداد ( الصد ) حيث ربما ينجز فيه تعديل وتنقية اضافية للحركات الخطية والزاوية .
- الطيران الثاني ، والذي من وجهة نظر التحكيم يكون الاكثر تقييما .
- الهبوط حيث يجب فيه على اللاعب الوقوف بدون اخذ اية خطوة او السقوط .
مع التمني بان الفرد سوف يقدر كل من الصعوبة لكل جزء من اجزاء القفز ( وعملية وضعها معا جميعا ).
وسوف نبحث او ندرس كل جزء من هذه العناصر بشكل منفرد ( منفصل ) .

الركضة التقربية " العدو " The sprint :
ادراكا من المدربين لاهمية هذا الجانب من القفز في اعطاء اكبر طاقة مطلوبة لاكمال نجاح القفزة ، فانهم ينصحون لاعبيهم بشكل متكرر او يجبرونهم على الركض " باقصى سرعة ".
وبالرغم من ذلك فان هناك بيانات محدودة على هذا الجانب من القفز كجزء من الملاحظة النوعية . وتأسيسا على المعلومات المتوفرة فالملاحظات التالية ربما تساعدفي هذا الجانب :
ربما لسرعات القفز ( التي هي لغاية 7 و 8 م / ثا للرجال والنساء على التوالي ) علاقة بصعوبة اداء القفزة مباشرة .
ربما لسرعات القفز علاقة عكسية مع تعقيدات حركة منصة القفز الاولية للاعب ،على سبيل المثال ، سرعات الركض لقفزة اليورشنكو اقل من سرعات الركض لقفزات اليدين كنوع من القفز . اضافة لذلك فان السرعة تقل في القفزات التي يدور فيها اللاعب عكسيا بعد الطيران - كما في قفزة الهشت
Hecht vault .
وخلافا للتمرين الشائع والذي يقيس فيه معظم اللاعبون بدقة المسافة بالضبط من المكان الذي يبدأون منه ركضتهم التقربية ، فان اللاعبين يجب ان يتمرنوا ويشجعوا بالاعتماد اكثر على الرؤية البصرية للضرب على القفاز ( لوحة النهوض ) بخطوة واسعة مع عدم او اقل فقدان في سرعة الركض .
وهذا يمكن ان يقلل او يزيل على سبيل المثال من ركض اللاعبين التي تلاحظ في الخلف من منصة القفز .

مرحلة لوحة الارتقاء - القفاز - Springboard Phase :
اثناء هذه المرحلة من القفز ، فان الطاقة الحركية المتولدة خلال الركضة التقربية تتحول قبل حركة منصة القفز الى خطين وزاوية كاجزاء رئيسية متناسبة .
( والصورة 4 ) تظهر لنا وضع الجسم والمتغيرات الميكانيكية من لحظة الاتصال باللوحة ( القفاز) الى لحظة الارتقاء لقفزة يدين امامية نموذجية كنوع من القفزات .
المتغيرات التالية تحدد ( توضح ) حركة اللاعب خلال مرحلة لوحة الارتقاء - القفاز :
زاوية جسم اللاعب من الافق ؟
قوة رد فعل اللوحة " F " .
كمية الحركة الزاوية لجسم اللاعب " L ".
كمية الحركة الخطية لمركز كتلة اللاعب " M ".
عند الاتصال بلوحة الارتقاء ( صورة 4 - A ) فان اللاعبين يميلون باجسامهم عن الوضع العمودي للخلف ويبدأون الارتكاز على اقدامهم حتى لحظة الارتقاء ( صورة 4 - B ) تشير البيانات من الادبيات المقترحة لكل من قفزات اليدين والتسوكاهارا الى ان اللاعبين يميلون باجسامهم للخلف حوالي ( 30 ) درجة من المحور العمودي . ولاتوجد بيانات مشابهة فيما يخص قفزات اليورشنكو ، لكن عملية الدخول بالقفزة العربية تفرض على الجسم عمل زاوية .
وان وظيفة لوحة الارتقاء ( القفاز )القيام برد فعل القوة ( F ) بدرجة مساوية لزمن تأثير ها لتغيير كل من كمية الحركة الزاوية (L ) والحركة الخطية لمركز كتلة اللاعب ( M ) . الجزء الاساسي الافقي الصافي لتلك القوة يكون معاكسا لاتجاه الحركة الحاصلة في صافي الخسارة في السرعة الافقية وفي توليد كمية الحركة الزاوية ( L1 ) . ومبدئيا ان الجزء العمودي يقلل(باتجاه الاسفل ) من السرعة العمودية ويولد فيما بعد السرعة باتجاه الاعلى . فيما يتعلق بالدوران ، فان القوة العمودية ترفع كمية الحركة الزاوية فقط عندما يمر مركز كتلة اللاعب ( CM )فوق قاعدة استناد القدمين . ويجب ملاحظة :


بالاعتماد على القفزة ومع المسافةالمسموح بها لمنصة القفز وللوحة الارتقاء ، فان اللاعب يجب ان يرتقي مع كمية الحركة الزاوية والخطية المطلوبة للوصول بافضل الحالات لمنصة القفز .
في نطاق المحددات الاولية المحددة لكل مشترك ،هناك روابط بين الارتقاء العمودي والسرعات الافقية والتي سوف تؤدي باللاعب للوصول الى منصة القفز مع :
سرعة زاوية معينة .
زاوية الجسم والاكثر من ذلك شكل الجسم .
زمن الطيران الاول ، وشعاع السرعة عند الاتصال

مرحلة الطيران الاول Pre - Flight Phase :
مرحلة الطيران الاول من القفزة تكون محكومة بواسطة الجسم المقذوف والمتغيرات الزاوية في تكملة مرحلة لوحة الارتقاء ( القفاز)من القفز ( الصورة 4 - B )كما وصفت اعلاه . يجب الملاحظة بانه بالرغم من ان اللاعب يمكن ان يعمل تعديلات في افضل مسافة بين لوحة النهوض ومنصة القفز على الاقل ،ربما يعمل هكذا لتفادي كسر الاتصال من منطقة من لوحة النهوض ربما لاتكون الافضل في الاستفادة الكاملة من خصائصها المرنة .

مرحلة الاستناد (التماس )مع منصة القفز : Vaulting Table Support Phase
مرحلة التماس مع منصة القفز يمكن تقسيمها الى مرحلة الحاجز الابتدائي أو مرحلة الامتصاص ومرحلة الدفع أو مرحلة الصد. خط الحركة الابتدائي وحالات الزاوية وحركات اللاعب خلال كل من مرحلتي الامتصاص والصد هي التي تحدد ان كان اللاعب سيغادر من منصة القفز مع كمية الحركة الزاوية والخطية المطلوبات لتكملة القفزة المقصودة .

الصورة 5 تظهر لنا الرسم التخطيطي لهذه المرحلة والتي تحتوي :
زاوية جسم اللاعب من الوضع الافقي
قوة رد فعل منصة القفز (F )
كمية الحركة الزاوية لجسم اللاعب ( L )
كمية الحركة الخطية لمركز كتلة اللاعب ( M )



كما مشار اعلاه فان اتصال المتغيرات الميكانيكية ( الصورة 5 - c ) هي نتيجة لارتباطات متعددة لمتغيرات الجسم المقذوف ، الارتقاء من لوحة النهوض وكمية الحركة الزاوية ومسافة لوحة النهوض من منصة القفز .خلال زمن الاتصال القصير بالقفاز فان اللاعب اولا يضغط بواسطة كمية تتناسب مع شعاع السرعةالملاحظ وبالتالي ، فاذا كان هناك تفاعل كافي بين اللاعب ومنصة القفز " يطول " عندما يقوم بالدفع بالضد منها . فان قوة ردة فعل منصة القفز ( F )تؤثر على اللاعب في سلوك مشابه لقوة رد فعل لوحة النهوض والتي تم وصفها في مرحلة لوحة النهوض اعلاه.
يجب الملاحظة الى ان اغلبية البيانات المنشورة تشير الى ان بامكان اللاعبين عمل القليل جدا للتأثير على الدوران وتحويل المتطلبات لمعظم القفزات اثناء اتصالهم بمنصة القفز ، على سبيل المثال فللحصول على اكبر مدى ، فان نجاح او فشل القفزات يتحدد ابتداءا عند الارتقاء من لوحة النهوض .
على الرغم من ان دراسات قليلة اشارت الى ان اللاعبين لهم القدرة على زيادة كمية الحركة الزاوية اثناء هذه المرحلة . وهذا سوف يتطلب اختلافا قليلا في شكل الجسم ،مد كبير في مفصل الكتف مع زاوية صغير في مفصل الورك عند الاتصال ( التماس) مع منصة القفز ( الصورة 4 - c )اضافة الى سرعة زاوية عالية عند الاصطدام بمنصة القفز .

مرحلة الطيران الثاني Post - Flight Phase :
ان مرحلة الطيران الثاني في القفز محكومة بواسطة الجسم المقذوف والمتغيرات الزاوية عند اكتمال عملية الارتكاز والدفع من منصة القفز ( الصورة 5 - D )
واثناء هذه المرحلة :
يجب ان تكون لدى اللاعب سرعة افقية كافية في الطيران الثاني لانجاز الحد الادنى من المسافة الافقية طبقا لقواعد قانون الاتحاد الدولي للجمناستك .
يجب ان تكون لدى اللاعب سرعة عمودية كافية لانجاز الحد الادنى من الارتفاع في الطيران والذي يسمح بالوقت الكافي لاكما الدوران من القفزة .
يجب على اللاعب ان يغادرمع كمية الحركة الزاوية المطلوبة ( الصورة 5 - L3 ) للقلبات الهوائية او اللفات متضمنة تصميم القفزة المقصودة .
مع الاحترام للعلاقة بين كل من عملية الارتقاء وكمية الحركة الزاوية ووحركات اللف / القلبات الهوائية في الطيران الثاني ،فانه يجب الملاحظة ان الميكانيكية المفضلة لتوليد اللفات يكون خلال حركة الذراعين المتماثلة بعد ترك منصة القفز . بالرغم من تكنيكات اخرى للف يمكن اضافتها ،إلا ان هذا التكنيك هو المفضل نظرا لامكانية ازالته قبل الهبوط عن طريق ضمان حركة اليدين المعكوسة ، ممايؤدي الى هبوط اكثر ثباتا .

الهبوط Landing :
مرحلة الهبوط لنموذج القفزات الامامية هي ترجمة للدوران الامامي وكمثال : قفزة اليدين الامامية المتبوعة بقلبة هوائية امامية او اكثر ( الصورة 6 ).
مثل ماتمليه المتغيرات فان النجاح او الفشل في الهبوط يكون :
زاوية جسم اللاعب من الوضع الافقي
قوة رد فعل الارض ( F )
كمية الحركة الزاوية لجسم اللاعب ( L )
كمية الحركة الخطية لمركز كتلة اللاعب ( M )
مسافة مركز كتلة اللاعب من المحور العمودي ( d )
من اولمبياد عام 2000 تشير البيانات وبشكل ساحق بان اغلبية اللاعبين واللاعبات يفشلون في الثبات اثناء الهبوط في القفز . ونفس البيانات تشير الى ان الدوران نحو الاعلى اكثر من الدوران نحو الاسفل للاعبين مما يجعل اللاعبات اسوأ عدلا من اللاعبين . وفي النهاية فان البيانات تكشف بان قفزات الدوران الامامي هي الاكثر صعوبة للسيطرة لكلا الجنسين . وفي اعلاه قد تم عرض بعض من الاسباب التي توضح لماذا هي صعبة في تحقيق الثبات في الهبوطات والتهيأ للهبوط توضحه ( الصورة 6 ) .



دعنا نفترض بان ( الصورة 6 ) هي تصوير لمرحلة الهبوط لقفزة اليدين المتبوعة بقلبتين هوائيتين امامية والمتعارف عليه بانها واحدة من اكثر القفزات صعوبة . ومهارة كهذه تتطلب بان يكون ارتقاء اللاعب من منصة القفز مع كمية كبيرة من كمية الحركة الزاوية للقلبة الهوائية ( الصورة 5 - L3 ). وطبقا لمبدأ حفظ كمية الحركة فان كمية الحركة الزاوية للاعب عند الهبوط على الارض ( الصورة 6 - L4 ) ستكون هي نفس ما في L3 .
L4 سيقل بعد الهبوط على الارض بسبب قوة الدفع الزاوي من الارض . ان قوة الدفع الزاوي هي نتاج لعزم الدوران والزمن الذي يعمل به . وعزم الدوران بدوره هو نتاج للقوة ومسافتها العمودية من محور الدوران وبشكل معادلة فان هذه العلاقة ، تعرف من جانب اخر كعلاقة بين كمية الحركة وقوة الدفع ، ويعبر عنها على الشكل التالي :


ان توليد مقاومة او تحمل لقوة ردة فعل الارض المتولدة لحظة الاصطدام بالارض والى زمن الهبوط مع افضل مسافة عمودية من مركز الكتلة الى القدمين مهمة صعبة للغاية ( الصورة 6 - d ) .
اذا تأخر اللاعبين قليلا في الفتح فان ( d ) في ( الصورة 6 ) ستكون صغيرة وان الجسم سيظل اكثر احتمالا للدوران الى الامام عندما يمر مركز كتلته فوق القدمين . وكنتيجة فان اللاعب سيأخذ خطوة او اكثر للامام من اجل الحفاظ على توازنه .
ومن الجانب الاخر اذا فتح اللاعب مبكرا فانه سيهبط ومركز كتلته الى الخلف بعيدا من قدميه .ومن المحتمل ان تقل كمية التحرك الزاوي للقلبة الهوائية الى الصفر عندما يظل مركز الكتلة خلف القدمين .وهذا ربما تكون نتيجته سقوط اللاعب للخلف او ربما يأخذ خطوات ضرورية للخلف من اجل المحافظة على اتزانه .
يجب الاشارة ان اللاعب يمكن ان يحاول حركات صحيحة اخرى مثل تدوير الذراعين بنفس او بعكس الاتجاه والجسم في حالة دوران قبل ان يأخذ هذه الخطوات او يجعل وركه وركبتيه مرنة .الحركة الاولى اساسية في حفظ وتحويل مبادئ كمية الحركة الزاوية .اذا طبقت هذه المبادئ بنجاح فان دوران الجسم ربما يزداد في الاتجاه المطلوب ، وربما يقل ،او حتى ينعكس وهكذا يحاول اللاعب من تجنب السقوط او الخطوات التي وصفت سابقا . الحركة الثانية ، مرونة الورك والركبتين ،تكون اساسية على محاولة اللاعب لزيادة الزمن الفاصل للهبوط وهكذا فان قوة دفع الارض هي التي تجعل الجسم لان يستقر .
يجب التأكيد على ان الهبوط بزاوية مناسبة للجسم تزيد من فرص اللاعب للثبات في الهبوط وتمكنه من الاستفادة بنجاح من قوة رد فعل الارض لايقاف الدوران ، ولذلك يعتمد قليلا على قوة عضلاته الداخلية .
وتطبق نفس المبادئ على القفزات التي يهبط فيها اللاعب مواجها منصة القفز كما في ( الصور 2 و 3 ) . ان اعلى معدل نجاحات الهبوط لهذه الانواع من القفزات ربما يعود الى قدرة اللاعبين في الحصول على تغذية راجعة داخلية ، او رؤية البساط كنقطة وعمل التعديلات الضرورية مبكرا خلافا لقفزات الدوران الامامي .
وختاما فان الصعوبات في الهبوطات الثابتة في القفز تتضاعف عندما يكون الدوران حول المحور الطولي قد اضيف الى القفزة .

الخاتمة Conclusion :
ان النجاح في القفز يعتمد على جملة متغيرات بعضها مستقلة ، وبعضها في حدود تحكم او سيطرة اللاعب . وعموما :
فاللاعب يبني طاقته الحركية اثناء الركضة التقربية .
تلك الطاقة تتجزأ اثناء مرحلة الارتقاء من لوحة القفز الى حركة خطية وكمية تحرك زاوي .
هذه اللحظات تتحكم في نقل الحركة الخطية وكمية التحرك الزاوي في منصة القفز في حدود المحافظة على شكل المتطلبات المقيدة والمسافة بين لوحة النهوض ومنصة القفز .
اثناء الاتصال ( التماس ) بمنصة القفز فان اللاعب يتفاعل مع منصة القفز لتنقية متطلبات الحركة الخطية وكمية التحرك الزاوي في مرحلة الطيران الثاني لانجاز ماتتطلبه القفزة من مسافة، ارتفاع ، دورانات وليتمكن اللاعب من الهبوط بامان وبدون خطوات اضافية او سقوط .
ان الهبوط بزاوية جسم مناسبة تزيد من فرص الثبات في الهبوط عن طريق تمكين اللاعب من الاستفادة بنجاح من قوة رد فعل الارض لايقاف الدوران ولهذا فانه يعتمد قليلا على عضلاته .


مع الفهم لكل مراحل القفز ، التي تبدأ مع الركضة التقربية وتنتهي مع الهبوط ، وهي مهمة ومتداخلة، ( الصورة 7 ) توضح لنا نظاما ( نسقا ) غير محكم (غير ثابت ) للعوامل التي تحدد علامات الطيران الثاني والتي هي من وجهة نظر التحكيم الاكثر مساهمة في مجموع النقاط . ويشتمل الموديل بشكل واضح على كل مظاهر القفز وهي فوضوية كثيرا وصعبة لوضعها بشكل علاقة صحيحة بين الاشياء لغرض فهمها .الشيء الجيد هو يجب على اللاعبين التنفيذ فقط دون الاهتمام بتناسق الموديل .

References

Bradshaw, E. (2004). Target-directed running in gymnastics: a preliminary exploration of vaulting. Sports Biomechanics, 3 (1), 125-144.
Dainis, A. (1981). A model for gymnastic vaulting. Medicine and Science in Sport and Exercise, 13, 34-43.
Kwon, Y-H, Fortney, V. & Shin, I-S (1990). 3-D analysis of Yurchenko vaults performed by female gymnasts during the 1988 Seoul Olympic games. International Journal of Sports Biomechanics, 6, 157-176.
McNitt-Gray, J. L., Requejo, P., Costa, K. & Mathiyakom, W. (2001a). Landing success rate during the artistic gymnastics competition during 2000 Olympic games: Implications for Improved Gymnast/Mat Interaction, [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
Prassas, S. (2001). On dismounts, twists, somersaults, etc., or why it is difficult to do that double back layout somersault? , [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
Takei, Y., (1998). Three-dimensional analysis of handspring with full turn vault: deterministic model, coaches beliefs, and judges Scores. Journal of Applied Biomechanics, 14, 190-210.
Yeadon, M. (1999). How to twist fast. In, Prassas, S. & Sanders, R. (Eds). Applied Proceedings of the of XVII International Symposium on Biomechanics in Sports—ACROBATICS (pp. 37-47). Perth, Western Australia: School of Biomedical and Sport Sciences, Edith Cowan University.

اعداد وترجمة

الاستاذ المساعد الدكتور

مسلم بدر عواد المياح