علم البيوميكانيك الرياضي

تعريف بمادة البيوميكانيك
هناك خلط بين مفهوم الميكانيكا الحيوية " البيوميكانيك " و التعلم الحركي فالبعض يعتبرها علماً واحداً و هذا فهم خاطئ فالتعلم الحركي يبحث في الناحية الشكلية أي الوصفية للظواهر الحركية , كالوزن الحركي أو الإيقاع الحركي و الانسياب و التوقع الحركي .
نجد أن الميكانيكا الحيوية لم تتطور في الحقيقة عن الميكانيكا وحدها و أنما هي أحد (العلوم الحدية ) * التي تطورت متأثرة بمجموعة من العلوم الأخرى " التشريح , الفسلجة , و المناهج الرياضية " .
وقد أطلق أسم الميكانيكا الحيوية على المادة كتعريب لاسمها وعلم الميكانيكا الحيوية مرّ بمراحل تطور كثيرة سارت جنبا إلى جنب مع تطور المادة نفسها فعندما بدأت حركات التربية الرياضية تخضع للتحليل الحركي من زاوية الميكانيكا البحتة , كان الاسم الشائع هو " التحليل الميكانيكــــــــــــي ( mechanical analysis ) " ثم عندما تطورت المعالجة العلمية للتحليل الحركي لحركة الإنسان أطلق على المادة أسم علم الحركة science of movement or kinesiology " و عند هذه المرحلة كان أسم علم الحركة يستعمل لوصف المحتوى العلمي المتعلق بتكوين ووظيفة الجهاز العضلي / العظمي لجسم الإنسان و انتشرت بعد ذلك دراسة و تطبيق الأسس الميكانيكية على حركة الإنسان ضمن نطاق علم الحركة و أخيرا أصبح أسم علم الحركة يطلق على أي دراسة لأي علم يتعلق بحركة الإنسان حتى ان كثيراً من جامعات الولايات المتحدة الأمريكية وخاصة بولاية كاليفورنيا أطلقت أسمم ( علم الحركة ) على التربية الرياضية و قد بدأ التفكير في اختيار أسم جديد يطلق على العلم الجديد و يعبر عن أهدافه و اختصاصاته ومحتواه , و اقترحت أسماء كثيرة في هذه الفترة منها ( Biodynamices, Biokinetics ) .
و من خلال ما تقدم ووفقا لمجال البحث هذا فان البيومكانيك (1) يتحدد بدراسة حركة الجسم البشري فأن الميكانيك الذي يكون القسم الثاني من مصطلح البيوميكانيك هو العلم الذي يتناول دراسة السكون و الحركة النسبية للأجسام و ينقسم علم الميكانيك الى قسمين هما :

1) السكون أو الستاتيك ( statics ) :
وهو العلم الذي يتناول الحالات التي تكون فيها جميع القوى المؤثرة في الجسم متوازنة و الجسم في حالة سكون او ثبات كالعتلات و مركز ثقل الجسم وهو من أقدم

(1) إن مصطلح البيوميكانيك هو كلمة إغريقية فان الكلمة الأولى ( Bio ) تعني الحياة أو الحيوية و الكلمة الثانية ( mechanics ) تعني الوسيلة أو الأداة أو الاله المناسبة .
* العلم الحدي : هو العلم الذي يربط بين علمين قائمين بالفعل وهو هنا الميكانيكا الحيوية كعلم يربط بين الرياضة و ميكانيكا الحركة .


فروع العلم فان تاريخ بعض مبادئه الأساسية يعود إلى أيام المصريين و البابليين الذين طبقوا هذه المبادئ في حل المسائل التي اعترضت بناء الأهرامات الشهيرة و المعابد القديمة , كما يعود تاريخ الكتابات الأولى في هذا العلم إلى العالم أرخميدس ( 278 - 212 ق.م ) و الذي وضع قوانين توازن القوى الفاعلة في الرافعة ووضع بعض مبادئ علم سكون السوائل / الهيدروستاتيك و تنص بعض مبادئ علم السكون " أنه لا يمكن لقوتين متلاقيتين في نقطة واحدة إن تكونا في حالة توازن ما لم تكن محصلتهما تساوي صفر "

أما القسم الثاني من الميكانيك فهو :
2) المتحرك أو الديناميك ( Dynamics ) :
هو ذلك العلم الذي يبحث طبيعة القوى المتحركة و الغير متوازنة و الموجهة على الجسم البشري و التي تسبب تغيراً في سرعته و اتجاهه و يتناول قوانين مهمة في حياتنا اليومية كقوانين الشغل و الطاقة والتعجيل الحركي .
و ينقسم هذا العلم إلى قسمين هما :

أ – الكينماتيك ( Kinematics ) :
وهو ذلك النوع من علم الميكانيك و الذي يشير إلى هندسة الحركة و يصفها وصفاً مجرداً دون البحث في مسبباتها وهو يصف حركة الأجسام من جوانب ( الزمن و الإزاحة و الانطلاق ) وقد يكون الكينماتيك انتقاليا مستقيماً و يسمى " بالكينماتيك الخطي " أو يكون حول محور دوران و يسمى " بالكينماتيك الزاوي أو الدائري " .

ب – الكينتيك ( Kinetics ) :
وهو فرعاً من علم الميكانيك و يتناول دراسة تأثير مجموعة القوى التي تسبب حركة ذات تعجيل للأجسام وكما يبحث في خواص القصور الذاتي للأجسام و الحركة الناجمة عنها و هو يصف حركة الأجسام من جوانب " ألوزن و الكتلة و الزخم و القوة و الشغل و الطاقة " وقد يكون الكينتيك خطياً يسمى " بالكينتك الخطي " أو دائري و يسمى " الكينتك الدائري أو الزاوي " .