پرش عمودی یکی از اجزاء مهم بسیاری از فعالیتهای ورزشی مانند والیبال، بسکتبال، هندبال و … می­باشد. ورزشکاران همواره سعی می­کنند تا قابلیت پرش عمودی خود را افزایش دهند زیرا این قابلیت در موفقیت ورزشی نقش دارد. مطالعات در ارتباط با والیبال نشان داده است که ارتفاع پرش ورزشکار در هنگام اجرای سرویس و ضربه در سرعت توپ تاثیر گذار است (35). علاوه بر اهمیت پرش ارتفاع در بهبود عملکرد ورزشکار، پرش ارتفاع به عنوان یکی از آزمونهای مهم آمادگی جسمانی ورزشکار جهت ارزیابی توان عضلانی اندام تحتانی مورد استفاده قرار می­گیرد.

بیومکانیک پرش عمودی

متخصصان بیومکانیک بطور معمول از تکنیکهایی مانند تصویر برداری با سرعت بالا، الکترومایوگرافی و اندازه­­گیری نیروی عکس­العمل زمین جهت بیان تعاملات مکانیکی دستگاه اسکلتی- عضلانی حین پرش عمودی ارتفاع استفاده می­کنند. فاز تیک­آف[1] پرش عمودی همراه با باز شدن مفصل ران، زانو و مچ پا به ترتیب آغاز می­شود. فاز تیک­آف زمانی که پا از زمین جدا می­شود پایان می­یابد. قبل از فاز تیک­آف، فاز آمادگی که همراه با فلکشن ران و زانو و دورسی فلکشن مچ پا می­باشد، اتفاق می­افتد. فعالیت عضلات در فاز آمادگی بصورت اکسنتریک می­باشد. بدنبال فاز آمادگی، فاز تیک­آف نیاز به فعالیت کانسنتریک شدید عضلات اندام تحتانی دارد. بسیاری از مطالعات ترتیب فعالیت عضلات در پرش عمودی ارتفاع را با الگوی پروگسیمال به دیستال گزارش کرده­اند (39-36). در این مطالعات گزارش شده است که ابتدا فعالیت عضلات ران و به دنبال آن زانو و مچ پا رخ می­دهد. عضلات دو مفصله در انتقال انرژی مکانیکی در حین پرش ارتفاع نقش بسیار مهمی دارند (39).

 کینماتیک پرش عمودی

اکثر مطالعاتی که بیومکانیک پرش عمودی ارتفاع را بررسی کرده­اند به پارامترهای کینتکی آن پرداخته­اند و تحقیقات اندکی پارامترهای کینماتیکی مانند زاویه و سرعت زاویه­ای مفاصل اندام تحتانی را مورد بررسی قرار داده­اند. حداکثر زاویه مفصل در حین پرش عمودی در چندین مطالعه گزارش شده است ولی هیچکدام از این مطالعات تاثیر حداکثر زاویه مفصل بر میزان پرش ارتفاع را مورد بررسی قرار ندادند. جدول 1-2 چندین مطالعه که حداکثر زاویه مفصل اندام تحتانی را در حین پرش گزارش کرده­اند، نشان می­دهد (15، 42-40). هرچه حداکثر زاویه مفصل بیشتر باشد بنابراین دامنه­ای که در آن کار باید انجام شود نیز بیشتر خواهد بود. بیشتر بودن زاویه مفصل نشان دهنده کارایی بیشتر پرش عمودی نخواهد بود. بابرت و همکاران[2] (1996) گزارش کردند، هنگامی که موقعیت مرکز جرم در شروع فاز کانسنتریک پرش پایین­تر باشد باعث کاهش میزان پرش ارتفاع می­گردد. فاکتورهایی که باعث ایجاد نیروی اعمالی جهت پرش می­شوند در مقایسه با زاویه بیشتر مفصل زانو در پرش عمودی مخالف مهم­تر می­باشند. بهرحال، بعلت تفاوت در قابلیتهای عصبی- عضلانی و آنتروپومتریکی در بین افراد، اتخاذ زاویه مفصل بهینه در شروع فاز کانسنتریک متفاوت می­باشد و آنالیز بصورت فردی مفیدتر خواهد بود

[1].Takeoff

[2]. Bobbert et al.

سرعت زاویه­ای مفاصل جهت حداکثر کردن سرعت عمودی مرکز جرم پرش­کننده موثر می­باشد. جدول 2-2 حداکثر سرعت زاویه­ای مفاصل اندام تحتانی حین پرش عمودی در دو مطالعه انجام شده را نشان می­دهد (42، 43). جهت حداکثر کردن سرعت عمودی مرکز جرم بنظر می­رسد که حداکثر سرعت زاویه­ای مفاصل اندام تحتانی باید در ترتیب و زمانبندی دقیق قرار گیرند.

کینتیک پرش عمودی

در حین پرش ارتفاع، فرد باید بر وزن بدن خود غلبه کند. برآیند نیروی عمل کننده بر مرکز جرم(COM) بصورت FGRF – mg می­باشد که FGRF نیروی عکس­العمل عمل کننده بر پرش کننده، m جرم پرش کننده و g شتاب جاذبه می­باشد. با استفاده از نیروی عکس­العمل ثبت شده توسط صفحه نیرو می­توان نمودارهای نیرو- زمان و نیرو- جابجایی را رسم کرد. ثبت زمان برآیند نیروی عمل کننده بر مرکز جرم پرش کننده با کسر وزن بدن فرد از نیروی عکس­العمل ثبت شده محاسبه می­شود. ثبت نمودار سرعت- زمان با تقسیم برایند نمودار نیرو- زمان بر جرم بدن، جهت ثبت نمودار شتاب- زمان و سپس با انتگرال عددی با توجه به زمان با استفاده از قانون ذوزنقه بدست می­آید. همچنین با استفاده از قانون ذوزنقه با انتگرال عددی ثبت نمودار سرعت- زمان، نمودار جابجایی- زمان محاسبه می­شود. برای محاسبه انتگرال لازم است که سرعت و ارتفاع عمودی مرکز جرم در برخی از مراحل پرش عمودی شناسایی شود. شروع پرش جایی است که سرعت مرکز جرم صفر است و ارتفاع عمودی صفر تنظیم می­شود. باید تاکید شود که محاسبه سرعت و جابجایی به شرایط اولیه بسیار حساس می­باشد. جهت محاسبه دقیق باید یک دوره زمانی کوتاه قبل از انجام پرش در نظر گرفته شود که پرش کننده قبل از پرش بدون حرکت باشد. در این صورت می­توان مطمئن شد که نیروی عکس­العمل در لحظه شروع پرش دقیقا برابر با وزن پرش کننده و سرعت اولیه برابر با صفر می­باشد. در پرش عمودی مخالف (CMJ) ثابت بودن قبل از انجام پرش عمودی مشکل نیست اما در پرش عمودی از نوع اسکات پرش (SJ) بی حرکتی قبل از اجرای پرش جهت محاسبه شروع حرکت پرش مقداری مشکل است.