Miesten moukarinheiton kinematiikka : koko kehon liikeanalyysi

Abstract

Johdanto. Moukarin irrottua heittäjän kädestä, sen lentorata on ilmanvastukseen liittyviä tekijöitä lukuun ottamatta vastaava, kuin muillakin heittokappaleilla. Heittopituuteen vaikuttavat moukarin lähtönopeus, lähtökorkeus ja lähtökulma. Näistä lähtönopeudella on ylivoimaisesti suurin vaikutus lopputulokseen. Moukarinheiton biomekaanisten muuttujien yksityiskohtainen tarkastelu on lajin eteenpäinviemisen kannalta ensiarvoisen tärkeää. Tässä tutkimuksessa pyritään selvittämään koko kehon liikeanalyysin avulla heittopituuden kannalta suotuisia teknisiä malleja. Samalla tutustutaan aiempiin moukarinheittoa käsitteleviin tutkimuksiin. Tutkimusmenetelmät. Analysoidut heitot (n=7) kuvattiin kahdella Panasonic GH-5-videokameralla (180 kuvaa/s) kansainvälisessä Paavo Nurmi Games -kilpailussa Turussa kesäkuussa 2017 ja kansallisissa Kalevan Kisoissa (suomenmestaruuskilpailut) Seinäjoella heinäkuussa 2017. Viidessä suorituksessa käytettiin neljän pyörähdyksen heittotekniikkaa ja loput kaksi tehtiin kolmella ja viidellä pyörähdyksellä, kummallakin yksi heitto. Koko kehon liikeanalyysi (18 pistettä + moukarin kuula) tehtiin APAS 3D -liikeanalyysiohjelmistolla 60 kuvaa/s. Analyyseissä pyrittiin löytämään yhtäläisyyksiä ja eroavaisuuksia neljän pyörähdyksen heitoista, vertailtiin kahta lähes yhtä pitkää heittoa, kahta saman heittäjän erimittaista heittoa sekä kolmen, neljän ja viiden pyörähdyksen heittoja keskenään. Tulokset. Pisin analysoiduista heitoista oli vuoden 2017 maailmantilaston kolmanneksi pisin heitto (82,40 m). Heittopituudet korreloivat erittäin vahvasti moukarin lähtönopeuden kanssa (r=0,98; n=7; p<0,001), jonka vaakakomponentti kehittyi pääosin kahden ensimmäisen pyörähdyksen aikana ja pystykomponentti koko vauhdinoton ajan. Tukivaiheidenaikaisen nopeuden lisääntymisen kanssa vahvimmin korreloivat lantio-hartia-kulman muutos (r=-0,843; n=56; p<0,001), heittäjän massakeskipisteen korkeuden muutos (r=0,759; n=56; p<0,001), tukijalan polvikulman muutos (r=0,942; n=56; p<0,001) sekä loppuvedon pituus asteina (r=0,938; n=7; p<0,001). Pohdinta. Tämän tutkimuksen tulokset toistivat usean analysoidun muuttujan osalta aiempien tutkimusten löydöksiä. Toisaalta esiteltiin myös useita muuttujia, joille ei juuri ollut olemassa aiempia vertailuarvoja. Löydettyjen uusien korrelaatioiden pohjalta olisi tärkeää tehdä lisätutkimusta, jotta niitä voitaisiin tarkastella suuremmassa heittomäärässä. Usean muuttujan osalta vahvistui käsitys siitä, että moukarinheitonkaltaisessa äärimmäisen monimutkaisessa suorituksessa samankaltaiseen lopputulokseen voidaan päätyä hyvinkin erityyppisillä suoritustekniikoilla. Saman urheilijan erimittaisissa heitoissa erot olivat pieniä, mutta yksittäisen urheilijan kohdalla pienet erot saattavat ratkaista suorituksen onnistumisen. Pyörähdysten määrä vaikutti suoritukseen siten, että viidellä pyörähdyksellä pyörähdyskohtaiset vaihtelut eri pyörähdysten välillä olivat huomattavan pieniä, kun taas kolmen pyörähdyksen heitossa vaihtelua yksittäisten pyörähdysten välillä oli enemmän. Aineisto kerättiin kilpailusuorituksista, jolloin liikeanalyysi jouduttiin tekemään manuaalisesti, mikä rajoitti raskautensa vuoksi analysoitujen heittojen lukumäärää. Analysoitujen heittojen vähäisen määrän vuoksi on tämän tutkimuksen tulosten yleistettävyyteen suhtauduttava varauksella. Tuloksista voidaan kuitenkin tehdä oletuksia, joiden vahvistaminen vaatii suuremmalla aineistolla tehtäviä jatkotutkimuksia.

Introduction. After the hammer has been released, its trajectory is similar to any projectile except for the factors related to air resistance. Throwing distance is affected by speed, height and angle of release, where the release speed has the greatest effect. Studying biomechanical aspects is crucial for development of hammer throw. The aim of this study was to examine which technical models are propitious for longer throwing distances. Methods. Analyzed throws (n=7) were recorded with two Panasonic GH-5 video cameras (180 fps) at the international Paavo Nurmi Games in Turku (June 2017) and national Kalevan Kisat (the Finnish Championships) in Seinäjoki (July 2017). Five throws were performed with four turns and one with three and five each. Full body motion analysis (18 points + hammer head) was made at 60 fps with APAS 3D motion analysis software. In analyzes, four different comparisons were made: four-turn-throws, two throws with almost the same throw distance, two throws from the same thrower and throws from separate throwers with different number of turns (3-5) were compared with each other. Results. The longest of the seven throws analyzed was at the third place in year 2017 world rankings (82,40 m). Throw distance correlated strongly with release speed (r = 0,98; n=7; p<0,001), of which horizontal component developed mainly during the first two turns while vertical component increased throughout the whole turn phase. The strongest correlations with hammer speed increase were found for the changes in body rotation (r=-0,843; n=56; p<0,001), thrower center of mass height (r=0,759; n=56; p<0,001) and knee angle of the support leg (r=0,942; n=56; p<0,001). Delivery phase length in degrees also correlated strongly with hammer speed increase (r=0,938; n=7; p<0,001). Discussion. The results of this study replicated many findings from previous studies. A great deal of new correlations which would need more research were also founded. Assumption was fortified, that in complicated event like hammer throw, same results can be achieved by various techniques. Differences between two throws performed by the same thrower were small but they can still adjudicate if the throw succeeds or not. Number of turns in a throw affected variation between isolated turns. The number of analyzed throws was small because this study was based on throws executed in the real competitions requiring time consuming manual motion analysis afterwards. Due to small sample size, the generalizations based on the results of this study needs to be treated with caution. Therefore more research is needed in order to confirm the hypotheses emerged from the present results.