Class Notes (835,926)
Canada (509,504)
Kinesiology (3,221)
Bob Vigars (24)
Lecture

Kinesiology 2241A/B Lecture Notes.docx

73 Pages
116 Views
Unlock Document

Department
Kinesiology
Course
Kinesiology 2241A/B
Professor
Bob Vigars
Semester
Fall

Description
10/22/2012 10/22/2012 http://instruct.uwo.ca/kinesiology/241a  Soccer style kick gives greater end point velocity vs straight on kick Lever action ▯ good for force Power is different however. Force is a component of power Power = Force x Velocity Ergonomics ▯ Branch of biomechanics looking at scenarios that could lead to injuries Qualitative course not quantitative Vert ▯ hangtime really a lot of force at take off Accuracy ▯ alignment of limbs etc. Accuracy w/ speed ▯ accurate and powerful Manipulate a resistance ▯ moment arms (force arms) etc.. Move over a timed distance ▯ how fast you can run = stride frequency x stride length ex. Usain bolt very tall   but same frequency as normal runners so super fast 10/22/2012 Don’t have to know names of bones/muscles just axes and stuff Force x moment arm ▯ lifting something often forget to minimize moment arm or force arm of resistance  even though force is same (ex. Lifting a stand.. closer in is easier than further out cuz moment arm smaller) Shoulder and hip injuries a lot more complicated because they can do a lot of motions vs say elbow joint  which is just a hinge  Skeleton Functions  attachments for muscles levers and pulleys for muscles torques Lever motions are good to produce force Velocity is needed for long distances Force x Velocity = Power Kicking like soccer is using lever and pulleys, wheels, axel action also your body is axes Vector has magnitude and direction for arrow (length of arrow is magnitude) and direction (arrow head pointing) force applied over small area vs big area is NOT the same even though might be same amount Top tennis players hit ball with topspin to have magnus effect to create larger force and lands sooner so  lands inbounds Harnesses, Ropes, Pads Ligaments: act like a harness 10/22/2012 provide control, guide path of motion Tendons: act like a rope being pulled transmit load Cartilages: act like pads absorb impact, restrict friction Ligaments will deform and reform If chronically sprained ankle the ligaments might be in plastic state (tissue stretch beyond elastic limit so it  stays lengthened) Elastic energy and objects with elastic properties have application in biomechanics Its been a long time baby Injury to ligament or tendon takes a long time to heal Limited vascularization in ligaments and tendons Ligament is composed of 70% water When bone heals it heals stronger.. ligament/tendons don’t Factors – Stability of Articulation Bone Arrangement Strong = one “fits” into other (knee, elbow joints) Ligament Arrangement Quality and quantity Muscle Arrangement Stabilizing lines of force 10/22/2012 Laxity in a joint allows for mobility, lateral motions, a buffer zone to handle large stress ROM Factors (Range of Motion) Shape of articulation – elbow vs shoulder Tightness of muscle and ligaments if working out do both flexion and deflexion to get more flexible Size of adjacent tissue Restrictive clothing/equipment/devices 10/22/2012 spatial frame of reference came up because astronaut needed to be guided when bad video connection old  days Spatial frame of reference we can think of a golf ball X , Y, Z ▯ refer ppt X/Y parallel to ground X is forward/back Y is left/right Z is perpendicular so up/down its all relative what your position is because one persons forward could be anothers backward in golf 2 lateral motions are slice (peels off so if righty goes right ▯ X+ Y– Z+) or hook when ball struck sidespin is put on it and so magnus zone is created where there are different pressure  zones on each side high and low ball starts to deviate as it goes from high to low pressure and goes sideways if you just put backspin it hits apex and comes down and goes particularly in X + direction  Looking at body movement linear motion is just straight but other parts of body can be moving in rotary motion linear motion ▯ line path motion rotary motion ▯ rotates due to fixed point  Planes and Axes Plane ▯ flat surface divides body 3 planes ▯ sagittal (medial­lateral plane: ML, transverse: longitudinal plane, frontal: anterior posterior plane:   AP) Rotate in axis when move in plane Movement occurs in a plane about an axis that is perpendicular to that plane 10/22/2012 Memorize movements in sagittal plane about M­L axis in ppt. Notes about it Transverse flexion is moving arm inward arm when its lifted Another example is hurdles where back thigh leads leg when it comes over hurdle  Frontal plane movements about A­P axis in ppt. note ipsi means same ex. Ipsilateral flexion Transverse plane movements: longitudinal in ppt moving foot sideways is eversion/inversion talking about only the foot pronation/supination strictly for radial and ulnar  “soupination” eating soup  lateral/medial rotation ▯ baseball throw transverse rotation move body torso left or or right rotation protraction and retraction is mostly for shoulders, chin Anthropometrics too much generalizations 10/22/2012 Planes and Axes Movement in Sagittal Plane  about M­L axis Movement in Frontal Plane about A­P axis Movement in Transverse Plane about longitudinal axis it depends on which part of anatomical limb leads the motion in lab don’t say left or right leg arm etc.. use ipsilateral etc.. for golf swing start is starting where he has arms protonated (don’t need to write that) holding swing …  goes to preparation when pulls back and then recovery Preparation Phase/Motion/Recovery: Tennis forehand check lab 1 on site table  watch tiger woods golf swing slow mo while doing lab and slides with all planes and stuff try to find 20 to 25 steps in total should be able to fit it on one page if in chart format 10/22/2012 Muscle Properties 10/22/2012 on ppt irritability, conductivity, contractility, distensibility, elasticity muscles can contract ▯ stronger the contraction the more tension  force, tension, strength could be said to be all synonymous the greater the strength the more tension and the more force produced muscles can be stretched (lengthend) muscles can produce force when contracting and stretching (resistance forces) when jumping quick stretch of hip flexors and knee flexors we can increase jump by using quick stretch and immediately contracting? Force – F is symbol for force. Think about force as tension or strength Powerlifting is not actually power because no speed involvement Power = F x v Power can be Strength dominant power shotput, football linemen, rugby scrums, etc… Speed dominant power runners, jumpers, etc..  10/22/2012 Endurance running  anything where you have to produce a certain amount of force repeatedly Biarticulate muscle cross two joints and cause two different motions don’t worry too much about fiber arrangements Location, Angle, Number (LAN) of muscles ▯ don’t worry too much about either Disadvantage in our skeletal makeup as they are mostly 3  class levers which does not favour force  production Biarticulate muscles if only stretched at one end then pretty good range of motion if you do it at both ends then total range of motion will be passively insuffiecient ex. Flex whole leg vs flexing  thigh with knee being flrexed Active Insufficiency ▯ when muscle being contracted Passive Insufficiency ▯ when muscle being stretched refer ppt Reciprocal innervation agonist antagonist 10/22/2012 we send signals to agonist and impede antagonist muscles Muscular Tension Types 1. Static – isometric 2. Dynamic  Concentric Eccentric controlled or resistance movements When sitting down not using hip flexors and knee flexors otherwise would slam down on butt hard sitting down gravity is the motive force using hip extensors and knee extensors to stand up standing up muscles are motive force resistance is gravity (your body weight) 10/22/2012 Looking at strike today Concentric, eccentric, isometric strikes Factors Affecting Muscle Force Fiber type, # units stimulate, frequency of firings, temp, elasticity, length/tension, force/velocity, power (P =  Fv), angle of pull any force that causes a muscle to rotate is called torque for torque you have moment and force arms (force x force arm) don’t need to know FG, FOG, SO that much Frequency of firing there is an optimal level to a point after which it is more harmful then helpful Elasticity Example baseball throw. When you throw your arm pulls back for a slight millisecond and contracts forward  again really fast so it is using elastic properties like a rubber band (pull back and let go and bang! Forward it  goes fast) just like arm Force/Velocity Inverse relationship between F and v – increase in v can cause decrease in F (must have slow controlled  contractions of optimal force) Angle of Pull Not talking about joint angle anymore Another conundrum length/tension relationship your losing force as it shortens but your getting better pull Most force when > 90 degree angle 10/22/2012 when angle of force at exactly 90 degrees all force at that point are rotating not pulling any horizontal  direction Proprioceptors internal body receptors Golgi Tendon Organs located in tendon area stretch activates two things: 1. Inhibits contraction of agonist 2. facilities contraction of antagonist PNF involves Golgi Tendon organs  Proprioceptive Neuromuscular Facilitation Muscle Spindles Located throughout entire muscle stretch promotes contraction of agonist inhibits antagonist contraction eg. "Knee jerk", windup in throwing/striking 10/22/2012 Force Defined System of toothpicks and fork not touching glass Center of gravity is where? Magnus Effect Beach ball spun one way in the air will cause it to deviate in that direction  Forces ­ Kinetics All forces have magnitude and direction Bouyancy direction up, water displaced Gravity  direction down, resistant force when ball goes up and motive force as it comes down if you can offset gravity with buoyancy you float and vice versa Centripetal in car when you make a turn Elastic muscles or even beach ball Fluid drag air resistance or walking in pool for example Fluid lift spin on ball is a lift force that caused it to deviate Friction 10/22/2012 walking on floor vs ice Pressure Force we exert over some area Reaction Properties of a Force 1. Magnitude 2. Direction (eg. 60 degree to horizontal) 3. Point of Application 4. Line of Action (eg. Through CofG) When applying force (line of action) through the CofG you give it a linear motion  however for basketball at end of shot wrist flexion and fingers on eccentric (outside) to CofG and torque is  applied and you get a rotary motion Mass ppt Weight is a vector has direction Shotball and Golf ball more dense than softball and ping pong ball and so they have more mass Vector length represents magnitude direction is arrow head pointing    10/22/2012 Action Reaction For picture of diver on board he has backward lean which if he didn’t he would go straight up but rather he  creates torque because of this as he is a distance from the center of the reaction force and  Internal/External Forces Usually talking about entire body  Elbow flexors cause force on external?internal? bone 10/22/2012 10/22/2012 10/22/2012 Video on motion today showing anatomy of leg arm etc. movements 10/22/2012 10/22/2012 Muscles and bones focus should be that muscles are force producers and when they contract they cause  bone to rotate which is a torque Torque has 2 components Force x magnitude Moment arm or force arm Moment arm that muscle has at any point when muscle contracts does change however doesn’t get very  big  For body the moment arm is usually pretty small  muscle usually has to produce a bigger number than the actual load that’s why we say humans have a mechanical disadvantage equilibrium  if moving at constant velocity that is also at equilibrium any resistance forces against body are matched by amount of force I am producing to remain at constant  speed When body is accelerating it is not a state of equib or also when changing direction it is not at equib either since velocity is vector quantity if you change direction your really doing acceleration cuz you added  direction For this course acceleration ▯ positive acceleration and deceleration ▯ negative acceleration so body is  speeding up or slowing down when ball is thrown up it is only at equib when it was stopped for a brief moment Equilibrium 2 types static  10/22/2012 not moving dynamic moving but with no change in velocity or direction, must be constant Balance equib is just a state but balance is a process body uses mechanisms such as inner ear and proprioceptors to maintain balance if you get cold or something ear is clogged might lose sense of balance proprioceptors you can tell where your limbs are Stability it is a state the more stable you are the greater an outside force wants to make you unstable ex. If standing on one foot very small base support and CofG very high so easily knocked over if wider knees/feet apart to get wider base of support then more stable and lower CofG by flexing knees a  bit there is linear stability resisting acceleration if doing perfect pirouette they wont move in lateral or forward backward direction at all why is this not rotary there is rotary stability  resistance to tipping somersaulting diver he is moving in linear motion down but accelerating faster and faster spinning 10/22/2012 3 states of rotary equib stable  CofG inside BOS unstable CofG outside BOS neutral Base of Support – BOS outermost  contacting surfaces Balance Factors more mass object can be more stable than less mass object height of CofG and size of BOS matters so truth to bigger they are harder they fall CofG is lower is more stable Standing on a Slope body weight is always hitting it at an angle vs on path where you would hit it at 90 degrees  Common Athletic Stance feet apart (laterally), lowered CofG, feet staggered (front back) CofG right in the center so can move anyway similarly if force hits you if CofG in middle most stable 10/22/2012 Pushing – Pulling loads it is easier to pull load when CofG is higher than the load pulling has up lift reducing load friction and increases feet friction if high friction load ▯ pull with short rope if low friction load ▯ pull with long rope notice pulling fire truck they should have kept it at horizontal the rope cuz weight cant be displaced really so  no point in having it at an angle same with strong men pull heavy objects they are far forward so they can  get the force horizontal as possible and not waste E Safe lifting BOS as close as possible to load use hips and legs ▯ got to minimize resistant torque  Start and Stopping Starting CofG low and forward wanna be somewhat unstable so youll go quickly in that direction when you disrupt equib Stopping CofG low and backward take longer strides so always leaning backwards Changing directions if you can do this fast you can produce large forces quickly  when going around curves you are leaning if moving at greater speed around larger curve don’t need that much centrepital force? But for smaller curve  you do?? 10/22/2012 4 functions of machines 10/22/2012 focusing on upper extremity lever system is one that will move force or accuracy? think only moving elbow like catapult motion  wheel axel is another method (think baseball throw) achieves higher end point velocity than level system does 3 components of levers axis or fulcrum ex . for throwing ball axis/fulcrum is elbow funny bone is alacronian process it is extension of forearm bone and it attaches so it is one side and other  stuff is on other side so it could be first class but this is exception really motive force muscle that will allow it to move elbow  resistive force reciprocal innervation  it is a coordination affect that occurs when we learn a skill so it means that agonist are activated and  antagonist are impeded so that we can complete the skill  rd most appendicular muscle movements are 3  class (resistive force) levers think of holding a ball in arm elbow joint is the end and so is the ball  Properties of force magnitude, direction, point of application, line of action if apply force downwards then resultant force is opp so it is up everytime force in one direction there is opp resultant force 10/22/2012 no torque no or small force arm ex. Fig 4.3 d the motive torque is equal to resistive torque axis is collinear so CofG going through arm  rmr force arm or moment arm shortest distance between axis of rotation and  net torque imbalance of motive torque and resistive torque resultant motion in the direction of the greatest torque big force arm’ nobody can jump greater than their height even though top high jumpers can jump well above head if summation of torque is equal to 0 there is no motion  net motion is in direction of bigger torque for figure 4.6 question 2 on p 151 torque for B is 100  torque for D is 150 (50 x 3) ** rotary component is always pull perpendicular to component 10/22/2012 stable component if the angle of pull is less than 90 degrees (horizontal or parallel) pos 1 more stabl than ro pos 2 100% ro pos 3  more disl than ro as we move from 1 to 2 muscles get shorter  figure 4.10 on p. 156  in order to check  Mechanical disadvantage rd 3  class lever where motive force arm is less than resistive force arm ex. Rowing, etc.? Mechanical advantage 1  and 2  class 2nd class lever ex. Wheel barrow, nut cracker, Wheel and Axle vs lever actions go through lecture again and go over this part 10/22/2012 Upper Extremities Parts Look at how joints operate for ex. Shoulder joint is ball and socket joint P. 121 Muscle Contribution to Joint Common sprain is ankle  Usually injured the everter ligaments that attach to tailus Chronically sprained ankles you can really only work on muscles When muscle pulling on bone at less than 90 degree angle some of that force is  ? Sometimes overcompensate with other leg when one leg is injured putting stress on the other one and  injuring that also Bodies were made to be aligned kind of like boards or beams When you put them out of alignment you are putting stress on them  Shoulder joint Has mobility but small angles of pull Wheel axle mechanism Swinging golf clubs Even if swinging two at the same speed the one with longer head will travel longer linearly Overarm Throw Pattern When you turn trunk is when you really start the throw because your arm goes back a little Need to have strong medial and lateral rotators for throwing 10/22/2012 Elbow Joint Much more stable than shoulder Not much range of motion Flexion/extension Strengthening Elbow Extensors Elbow extensions with shoulder flexed (p 61) Shoulder hyperextensions (p 61) Good to work biarticulate muscles at both ends Strengthen Elbow Flexors Flexing and extending is working it because resisting gravity Radioulnar Joint Natural tendency to get pronation during final stages of execution for throwing Gets injured when you do anything extensively Ergonomics Area of study for work place to keep good posture Moving away from anatomical position you need forces to hold body in that position which if done for  extensive times then injury can occur See force guidelines per task on p. 189 How tightly you should grip stuff like a screwdriver, poles, sports equipment, etc.. 10/22/2012 Know diff between lever system (think catapult) vs wheel axle (throw baseball) Working biarticulate muscles Doing both activities at same time and also isolated Taxing the eccentric strength of inversion muscles Sometimes if better planatar flexor then more injury prone to ankles MUSCULAR BALANCE! ▯ have strong muscles surrounding joints and tendons  If knees straight and flex ankles Works gastrocnemius If knees flexed slightly and ankles flexed Doesn’t work gastrocnemius Fasciitis ▯ means inflammation Plantar Fasciitis Need to stretch certain muscles and and strengthen muscles to achieve balance Don’t stretch every muscle  10/22/2012 Walking vs Running Running a marathon (42 km)  21k landings on each leg at about 3 x body weight Generally speaking women have larger pelvic girdle and men have larger shoulder girdle Women more balanced because lower CofG 10/22/2012 Chp 5 and 6 are not on the exam Todays material is testable  Vertebral column muscular stability Some people born with more curvature in lumbar region Contralateral trunk flexion Under arm is Ipsilateral? Trying to project something for distance the higher release point is a factor Lateral trunk flexion raises throwing hand Lordosis Structural phenomenon  In females little more curve in lumbar region than in males (always exceptions) If structural issue nothing you can do about it Functional  If it isn’t shape of bones but a muscular connective tissue issue  Ex. Bad posture  Lordotic position is titled forward? So tighten abdominal muscles and stretch back muscles to fix it Scoliosis 10/22/2012 Instead of straight line like lordosis it is more of an S curve If born with it not much you can do (structural issue) If functional issue Muscular imbalance then pelvins could be moving one way etc.. Stretch concave, strengthen concave side of body that is curved to make it straight again Kyphosis Exaggerated curve of VC anterior/posterior Thoracic area is bending forward and flattened at lumbar curve Rounded Shoulders Strengthen retractors of shoulder girdle and stretch protractors Sit Ups Not a good way to burn calories Generally speaking it is easier for women to do situps then men  Hips are fulcrum and so moving body weight  Men have greater shoulder and pectoral region  Flexing hips limits strength of hip flexors because they are shortened Shouldn’t bend neck because it moves your center of gravity down Putting hands behind head  Increased the moment arm of resisaance and have to apply more force 10/22/2012 Long lying sit up If abdominals are strong They are prime mover  Leg lifts Lower back hyperextends, and lumbar discs compress which isn’t good Strengthes abdominals but hinders back so when doing exercise don’t want to stress other parts Bent leg curl sit up on incline board Crunch sit up – legs resting on bench vs no bench With bench there is less taxing and it is a stabilizer Doing free weights is more tiring because no stabilzers so need to use other muscles to lift them vs  machines Free weights not the best and machines not the worst .. both in between? Lumbar hyperextension  Doing press with heavy weight and hyper extending back took it out of Olympic  Dotn want to put body in hyperextension position very bad for back 10/22/2012 Common training targets Lots of misconception about training methods Strength training May have tried free weights and machines Might feel better doing free weights because you get a “better workout” because its taxing and your tired However if your trying to train a particular muscle it might be better to use machine Muscular Power (rmr: Power = Force x velocity) Power lifting is strength lifting Heavier the loads get the harder it is to move it fast Empirical Knowledge Knowledge based on observation by the senses It can be argued that fitness is specific for task Ex. Great cardiovascular strength for running but not for swimming DNA might be such that you try to lose weight but cant Neural Adaptations in training Starting a strength training program Muscles start to adapt to that stress and that movement pattern  Major factor in improved performances Intramuscular coordination results in higher rates of firing motor units Avoid developing hypertrophy in non specific motor units 10/22/2012 For training for specific sport like say football Cant just do one thing like weight training (don’t compartmentalize) Have to address all things in play ▯ can do more of one thing or other though obvs. Same strength program for two people can result in different sizes Say woman vs. man Men have much more testosterone so even though woman can attain more strength generally they wont  have the same muscle size (always exceptions) Specificity of Training Understand the demands and what your training for Refer to ppt for all the points Training for Ballistic Movements Muscles are required to shorten faster than the speed at which the body segment moves Strength training at accelerated rates via: 1. Assisted “over­speed” work run with tail wind behind you runnin
More Less

Related notes for Kinesiology 2241A/B

Log In


OR

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


OR

By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.


Submit