본문내용
1. 운동역학의 개요
1.1. 운동역학의 정의
운동역학의 정의는 다음과 같다.
운동역학은 일반적으로 물체의 운동 및 그 원인이 되는 힘 사이의 법칙을 연구하는 물리학의 한 분야이다. 인체도 물체의 일종이라고 봤을 때 물체역학과 같은 운동법칙에 따르고 있는데, 물체의 역학에서는 다른 물체로부터 힘을 받아 힘을 받은 물체의 운동과의 관계를 문제로 삼는다. 그에 반해 운동역학은 신체 자신이 힘을 내서 스스로 움직이거나 다른 물체를 움직이는데 관심을 가지고 있다. 이러한 신체의 기능은 골격근이 중추신경 지배하에 생화학적인 반응들을 일으키고, 이 때 발생한 에너지가 관절에 의하여 연결되어 있는 골격을 지나 스스로 움직이며, 다시 다른 물체를 움직이는 기계적인 상태로 변환된다. 따라서 운동역학은 생리학, 해부학, 생리학 등과 함께 신체운동 과학의 기초를 이루고 있으며, 체육 및 스포츠, 리허빌리테이션, 인간공학, 바이오닉스 등의 넓은 응용분야를 가지고 있다.
1.2. 운동역학과 생체역학의 관계
운동역학과 생체역학은 밀접한 관계가 있다. 생체역학은 모든 생물체의 운동에 물리학을 적용하여 연구하는 학문 분야이며, 이는 생물체를 뜻하는 "Bio"와 힘, 운동을 다루는 물리학 분야인 "Mechanics"가 결합된 용어이다. 반면 운동역학은 이러한 생체역학 중에서도 특히 인체의 운동, 그 중에서도 스포츠와 관련된 움직임을 전문적으로 연구하는 분야라고 할 수 있다.
즉, 생체역학은 생물 전반의 운동을 다루는 반면 운동역학은 인체의 운동, 특히 스포츠 활동에 초점을 맞추고 있다고 볼 수 있다. 따라서 운동역학은 생체역학의 한 부분으로 간주될 수 있으며, 두 학문은 밀접한 관련성을 가지고 있다고 할 수 있다. 운동역학은 생체역학의 연구 성과를 바탕으로 발전해왔으며, 스포츠 분야에 적용하여 선수들의 기량 향상과 효율적인 스포츠 장비 개발 등에 기여하고 있다고 볼 수 있다.
1.3. 운동역학의 역사
운동역학의 역사는 고대 그리스 아테네 시대까지 거슬러 올라간다. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스를 운동역학의 아버지라고 칭하고 있지만, 운동역학이라는 용어가 본격적으로 등장한 시기는 19세기 말이다. 이후 1908년에 스카스트롬이 운동역학 연구를 시작했으며, 보웬과 매켄지로 이어지며 발전해왔다. 19세기 말과 20세기 초반에는 인체의 움직임 및 해부학적 기능과의 관계를 기술하는 것에 주 관심사가 있었다.
1930년대에는 고속 촬영기를 활용하여 동작을 분석하는 연구가 두드러졌다. 글라소우 학자에 의해 연속사진 관찰과 측정을 통해 스포츠 기술의 운동기능학적 분석이 이루어졌다. 1950년대에는 기본적인 저서 출간과 연구의 다양화, 전자장비의 연구도구 발달이 있었으며, 특히 EMG 연구에 마스미지안 학자가 기여했다. 1980년대에는 미국을 중심으로 운동역학 발전이 전 세계적으로 급증했는데, 소형 컴퓨터 성능 향상으로 자료 수집과 처리가 가능해졌고 힘 측정, 고속 자료 수집, 영상 분석 프로그램 개발 등이 이루어졌다.
2. 운동역학의 분류
2.1. 정역학
2.1.1. 기저면
기저면은 물체와 지면이 접촉되어 있는 면 또는, 물체를 지지하기 위하여 장치가 이루어지는 실질적인 표면을 의미한다. 즉, 물체가 지면 위에 놓여 있을 때 지면과 접촉하고 있는 면을 기저면이라고 한다.
정역학에서 기저면은 매우 중요한 개념이다. 물체가 정지해 있거나 등속직선운동을 하는 경우, 물체에 작용하는 힘의 합력이 0이 되는 조건이 성립한다. 이 때, 물체와 지면 사이의 접촉면에서 작용하는 수직항력과 마찰력이 물체의 운동에 중요한 역할을 한다.
수직항력은 물체의 무게를 지지하는 힘으로, 물체의 중력과 같은 크기이지만 반대 방향으로 작용한다. 마찰력은 물체가 미끄러지지 않도록 지면에 작용하는 힘으로, 물체의 운동방향과 반대 방향으로 작용한다. 이러한 기저면의 힘들이 물체의 정역학적 평형을 유지시켜주는 것이다.
따라서 기저면은 운동역학에서 정지 또는 등속운동 상태의 물체에 작용하는 힘을 분석하는 데 핵심적인 개념이라고 할 수 있다.
2.1.2. 평형
평형은 어떠한 물체가 고체이며, 이와 같은 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이고, 어떠한 축에 대하여 물체를 회전시키려고 하는 경향이 없을 때 이와 같은 상태를 정역학에서 평형이라고 말한다. 즉, 정역학의 경...
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