중학생의 멀리뛰기 기록에 영향을 미치는 운동역학적 변인 분석 = (The) Analysis of biomechanical variables factors concerned in the middle school student's long jump motion

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 남․여 중학생별로 멀리뛰기 동작에 관여하는 운동학 및 운동역학적 변인들에 대한 분석과 각각의 변인들에 대한 남․여 중학생간의 차이를 알아보는데 그 목적을 두었다. 중학교에 재학중인 남․여학생 각각 6명을 대상으로 멀리뛰기 동작을 각각 5회씩 2대의 16mm 카메라로 반복촬영 하였으며, 촬영속도는 60frames/sec로 하였다.
좌표화된 원자료는 3차원 영상분석법과 KWON3D v3.0, MS EXCEL XP 프로그램을 이용하였으며, 분석된 변인의 차이를 알아보기 위하여 성별에 대해서는 독립 t-test를, 남․여 중학생별로 도약거리와 운동학 및 운동역학적 변인들과의 상관분석(Pearson's r)을 실시하였다.
분석 결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 운동학적 변인
1. 인체 중심의 이동 변인에 있어 인체 중심의 수평속도는 발구름 전 구간에서 유의한 차이가 나타났으며, 인체 중심의 수직속도에서도 구름발 이지시 유의한 차이가 나타나 남학생이 여학생보다 빠른 것으로 나타났다. 또한 구름발 착지 및 이지시 인체 중심의 도약속도에서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나 남학생이 여학생보다 빠른 것으로 나타났으며, 구름발 이지시 인체 중심의 높이 변화는 남학생이 여학생보다 더 높게 나타났다. 그리고 인체 중심의 도약각도는 여학생이 남학생보다 크게 나타났다.
2. 발구름 자세 변인에 있어 발구름 소요시간은 구름발 착지부터 이지시에 통계상 유의한 차이가 나타나 남학생이 여학생보다 짧게 나타났으며, 무릎 관절각의 변화에 있어서 착지시와 이지시에는 남학생이 여학생보다 크게 나타났으나, 고관절 각도 변화에서는 구름발 착지시에는 남학생이, 이지시에는 여학생의 각도변화가 크게 나타났다. 또한 구름발 착지시 인체후경각과 이지시 인체전경각은 남학생이 여학생보다 큰 것으로 나타났다.
2) 운동역학적 변인
1. 수직 상방향 최대 지면반력은 유의한 차이를 나타냈으며 남학생이 여학생보다 제1정점과 제2정점에서 크게 나타났고, 전후 지면반력은 유의한 차이가 나타나지 않았으며 남학생이 여학생보다 크게 나타났다.
2. 수직 및 수평 충격량은 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 남학생이 여학생보다 큰 것으로 나타났다.
3) 도약거리와 운동역학적 변인들과의 상관관계 분석
1. 남․여 중학생의 멀리뛰기의 도약거리는 이륙속도와 유의한 상관관계를 나타냈으며, 이륙각도 및 인체중심의 상대적 높이와는 유의한 상관을 나타내지 않았다.
2. 이륙속도는 수직 속도와는 유의한 상관이 없었으나, 수평속도와는 높은 상관관계를 나타내었다. 이는 멀리뛰기의 이륙속도는 수직속도보다 수평속도가 상대적으로 큰 영향을 미치기 때문이다.
3. 수평속도와 수직속도에 영향을 미치는 요인 중 선수의 질량과 발구름 시간은 유의한 상관을 나타내지 않았으며, 수평속도에는 수평지면반력, 수직속도에는 수직지면반력과 유의한 상관관계를 나타냄으로써, 발구름시 지면반력의 크기가 이륙속도에 결정적 경향을 미치는 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to analyze the kinematical and kinetical variables that were concerned in the long jump motion, and to look at the differences between male and female middle school students about the variables. For that purpose, the long jump motions of 6 male and female middle school students were recorded five times each using two 16mm high speed video cameras, and the speed of recording was set at 60 frames/sec.
The source material was coordinated by 3D image analysis and Kwon 3D v3.0, MS EXCEL XP program. To look at the differences between the analyzed factors, an independent T-test on gender, a correlation analysis(Pearson's r) between flight distance, kinematical and kinetical variables were used.
The result was stated as follows.
1) Kinematical Variables
1. To the movement of the centroid of the body, there were the meaningful difference in the whole section of the jump in the horizontal velocity, and when making take-off the jump there were the meaningful difference in the vertical velocity as well and it showed that the male students were faster than female students. When making touch-down and take-off, the male students' body-centered velocity of take-off was faster than female students', and when making take-off the male students' body-centered height change were bigger than the female students'. When making take-off female students' showed bigger result than the male student's in the body-centered angle .
2. To the jump pose variables, there were statistical significant differences in the necessary time to jump that the male students' were shorter than the female students'. In the change of knee articular angle, the male students' were higher when making touch-down, and the female students' were higher when making take-off. Moreover, the male students' Back-angle-of-human-body during making touch-down and Front-angle-of-human-body during making take-off were bigger than the female students'.
2) Kinetic Variables
1. On maximum ground reaction force(GRF) of vertical upper part had the meaningful differences, the male students' were higher than the female students' at the first and second peak point. front, on the contrary, back Ground Reaction Force(GRF) had no meaningful differences, but the male students' showed slightly bigger than the female students'.
2. On vertical and horizontal impulse had no meaningful differences, and the male students' showed a little bigger than the female students'.
3) The Correlation Analysis between Flight Distance and Biomechanical Variables
1. The flight distance of male and female middle school students broad jump had the meaningful correlation with the velocity of take-off, and not with the angle of take-off and the relative height of the centroid of the body.
2. The velocity of take-off had no important correlation, but had high correlation with the horizontal velocity. The reason of this result that the velocity of take-off of the long jump were more influenced by the horizontal velocity than the vertical velocity.
3. Of the factors that influences on the horizontal and vertical velocity, the mass of jumper and jump speed had no meaningful correlation. By the fact that horizontal velocity had meaningful correlation with the horizontal Ground Reaction Force(GRF), and the vertical velocity with the vertical Ground Reaction Force(GRF), we could conclude that the magnitude of the ground reaction force during the jump had decisive influence on the velocity of take-off.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 = 1
• 2. 연구의 목적 = 4
• 3. 연구문제 = 5
• 4. 연구의 범위 및 제한점 = 5
• 5. 용어의 정의 = 6
• II. 이론적 배경 = 8
• 1. 멀리뛰기에 기술에 대한 이해 = 8
• 1) 도움닫기 = 8
• 2) 발구름 = 10
• 3) 공중동작 = 12
• 4) 착지동작 = 13
• 2. 멀리뛰기에 관한 선행연구 고찰 = 14
• 1) 도움닫기 동작에 관한 선행연구 = 14
• 2) 발구름 동작에 관한 선행연구 = 15
• 3) 비행거리 동작에 관한 선행연구 = 16
• 4) 착지 동작에 관한 선행연구 = 17
• 5) 운동학적 및 운동역학적 분석에 관한 선행연구 = 18
• III. 연구 방법 = 20
• 1. 연구 대상 = 20
• 2. 실험 변인 = 21
• 3. 실험 도구 = 22
• 1) 영상촬영 측정 장비 = 22
• 2) 지면반력 측정 장비 = 24
• 3) 영상자료 분석 장비 = 24
• 4. 실험 절차 = 25
• 5. 자료 분석 방법 = 27
• 1) 통제점 및 인체관절 중심점의 좌표화 = 27
• 2) 동조 = 29
• 3) 3차원 좌표 계산 = 29
• 4) 분석 구간 = 29
• 5) 운동학적 및 운동역학적 변인 산출 = 30
• IV. 결과 및 논의 = 36
• 1. 운동학적 변인에 대한 분석 = 36
• 1) 인체 중심의 이동 = 36
• (1) 인체 중심의 수평속도 = 36
• (2) 인체 중심의 수직속도 = 40
• (3) 인체 중심의 도약속도 = 43
• (4) 인체 중심의 높이 = 45
• (5) 도약각도 = 48
• 2) 발구름 자세 = 51
• (1) 발구름 소요시간 = 51
• (2) 무릎 관절각 = 53
• (3) 고관절각 = 56
• (4) 상체 전 . 후경각 = 58
• 2. 운동역학적 변인에 대한 분석 = 62
• 1) 지면 반력 분석 = 62
• 2) 충격량 분석 = 66
• 3. 운동학 및 운동역학적 변인별 상관관계 = 70
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 72
• 1. 결론 = 72
• 1) 운동학적 변인 = 72
• 2) 운동역학적 변인 = 73
• 3) 도약거리와 운동역학적 변인들과의 상관관계 분석 = 73
• 2. 제언 = 74
• 참고문헌 = 75
• ABSTRACT = 80