علم چیست؟
از زمانی که اسنان به رشد و تکامل مغزی رسید و سیر تکاملی رشد مغزی را تا حدی که بتواند از آن استفاده کند، طی کرد، متوجه شد که در بیشتر کارها می تواند از نیروی عقل خود استفاده کند. انسانهای غارنشین توسط قوه عقل خود تشکیل کومون هایی را برای شکار می دادند و به صورت دسته جمعی شکار می کردند و شکار را به وسیله دام های ابتدایی گرفتار می کردند. افرادی که از سلامت مغزی و بهتر و استعداد بیشتری برخوردار بودند، سرپرستی و هدایت گروه ، قبیله یا دسته خود را به عهده می گرفتند و در زندگانی عادی خود نیز از موفقیت های بیشتری برخوردار می شدند. از سویی دیگر با توجه به این که ریشه علم به تعقل باز می گردد، بازدهی این کار منجر به پدید آمدن فنون مختلف شد. هر شخصی با استفاده از قوه تعقل خود شغل خاصی را برای ادامه زندگی به وجود می آورد. کسانی که معالجه انسانها را به عهده داشتند ، حرفه پزشکی را به صورت تدریجی به وجود آوردند. شکارچیان رمز و راز شکار را در نزد خود حفظ می کردند و می دانستند که این رموز زاییده تعقل شکارچیان زیرک بوده است و می تواند آنها را در امر شکار یاری دهد.
فیزیک و ورزش
فیزیک علمی است که در مورد ساختار ظاهری مواد تشکیل دهنده و شکل و فرم آنها صحبت می کند. همچنین از نیروهای مختلف و چگونگی تولید آنها و همچنین در مورد قوانین و نیروهای طبیعی و نقش آنها بر مصنوعات بشری و کارهای روزمره یک انسان صحبت می کند. در ظاهر فیزیک علمی است که با مسائل پیچیده ریاضی در هم آمیخته شده است، مثلاً در بکارگیری بعضی نیروها ، فرمول های مختلف بکار گرفته شده است. فیزیک شاخه ای از علم است که به بررسی پدیده های طبیعی می پردازد تا الگوهایی برای آنها بیابد. فیزیکدانان به پژوهش درباره همه چیز، از اتم ها گرفته تا کهکشانها ، از اسباب بازی ها گرفته تا آبمیوه گیری ها ، از موسیقی گرفته تا لوله کشی و ... می پردازند. فیزیک دانان رابطه های بین ماده و انرژی ، ذره ها و موج ها را بررسی می کنند. فیزیک علمی است که ماهیت ماده و انرژی و رابطه آنها را بررسی می کند. برخی از فیزیک دانان به تحقیق در آزمایشگاهها می پردازند. آنان غالباً پیش از آنکه بتوانند آزمایش موردنظر خود را انجام دهند ناگزیر می شوند وسایل و تجهیزات موردنیاز خود را طراحی کنند. پژوهش های فیزیک دانانی که در آزمایشگاه کار نمی کنند نیز به همین اندازه دارای اهمیت است. آنها نظری ، نظریه های خود را بر شالوده داده های تجربی بنا می کنند. تلاش توأم فیزیک دانان نظری و تجربی ، دانش بشر درباره جهان فیزیک را به موفقیت امروزه رسانیده است. بعضی از نتیجه های تجربی از لحاظ نظری به طور کامل درک نشده اند و برخی از نظریه ها ، نتیجه هایی را پیشگویی می کنند که هنوز در آزمایشگاهها دیده نشده اند.
هنوز مطالب زیادی درباره ماده و انرژی هست که شناخته نشده اند. فیزیک هم نظریه و هم آزمایش را در بر دارد. در آغاز پدیده های فیزیکی به رده هایی تقسم می شدند. این رده ها شامل گرما، الکتریسیته، مکانیک ، مغناطیس ، نور ، صوت و در این اواخر رده دیگری نیز به این رده ها اضافه شده است که پیشرفت های فیزیک در قرن بیستم را در بر می گیرد و فیزیک نوین نام دارد. امروزه در کنار این رده بندی که کماکان به کار می رود، علم فیزیک به صورت دیگری نیز به مباحث مختلف تقسیم بندی می شود. به این ترتیب که هر مبحث به بخش ویژه ای از جهان می پردازد و دیده های مهم موجود در آن بخش و رابطه های بین آنها و علت و معلول ها و اثرات آنها را بررسی می کند. این تقسیم بندی علم فیزیک شامل مبحث های فیزیک ذرات بنیادی ، فیزیک هسته ای ، فیزیک ماده چگال ، اختر فیزیک و ... می باشد.
فوتبالیستی را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زدن به توپ فقط از عضلات دوقلوی ساق پای خود استفاده می کند. این فوتبالیست هنگام ضربه زدن به توپ از دو عضله استفاده می کند و اگر قدرت وارد کردن انرژی این دو عضله را 100 نیوتن درنظر بگیریم توپ او با سرعت مثلاً 40 کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد. حالا فوتبالیست دیگری را درنظر بگیرد که هنگام ضربه زدن علاوه بر استفاده از عضلات ساق پای خود ، از عضلات ران نیز استفاده می کند. این شخص علاوه بر اینکه از عضلات بیشتری استفاده می کند نیروی بیشتری را بر روی توپ وارد می کند ( 200 نیوتن ) در نتیجه سرعت توپ او با 60 یا 80 کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد. و در نهایت شوت او برای دروازه بان حریف مشکل ساز خواهد بود.
می بینید که استفاده بسیار ساده و پیش پا افتاده ای از علم فیزیک مثال بالا یک فوتبالیست را از نظر قدرت شلیک توپ به حد بالایی می رساند. پس می توان نتیجه گرفت که علم در ورزش بی تاثیر نیست . برای توجه بیشتر مثال زیر را درنظر بگیرید: اسکی بازی را درنظر بگیرید که حدود 60 کیلوگرم وزن داشته و در مسابقه اسکی مارپیچ المپیک شرکت کرده است، قانون نیروی ثقل و وزن که در فیزیک به صورت تئوری در کتاب ها مطرح شده است این شخص را بر اثر نیروی کشش زمین و نیروی گرانش و طبق فرمول زیر نیروی خاصی را بر او وارد می کند. و او را از کوه به سمت پائین می کشد و نیرویی که هر دو جرم را به سمت یکدیگر می کشاند نیروی گرانش نام دارد و نیز ربایش زمین را بر یک جسم ، وزن آن جسم یا نیروی گرانش گویند و می دانیم که وزن با جرم فرق میکند نتیجتاً وزن این اسکی باز طبق قانون زیر برابر است با 60 کیلوگرم و نیروی وارد شده بر او برابر است با:
W = 60 (Kg) ×10 (n/Kg) = 600 N
ورزشکار دیگری را درنظر بگیرید که وزن او اصطلاحاً 100 کیلوگرم باشد و نیروی وارد شده بر او برابر است با:
W = 100 (Kg) ×10 (n/Kg) = 1000 N
نیرویی که شخص دوم را به سمت پایین می کشد، حدوداً 400 نیوتن از نیروی شخص اول بیشتر است. درنتیجه سرعت نفر دوم نیز به مراتب بیشتر خواهد شد. بنابراین شانس موفقیت نفر دوم در صورتیکه دارای فاکتورهای مشترک دیگر مثل داشتن اسکی هایی با کیفیت یکسان و غیره ، برای پیروزی در مسابقه بیشتر است . اکنون که تا حدی به نقش علم فیزیک و تأثیر موثر آن بر ورزش آشنا شدید وقت آنست که شاخه های مختلف آن را بررسی کرده و نقش هر کدام را در ورزش روشن کنیم.
راستی تکنیک چیست؟
تکنیک پیاده شدن اصول و مبانی و مربوط به ورزش و انجام دادن حرکت درست و موثر مربوط به هر رشته ورزشی می باشد. تکنیک یعنی نشان دادن عملی مبانی تئوری که مربی یا آموزگار ورزش برای ورزشکار بیان کرده است. تکنیک با علم فیزیک در ارتباط است. تکنیک زاییده شاخه های مختلف فیزیک می باشد. تکنیک یعنی به کارگیری فکر در ورزش. ورزشکار تکنیکی کسی است که زیرک و باهوش می باشد. و از فکر خود بهتر بتواند در ورزش استفاده کند ، در ورزش بوکس یکی از تکنیک های مطرح و مثر این است که بوکسر ضربه هوک خود را از انتهای کتف و با استفاده از چرخش کمر بر حریف وارد کند. در این تکنیک کوچک ولی مهم چن نکته علمی در مورد فیزیک نهفته است:
1 ) هنگامی که بوکسر ضربه خود را به وسیله کتف با شوک می زند از اصل اهرم استفاده می کند و از کتف خود به عنوان اهرم استفاده می کند تا بتواند نیروی بیشتری مضاعف بر نیروی بازو و مساعد بر حریف وارد کند.
2 ) چرخش کمر و ایستادن روی پنجه پای عقب در هنگام ضربه هوک قانون برایند نیروها را تداعی می کند. بوکسر ین چرخش یک نیروی مضاف را بر نیروی بالاتنه می افزاید. در ورزش اسکی تکنیکی به نام شوس ( حالت تخم مرغی ) وجود دارد. این تکنیک دقیقاً برای رفع نیروی شاره هوا به کار می رود. زیرا در این حالت اسکی باز حالت آئرودینامیکی موثر و زیبا را در بدن خود به نمایش گذاشته و بهسرعت خود می افزاید و با زمان کمتری مسافت را می پیماید.
قوانین حرکت
بیشتر رشته های ورزشی براساس پیموده شدن مسافت برای ورزشکار با سرعت بیشتر سنجیده می شوند. مسابقه هایی مثل دو میدانی ، دوچرخه سواری ، اتومبیل رانی ، قایق رانی و ... که در آنها ورزشکار مسافت تعیین شده را می پیماید سرعت در پیروزی ورزشکار عامل اصلی می باشد. جهان پر از اجسامی است که نسبت به هم در حرکتند. حرکت و سرعت بعضی از این اجسام که ساخته دست انسانند مانند اتومبیل ها ، دوچرخه ها ، اسکی ، لوژ ، موتور ، قابل کنترل اند و برای میادین ورزش بکار می روند ثبت و اندازه گیری سرعت براساس واحد زمان مساوی است با برنده شدن. حرکت ها با همدیگر فوق می کنند. حرکت بر روی خط ( حرکت یک بعدی ) نوعی حرکت ساده است ولی حرکت بر روی منحنی ( حرکت دو بعدی ) مانند حرمت بر مسیر دایره ای پیچیده تر است.
قوانین حرکت در ورزش به صورت شتاب افزایش سرعت چگونگی برقراری تعادل در حرکت در روی مسیر منحنی ترمزهای اضطراری و کلاً افزایش رکورد سرعت در واحد زمان نمایان شده است. سرعت عبارت است از : جا به جایی متحرک درواحد زمان و با فرمول زیر محاسبه می شود.
XI مکان اولیه ، TI زمان اولیه X2 مکان ثانویه ، T2 زمان ثانویه
مثال : در یک مسابقه شنای 100 متر شناگری طول 00/50 متری استخر را در یک رفت و برگشت در مدت 00/56 ثانیه پیموده است. اگر بتوانیم سرعت شناگر را در هنگام رفت و هنگام برگشت جداگانه حساب کنیم ضعف او را در مسیر نشان داده ایم زیرا با افزایش و کاهش سرعت ضعف او نمایان خواهد شد.
زمان رفت 27 ثانیه زمان برگشت 29 ثانیه
این ورزشکار در هنگام رفت سرعت بیشتری داشته است و هنگام برگشت سرعت او کم شده است. با یک فرمول ساده اما مهم مربی می تواند شاگردان خود را از نظر رفتار سرعتی در هنگام تمرین یا مسابقه به خوبی کنترل کند و نکته های لازم را به موقع در مورد نحوه ی حرکت و سرعت ورزشکار به او بگوید وضعف ورزشکار را در مسیرها بررسی کند.
شیمی و ورزش
شیمی بخشی از ورزش نیست. شیمی در روزگار فعلی در ورزش دخیل بوده و گاه گاهی به کمک ورزش می شتابد. هنگامی که یک تیرانداز در زمان گذشته با کمان چوبی و سنگین خود به سوی هدف تیراندازی می کرد نمی دانست علم شیمی می تواند موادی را بسازد که در ساخت کمان به کار می رود و آن را سبک تر می کند و هدف تیرانداز را دقیق تر می نماید. مربیان بدون آنکه با ساختار شیمیایی مواد غذایی نیروزا مثل عسل ، جوانه گندم و ... آشنا باشند این مواد غذایی را با شاگردان خود توصیه می کردند. اسکی بازان با شناسایی ساختار شیمیایی واکس های گوناگون و تاثیر برف های مختلف ( از نظر دما ) بر آنها این واکس ها را برای لیز کردن بیشتر کف اسکی به کار می برند.
شیمی در قسمت های مختلفی از شاخه های خود به کمک ورزش شتافته است که عبارت است از :
1 ) شیمی مواد غذایی و فراغذایی ( مواد نیروزا ، ویتامین های مصنوعی ، پروتئین های موجود در بازار)
2 ) شیمی موادپیتروشیمی ، طبیعی ، مواد ترکیبی ساخته شده عصر نوین. این مواد در وسایل ، لباس ها و ابزار به کار گرفته شده ورزش به کار رفته اند و صنعت و سایل ورزش را تحت تاثیر خود قرار داده اند.
3 ) و بخش های دیگر شیمی مثل خاک معدن ، شیمی مولکولی ، شیمی اتمی و غیره که به صورت غیرمستقیم در ورزش دخیل بوده است.
شیمی مواد به کار رفته در وسایل ورزشی
شیمی موادی که در وسایل ورزشی به کار گرفته می شوند به دو بخش مواد طبیعی و مواد مصنوعی و ساخت دست بشر تقسیم می شوند. شیمی مواد طبیعی از دیرباز نزد انسان شناخته شده بود و انسان می دانست و می توانست بعضی از تغییر و تحول مواد مثل زنگ زدن آهن را حدس بزند. وسایل ورزشی که با مواد طبیعی درست می شوند ساخت شان آسان است و نیازی به شناسایی فرمول موادآنها نیست به دلیل این که به صورت تجربی کارآیی آنها طی قرن ها و عصرهای گذشته شناخته شده است ، انسان گذشته بسیاری از وسایل و سلاح های خود را از مواد طبیعی درست می کردند بدون آنکه فرمول آن مواد را بدانند. مثلاً همه می دانیم که چوب درخت گردو بسیار مقاوم می باشد و یا این که آلومینیوم در اثر رطوبت و هوازدگی زنگ نمی زند. در عصر نوین به کارگیری مواد طبیعی بدون آنکه در ساختار شیمیایی آن تغییر و تحول ایجاد نشده باشد وکاملاً فکر غیر معقول می باشد و می شود گفت به کارگیری این چنین موادی به طور کامل در وسایل ورزشی منسوخ شده است.
آن چه که مطرح می باشد و قابل بحث و دارای ارزش اقتصادی رکوردی و علمی می باشد شیمی مواد مصنوعی مثل مواد پتروشیمی می باشد امروزه دانشمندان شیمی با تلاش شب و روز خود در آزمایشگاههای شیمی موادی می سازند که دارای کیفیت عالی از نظر کارآیی در حجم ، رنگ ، وزن ، خاصیت انعطاف قابلیت تحمل گرما و سرما، قابلیت تحمل فشار و ضربه می باشند.
شیمی مواد طبیعی