2008年6月29日 星期日
水療
在院中也有專門為孕婦開辦幫助順利分娩服務課程。根據成果統計,参加過水中運動訓練的孕婦順產率高達75%,而傳統產婦的順產率為48%,並且前者的產程平均縮短為50%。另外成果是妊娠期間的腰痛、痔瘡、静脈曲張也有明顯的减間輕,還有不少胎位異常的人也得到蹻正。
為什麼水療能有這種奇特的成效呢?原來,孕婦在地面不能進行太激烈的運動,但可以在水中進行。因為在水中可以不增加身體負擔來鍛練腰腿部肌肉。仰泳、捷泳、蝶泳與水中韻律等都有很好的運動效果。同時在水中潛泳可以增強肺活量,在分娩時,孕婦就能長時間用力氣。在長崎市一家醫院,曾為7000多名孕婦舉辦水中運動訓練班成效驚人,無一流產。當然,也並非所有孕婦在整個妊娠期間都能進行水中運動。如果懷孕未满四個月或有流產、早產、死胎病史及陰道出血、腹部疼痛者或患有妊娠中毒症、心臟病及訓練前經過醫生檢查不合格者,都不能進入課程的。水中的運動對一些有失眠、健忘,憂鬱症、神經衰弱者也有很好的幫助與療效。因為水中運動有協調統合及韻律等特性,對人體的中樞神經系統有很好刺激。同時它也可以帮助老年人改善心肺功能和腦部微血管循環,對健康有極大的幫助,延緩衰老很有益處。 我們目前所見的水療課程多半只有醫院中的水療復健,因水池療池的深度、規模與師資等只能有部份功效,同時在對大眾推展上也相當困難。就所知我們幾年前也有學校與醫院合作開辨孕婦的水中有氧運動課程,可惜因為種種因素時間短雖然成效極佳,但是無法推展下去是社會的損失。
SPEEDO LZR簡介
而SPEEDO的新衣有什麼特殊之處,SPEEDO新聞稿中都是和大學與NASA合作設計開,以及打破多少紀錄。我們就找到的資料、SPEEDO過往的發展和我們已知的運動科學加整理加以簡單說明。
一、 新布料叫作LZR PULSE比FASTSKIN II更輕、低10%摩擦阻力。
二、 不用傳統車縫,使用超音波接合。泳装平整度提高使流動更快速。
三、 三D立體裁剪結合Tapping技術,利用不同布料彈性穩定輔助肌群。使選手肌群動作效率提昇,同時降低肌肉的振動。
看到SPEEDO LZR今天的成績其實决不只是如SPEEDO公司的新聞稿所提出,單由SPEEDO公司研究單位、澳洲大學與NASA合作。我們觀察之前的研究與產品就可以瞭解現在的LZR是累積之前的研究成績及實戰經驗所得。
2008年6月27日 星期五
選擇棒球棒的評定方法
目前節點的檢測方法,多半是利用加速度規與示波器設備來精確的測量出節點的位置,簡易的檢測的方式為,利用一張白紙貼於球棒的握把端,利用一個錘子敲擊球棒,當敲擊的位置剛好在節點的位置時,白紙不會產生振動聲響,若敲擊位置在棒頭端時,則白紙會產生振動聲響。
球棒檢測經由外觀的判視仍有不足,所以透過非破壞的方法來幫助判斷球棒的內部結構的情況。目前利用聲波檢測法,測量聲波通過已知長度的球棒,根據聲波傳遞的速度來判斷球棒的內部結構的好壞。目前大致可得知波速越高,代表球棒的內部缺陷越少,其材質越好,目前非破壞檢測法試著利用聲波的檢測法來評估球棒的打擊特性。
選擇棒球棒的簡易評定方法-2
木材屬於非均質且異方性的材料,木材有三個方向的切面分別為橫切面、徑切面與弦切面(如圖四所示),其切面的強度有很大的差異性分別為:橫切面>徑切面>弦切面,一般球棒的廠牌與型號多印製在球棒的弦切面,利用徑切面來打擊,橫切面為棒頭端可清楚的看見年輪的分布。一般來說白梣木與楓木都為闊葉樹,白梣木為環孔材,所以可以清楚的看出木材年輪的分布情況,而楓木為散孔材,所以較不易看到清楚的年輪。
目前球棒的性質多依賴目視判斷,參照CNS製材之分等,外觀光滑,木材紋理與年輪平直,但在球棒上不可有節、空洞、疤痕等木材材料上的缺陷,這些因素都會影響球棒的強度性質。所以通常選擇球棒的第一步驟是球棒的外觀判視。目前著名的棒球棒製造商Louisville Slugger就擁有自己的林場培育出品質優良的白梣木與楓木,一般白梣木生長至60年生時可以進行伐採,他們利用了一百多年的生產經驗與技術,建立出一套屬於他們自己的木材分等系統,他們主要將木材分成三級:大聯盟等級、一般等級、練習棒等級,一般大聯盟等級的球棒都留在美國供大聯盟選手所使用,其餘的一般等級的球棒才會銷售至3A小聯盟或世界其他的職業聯盟,所以只有最上等的會拿來製造專業球棒,這類的木棒木紋筆直,分布十分平均,沒有節疤或節孔,顏色均勻,毫無黑點。但是就算有這些標準可以遵循,品質較差的木棒還是有可能通過檢查,因為從外表看不出內部有什麼瑕疵,所以只有透過外觀的判視還是不足的。
年輪的形成是由於春秋兩季的氣候變化,造成木材在生長速度上的差異,顏色深的為秋材,顏色較淺的為春材,這一明一暗的生長痕跡稱之年輪。
目前有人利用球棒握柄的年輪數作為一種分等的方法,在握柄端的年輪數介於10~13條為大聯盟等級的球棒,13~18條為普通等級的球棒,18條以上為品質較差且質量較重的球棒。根據王袺成等人(2003)研究結果指出,白梣木的年輪密度在每公分2.5~4條可以得到最佳強度材料。
選擇棒球棒的簡易評定方法-1
目前球棒的長度有明確的規範,理論上球棒的長度越長,代表所能揮擊的範圍越大,但是如果球棒的長度太長時,會造成選手揮擊困難,影響揮棒速度與揮棒的操控性,所以球棒長度應該依據選手的身材條件,作為球棒長度的選擇參考。根據 Dick's Sporting Goods所建議選手選擇球棒的長度需考慮選手本身的年齡、身高等參數如表一所示。例如:一位選手的身高為72英吋,體重為155磅,經由查表可得,建議使用的球棒長度為33英吋的球棒。
球棒質量
球棒質量越重,撞擊時有效質量越大,能產生的動能越大;球棒質量會影響揮棒速度,質量越大揮棒速度會越慢;龔榮堂、劉強等(2003)的研究認為850g適合做為選手在打擊訓練或比賽時的球棒重量,而650g球棒則適合做為選手在空揮棒訓練時提昇揮棒速度之球棒重量;Bahill& Freitas(1995)推導出簡易計算球棒質量模式:球棒質量=hight/3+6,以提供業餘棒球選手做為選擇球棒的參考依據。
例如:一名業餘的棒球選手,身高為72英吋,經由表二簡單模式的換算得知,建議使用的球棒質量為30盎司。
球棒質心位置
球棒質心的位置會影響整支球棒的質量分布情況,若質心位置較靠近握把端時,整支球棒的質量分布會較靠近握柄,減輕轉動慣量與揮棒所需之力量;反之,若質心的位置較靠近棒頭端時,增加轉動慣量與揮棒所需的力量。目前有些選手使用凹頭球棒、較厚的握柄或在握柄黏貼膠帶,其目的在於調整球棒的質心位置,減少揮棒的轉動慣量。
甜區位置
最佳的擊球效果發生於甜區位置,簡易的甜區位置大約為棒頭端向內10~20公分的範圍,通常球棒會在這個位置設計為球棒直徑最大的位置,以增加擊球的接觸面積,所以選手必須了解球棒的甜區位置,才能發揮有效的擊球效果。
球棒材質
目前正式的棒球比賽所使用的球棒材料以木質材料為主,木質材料為天然生物性材料,需要經過嚴格的挑選與分級,且製作球棒的材料需要木理筆直,年輪分布平均,沒有節疤或節孔,顏色均勻,毫無黑點。所以如何選擇品質優良的木材,來做為製造棒球棒的材料,就顯得非常重要,通常經過外觀的判視與挑選,可增加棒球棒的耐用度與強度。
常用來製作球棒的木質材料可分為兩種:
(一)白梣木(white ash)目前美國職棒大聯盟的選手大約有80%左右使用此種
材料製成的球棒,其彈性好、質量輕、木理通直、年輪分布均勻。目前ash的產地大致分布於北美、日本、中國北方、西伯利亞,由於北美的氣候與生長條件很適合ash的生長,所以此處所生產的ash具有木理通直、年輪分布均勻、良好的切削加工特性等優點,所以從1884年世界第一支白梣木球棒誕生開始,也奠定了以白梣木製造球棒的基礎。
(二)楓木(maple)一般應用於高級的家具與地板用材,本身的機械強度性質比白梣木好,這種材料所製成的球棒是因為美國大聯盟全壘打選手Barry Bonds的表現優異而身名大噪,其材質比白梣木硬,質量比梣木重,比重也較重,所以在球棒製造的過程中,有較大限制,例如:在同體積外型設計的球棒下使用楓木材料的質量會比使用白梣木的來得重。楓木所製造出的球棒,一般的質量會較重,大約900g以上,在速度與質量的組合下,球被打擊出的距離反而比白梣木略勝一籌,因此,在日本的兩個聯盟及美國大聯盟,其一般力氣較大的球員會選用楓木所製造的球棒,以增加擊球的距離。
王袺成等人(2003)的研究指出,白梣木與楓木的基本性質檢測,發現兩種材質在木材的機械強度性質上有明顯的差異,從表三的數據可得知,楓木材料的比重為0.754比白梣木的比重0.658高;在勃林納硬度的測試結果顯示,楓木的硬度比白梣木來的高;在靜曲彈性係數(MOE)與靜曲強度(MOR)的測試下,楓木的表現皆比白梣木優,總結測試的結果發現楓木材質的棒球棒其木材的機械強度性質都優於白梣木。
2008年6月9日 星期一
球棒基本物理特性介紹
現今棒球規則中針對球棒有下列規定事項:球棒必需用一根木材製成,棒頭直徑最大不得大於432英吋(7公分),球棒長度不得大於42英吋(106.7公分);凹頭球棒其深度須在1英吋(2.5公分)之內,凹頭寬度直徑介於2~1英吋之間(5.1~2.5公分),凹狀部份不得著附其他任何物質;球棒之握把位置不得超過自棒端起18英吋(45.7公分),其握把部份得包紮或使用任何材料處理(包括松脂等)使適合掌握;最後比賽中不得使用著色球棒,另外金屬、木片或竹片接合製成之球棒,需經過棒球協會之認可則准予使用。球棒大致上可分為幾個部位:握柄(knob)、握把(handle)、棒頸(throat)、棒頭(barrel)、棒頭端(tip)(如圖一所示)。
相子元等人(1998)指出球棒的表現特性,可區分為增加運動表現,以及減少運動傷害之舒適程度(如圖二所示),本文僅探討針對球棒慣量(bat of inertia)、 甜區(sweet spot)以及勁度(stiffness)等影響打擊表現的特性來探討,接下來簡單介紹這些球棒特性。
一、球棒慣量(bat of inertia):為質量(mass)、質心位置(center of mass)與轉動慣量(moment of inertia;MOI)所構成的球棒參數,與球棒的質量有密切的關係。
(一)質量:一般指球棒的質量,目前一般球棒的重量大致上介於840g~940g左右。Bahill& Karnavas(1991)認為每位選手都有最適合的棒球棒質量,使選手能達到最佳表現;龔榮堂、劉強等(2003)的研究指出,揮棒速度會隨著球棒質量的增加而減低,然而現今的職棒選手多半都不知自己所適合的球棒質量為何,故如何選擇適合的球棒質量就是目前重要的課題。
(二)質心位置:利用平衡法求得球棒的質心位置。
(三)轉動慣量:即影響轉動程度的物理量,轉動慣量表示為I,可知決定MOI的因素為球棒質量和質心位置與球棒旋轉中心之距離。
二、甜區(sweet spot):指球棒上最佳擊球位置之區域,理論上棒球棒的甜區位置是一個區域,而不是一個單純的點,建議棒球選手的打擊接觸面在甜區的分布區域上才能發揮最佳的擊球效果;甜區是由強力中心、碰撞中心、節點所組成的區域(如圖三所示)。
其要素如下:
(一)強力中心(power point):球棒擊球後能產生最高球速的位置,通常會固定球棒,觀察棒 球撞擊球棒後,產生最大的回擊速度的位置。
(二)碰撞中心(center of percussion):即球棒擊球後無撞擊刺痛感之位置,根據Cross(1998)指出,對應於單擺運動的軸心,有一個相對應的點位於球棒質心另端,當外力作用此點時,僅會產生對新的軸旋轉,不會對雙手產生衝擊,此點稱為碰撞中心。
(三)節點(node):即球棒擊球後無振動感之位置,一般來說節點的位置與棒球棒的長度有很
大的關係,根據Brody(1986)的研究指出,節點的位置大約距棒頭端起向內19cm處 為節點位置;根據王袺成等人(2003)的研究檢測發現白梣木與楓木棒球棒的節點位置,不管球棒材質與球棒的長度,其球棒的節點位置約為球棒全長的20%。
三、勁度(stiffness):即球棒之抗彎能力。當選手在全力快速揮擊的情況,透過高速攝影機的觀察,通常可以發現球棒是呈現彎曲的現象,所以球棒的勁度會影響棒球棒的特性。測量的方式以類似懸臂樑的的固定方式來夾持球棒,在球棒的棒頭端施予固定的力量,利用線性位移測量器(LVDT)測出數據,畫出受力與位移之關係圖,則受力與位移之比值即為球棒的勁度。