[论文解读] Contest dynamics general biomechanical theory of contest sports

Attilio Sacripanti|ArXiv.org|Jun 25, 2008

Winter Sports Injuries and Performance参考文献 2被引用 4

一句话总结

本文提出了一种基于数学建模的通用运动生物力学理论，用于描述运动员互动作为物理系统。该理论识别出关键的相互作用参数，对势能函数进行分类，并推导出飞行轨迹动力学，为运动科学和训练应用提供了可测量的生物力学参数。

ABSTRACT

In this report it is approched the Contest dynamics as mathematical theory, therefore applicable to all contest sports. Starting with the physical definition of Athlete and Couple of Athlete systems and after singling out the interaction basic parameter, there are analyzed the classes of possible potentials describing the interaction. At the end there are specified the physical bases of mutual interaction between athletes and the trajectories of flight motion. All the matter will be connected to measurable quantities or parameters useful for researchers and trainers.

研究动机与目标

• 基于物理原理，开发适用于所有竞赛类运动的统一数学框架。
• 以生物力学术语定义运动员及运动员对系统，实现建模的一致性。
• 识别并分类支配运动员动力学的基本相互作用参数。
• 为竞赛类运动中的相互作用与飞行运动轨迹建立物理基础。
• 将理论模型与对研究人员和教练员具有实用价值的可测量生物力学参数相连接。

提出的方法

• 将运动员形式化为具有明确质量、力和运动参数的物理系统。
• 通过力与距离关系推导出的基本相互作用参数来定义运动员之间的相互作用。
• 对描述运动员间相互作用性质的势能函数进行分类。
• 应用经典力学推导竞赛过程中飞行轨迹的运动方程。
• 确保所有理论构建均与可测量的物理量相联系，以支持实证验证。
• 以ENEA技术报告1997年版作为生物力学建模的基础参考文献。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何基于通用生物力学原理，将竞赛类运动建模为物理系统？
• RQ2 支配竞技环境中运动员动力学的基本相互作用参数有哪些？
• RQ3 哪些类别的势能函数能准确描述运动员间的相互作用？
• RQ4 竞赛类运动中的飞行轨迹如何由基本物理定律所决定？
• RQ5 从模型中可提取哪些可测量的生物力学参数，以用于实际训练与研究？

主要发现

• 该理论通过物理系统建模，为所有竞赛类运动建立了通用数学框架。
• 运动员之间的相互作用由一个源自力与距离关系的基本参数所支配。
• 识别出四类不同的势能函数，用于描述可能的运动员相互作用范围。
• 飞行运动轨迹基于经典力学推导，与可观察的运动表现一致。
• 所有理论构建均明确链接至可测量的物理参数，支持实验验证。
• 该模型为运动科学中的生物力学分析及训练优化提供了基础。