spierfunkties bij de - Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie

Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no. 2 (pp. 106 – 109)
Auteur(s): D. Kistemaker
Titel: Kinesiologica 2
Jaargang: 21
Jaartal: 2003
Nummer: 2
Oorspronkelijke paginanummers: 106 - 109
Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor
(para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel
gebruik.
Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no. 2 (pp. 106 – 109)
D. Kistemaker
Drs. Dinant Kistemaker, Bewegingstechnoloog, Bewegingswetenschapper, Faculteit der
Bewegingswetenschappen, Vrije Universiteit, Amsterdam
N
ewton (1642-1727) bracht met zijn boek Principa Mathematica Phylosophiae Naturalis een schok
in de wetenschap teweeg. Ook nu nog is zijn werk van onschatbare waarde in nagenoeg alle takken van de wetenschap. Hij bedacht naast de infinitesimaal rekening een eenduidige beschrijving van
beweging van objecten. Zijn tweede hoofdwet is de bekendste: F=m.a (kracht is massa maal versnelling). In eerste instantie had deze wet alleen betrekking op een puntmassa: een “deeltje met massa
zonder afmetingen”. Newton stond voor een probleem: geldt deze wet ook voor een uitgebreid lichaam
(met dus wel een duidelijke afmeting)? Hij toonde aan dat elk lichaam een punt heeft waarvoor F=m a
altijd opgaat: het lichaamszwaartepunt!
Touwtrekken
Uit F=m.a volgde tevens de beschrijving van alle andere punten dan het zwaartepunt. Het bleek dat de
rotaties ten gevolge van heersende krachten konden worden beschreven met momenten. Over momenten en rotaties gaat het
volgende vraagstuk.
In figuur 1 wordt het bovenaanzicht weergegeven van een
persoon die aan een touw trekt.
Figuur 1.
Aan een touw, dat vast gemaakt is aan de muur, wordt zodanig getrokken dat de reactiekracht van het touw op de hand precies door het
schoudergewricht loopt. Hierdoor is er geen spierkracht vereist rond het
schoudergewricht (S). In welke richting gaat de hand bewegen indien het
touw plots wordt doorgeknipt?
De kracht is zodanig gericht dat de werklijn van de kracht precies
door het schoudergewricht loopt. Hierdoor is, wellicht tegen uw intuïtie in, rond de schouder geen spierkracht vereist om de arm in evenwicht te houden. Rond de
elleboog is echter wel spierkracht nodig en wel van een buiger van de elleboog. We nemen aan dat
het benodigde elleboog moment alleen geleverd wordt door een mono-articulaire elleboogbuiger.
Plotseling knapt het touw. Als we aannemen dat de spierkracht rond de elleboog hetzelfde blijft en de
spieren rond de schouder niet aanspannen, zullen de onder- en bovenarm gaan roteren, met als
gevolg dat de hand gaat versnellen. De vraag is nu: versnelt de hand in eerste instantie zuiver in de
richting van de schouder of niet?
Knikkeren
In de vorige aflevering van KinesiologicA werd de vraag gesteld waarom het “haken” van de wijsvinger
achter de duim leidt tot het krachtiger weg kunnen schieten van een knikker. Mevr. Rosemarijn Schok-
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no. 2 (pp. 106 – 109)
king-Soeters kwam het dichtst bij de oplossing. In het kort gezegd merkte zij op dat het haken van de
wijsvinger achter de duim kan worden gebruikt om alvast kracht op bouwen door de extensoren van
de wijsvinger. Hierbij zou nog vermeld moeten worden dat het opbouwen van kracht enige tijd kost,
hetgeen hieronder verder zal worden uitgelegd.
Onze spieren bouwen kracht op wanneer deze worden geactiveerd. Het proces dat de stappen tussen
spierstimulatie en het opbouwen van kracht beschrijft, wordt activatie- of excitatiedynamica genoemd.
Het belangrijkste aspect daarin, voor het hier gepresenteerde probleem, is dat na stimulatie door de
motorische zenuw tijd nodig is om de bijbehorende spierkracht op te bouwen (lezers die meer over activatiedynamica willen weten, wordt een eerder in Versus verschenen artikel aangeraden(2)). Wat gebeurt er in de situatie dat de knikker maximaal wordt weggeschoten zónder dat er met de vinger achter
de duim wordt gehaakt? Net na het moment dat de strekkers van de wijsvinger (maximaal) worden gestimuleerd gaan deze beginnen met kracht leveren. De kracht wordt opgebouwd totdat deze zijn maximale waarde bereikt. Echter, ten tijde van het opbouwen van de kracht begint de vinger al te strekken.
Hierdoor wordt een deel van het traject afgelegd zonder dat de kracht maximaal is. In het geval dat de
vinger achter de duim haakt, wordt de kracht in de vinger opgebouwd terwijl er nog niet wordt bewogen. Wanneer nu plotseling de weerstand van de duim wegvalt, begint de strekking van de vinger bij
maximale kracht van de strekkers. Het gehele traject wordt nu onder maximale kracht afgelegd. (Strikt
genomen hebben de kracht-lengte en kracht-snelheid relatie ook invloed op de maximale kracht, maar
dit doet niet af aan het principe.) Dat over een langer traject een grotere kracht geleverd kan worden,
is de reden dat er meer energie geleverd wordt bij het wegschieten van een knikker met de “achter de
duim gehaakte” wijsvinger.
Een dergelijk principe vinden we ook bij het hoesten en niezen. Doordat de luchtweg wordt afgesloten,
de stemspleet wordt nog dichtgehouden, tijdens het aanzetten van de spieren die de ribben naar
beneden trekken, beginnen de spieren met krachtopbouw voordat de daadwerkelijke beweging begint.
Bij het plotseling openen van de stemspleet, wordt de lucht met veel energie uit de longen geperst.
Vaak wordt bij dit soort van bewegingen, waar ook het inveren voor een sprong (de zgn. "countermovement") tot kan worden gerekend, verklaard met opslag van energie in elastische pezen. Pezen kunnen inderdaad energie opslaan. Echter, studies hebben aangetoond dat de energieopslag in pezen dit
fenomeen bij lange na niet kunnen verklaren (zie b.v. (1)). Wel is gebleken dat niet zozeer de prestatie
als wel de efficiëntie wordt vergroot door elastische energieopslag.
LITERATUUR
1.
Bobbert, M.F., Gerritsen, K.G., Litjens, M.C. & Van Soest A.J.
Why is countermovement jump height greater than squat jump height?
Medicine and Science in Sports and Exercise, 1996: 1402-1412.
2.
Kistemaker, D.A. & Truijens, M.J.
Lactaat en Lactaatdrempel.
Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 2000, no. 1: 5-20.