شتاب(Acceleration)

در بسيارى از فعاليت‌هاى ورزشى ورزشکارانى که بتوانند در کوتاه‌ترين مدت، شتاب حرکت خود را کم و زياد کنند موفق‌تر از ديگران هستند اين قابليت را شتاب حرکت مى‌ناميم. برنده پرش طول سعى مى‌کند شتاب خود را در لحظهٔ جدا شدن از زمين به حداکثر ممکن برساند. بازيکن بسکتبال بايد قادر باشد نه تنها در کوتاهترين زمان سرعت خود را به‌طور محسوسى افزايش دهد بلکه بايد بتواند همين سرعت زياد را ناگهان به حداقل رسانده، در نقطه‌اى سريعاً متوقف شود اين مثال و نظاير بى‌شمار آن در ورزش همه مربوط به شتاب حرکت مى‌گردند. شتاب حرکت نيز مانند جابجايى و بردار سرعت حاصل عواملى است از قبيل تغييرات بردار سرعت در رابطه با زمان و به شکل جبرى مى‌توان آن را چنين نوشت:

ā=(Vf-Vi)/t

در فرمول فوق a برابر است با حد متوسط شتاب، VF مساوى است با بردار سرعت نهايى و Vi برابر با سرعت اوليه و t مساوى با زمان طى شده مى‌باشد.

توجه و نظر کوتاهى به معادلهٔ a=(Vf-Vi)/t نشان مى‌دهد که شتاب حرکت مى‌تواند عددى مثبت، منفى و يا برابر صفر باشد. موقعى که بردار سرعت نهايى بزرگتر از بردار سرعت اوليه باشد خارج قسمت مربوط در سمت راست معادلهٔ مثبت خواهد بود و بنابراين شتاب حرکت نيز مثبت است. برعکس وقتى که بردار سرعت اوليه بزرگتر از بردار سرعت نهايى باشد خارج قسمت و در نتيجه شتاب حرکت منفى خواهد بود و سرانجام چنانچه بردار سرعت نهايى و بردار سرعت اوليه مساوى باشند، تغييرى در شتاب رخ نداده است و طبق تعريف در اينجا شتاب حرکت برابر با صفر مى‌باشد و تغييرى در آن پيدا نشده است.

بايد توجه داشت وقتى حرکت در روى خط مستقيم و در يک جهت انجام شود در کاربرد اين تعاريف مسئله‌اى وجود نخواهد داشت. در چنين حالتى قاعده بر اين است که شتاب حرکت منفى را کم‌شدن شتاب بناميم. به‌‌طور مثال بازيکن بيسبال وقتى از پايگاه اول شروع به دويدن به طرف پايگاه دوم مى‌کند شتاب حرکت او مثبت مى‌باشد. سپس او از سرعت خود کم نموده (شتاب حرکت منفي) و سرانجام پس از سرخوردن پاى خود را روى پايگاه دوم قرار مى‌دهد. بايد توجه داشت در پايان شتاب حرکت مثبت دونده، لحظه‌اى وجود دارد که شتاب حرکت نه مثبت و نه منفى است به‌عبارت ديگر نه کم و نه زياد مى‌شود که در اينجا شتاب حرکت دونده برابر با صفر است اما وقتى حرکت روى خط مستقيم و در يک جهت نباشد، مانند وقتى که حرکت ۱۸۰ درجهٔ تغيير جهت مى‌دهد در کاربرد اين تعاريف مشکلاتى به‌وجود مى‌آيد. در شکل ذيل به بازيکن واليبال که در حال دفاع کردن توپ روى تور مى‌باشد توجه کنيد. هرگاه شتاب حرکت پريدن و بالا رفتن بازيکن را مثبت بدانيم در اين صورت بين دو وضعيت A و B شتاب حرکت بازيکن مثبت است زيرا او در وضعيت B داراى شتابى بيشتر از وضعيت A مى‌باشد در صورتى که در وضعيت A شتاب بازيکن به طرف بالا برابر با صفر است.

ā=مقدارى ارزش مثبت=زمان/صفر-بردار سرعت مثبت زياد

حال وضعيت‌هاى B و C را مقايسه مى‌کنيم و ملاحظه مى‌نمائيم که در اينجا شتاب حرکت او داراى ارزش منفى مى‌باشد.

ā=مقدارى ارزش منفي=زمان/بردار سرعت مثبت زياد-صفر

تا اينجا بحث ما شامل نکات ثابتى مى‌شد که قبلاً در مورد بازيکن بيسبال نيز مطرح شده بود. بدين معنى که وقتى ورزشکار به سرعت خود مى‌افزايد شتاب حرکت خود را تند کرده است. برعکس وقتى که سرعت کم مى‌شود شتاب حرکت خود را کند کرده است. اما مشکل در اينجا مى‌باشد که بازيکن واليبال در شکل مذکور در وضعيت C شتاب حرکت صفر است و دوباره در وضعيت D شتاب زيادى به طرف پايين دارد (در جهت عکس) و بنابراين مى‌توان چنين نوشت:

ā=مقدارى ارزش منفى = زمان/صفر-بردار سرعت منفى زياد

و سرانجام بين وضعيت‌هاى D و E شتاب منفى بازيکن به طرف پائين به صفر خواهد رسيد و در اين روند ملاحظه مى‌شود که بازيکن دوباره شتاب حرکت او از نوع مثبت خواهد بود:

ā=مقدارى ارزش مثبت = زمان/بردار سرعت منفى زياد-صفر

به سخن ديگر در فاصلهٔ دو وضعيت اخير يعنى بين وضعيت C و D و وضعيت D و E با روال قبلى يعنى بين وضعيت A و B و وضعيت B و C به‌کلى اختلاف وجود دارد. ورزشکار در اين حالت زمانى داراى شتاب حرکت منفى است که به سرعت خود بيافزايد و موقعى داراى شتاب حرکت مثبت است که از سرعت خود کم کند بنابراين تشخيص جهت مثبت و منفى در رابطه با شتاب حرکت حائز کمال اهميت مى‌باشد و کاربرد اين صفات الزاماً دليل اين نخواهد بود که ورزشکار به سرعت خود افزوده و يا از آن کم کرده است.