Česká kinantropologie 2012, Vol. 16, no. 3, p. 118 126 ROLE PŘENOSU HMOTNOSTI PŘI GOLFOVÉM ŠVIHU* THE ROLE OF WEIGHT TRANSFER DURING THE GOLF SWING TOMÁŠ GRYC, FRANTIŠEK ZAHÁLKA, TOMÁŠ MALÝ, PAVEL HRÁSKÝ Laboratoř sportovní motoriky Fakulta tělesné výchovy a sportu, Univerzita Karlova v Praze SOUHRN Golfový švih je jedním z nejkomplexnějších pohybů ve sportu. Cílem studie bylo popsat přenos hmotnosti při golfovém švihu, zjistit interindividuální stabilitu provedení a zjistit vztah mezi přenosem hmotnosti a rychlostí hlavy hole. K měření silového působení dolních končetin do podložky byly použity dvě silové desky KISTLER a pro určení rychlosti hlavy hole a fáze švihu kinematický analyzátor CODA Motion System. Hodnoceny byly parametry silového působení pod jednotlivými dolními končetinami a rychlost hlavy hole ve vybraných fázích golfového švihu, určených podle okamžité polohy hole. Přenos hmotnosti v průběhu golfového švihu u vrcholových hráčů golfu byl v souladu s doporučeným přenosem hmotnosti uváděným v literatuře pro trenéry a zjištěným v dřívějších studiích. Byla zjištěna vysoká interindividuální stabilita provedení golfového švihu v parametrech přenosu hmotnosti. Byl zjištěn kladný vztah mezi silovým působením přední dolní končetiny a rychlostí hlavy hole a negativní vztah mezi silovým působením zadní dolní končetiny a rychlostí hlavy hole u některých hráčů v okamžiku kontaktu hlavy hole s míčkem. Avšak analýza nejrychlejších pokusů jednotlivých hráčů odhalila vliv silového působení zadní dolní končetiny na rychlost hlavy hole. Klíčová slova: golfový švih, přenos hmotnosti, kinematická analýza, intraindividuální stabilita. ABSTRACT The golf swing is one of the most complexes of sport motions. The purpose of this study was to describe weight transfer during the golf swing, determine interindividual stability of performance and to determine the relation between weight transfer and club head speed. To measure force action under lower extremities were used two force plates KISTLER and to determine club head speed and golf swing phases were used * Tato studie byla realizována s podporou Výzkumného záměru MŠMT ČR MSM 0021620864 a Specifického vysokoškolského výzkumu SVV 2012-265603 a GAČR P407/11/P784. 118
kinematic analyzer CODA Motion System. Force action, measured separately under lower extremities, and club head speed were evaluated at selected events of the golf swing, determined by the temporal position of the club. Weight transfer during the golf swing in elite golf players founded in this study is in agreement with recommended weight transfer in golf coach s literature and with previous studies. High interindividual stability of performance in weight transfer parameters was found. We found a positive relation between the force action under front lower extremity and club head speed and a negative relation between the force action under back lower extremity and club head speed for some subjects in ball contact event. However, analysis of the fastest trials of players revealed the influence of the force action of back lower extremity and club head speed. Key words: golf swing, weight transfer, kinematic analysis, interindividual stability. ÚVOD Golf je celosvětově jedním z nejoblíbenějších rekreačních sportů s přibližně 55 miliony hráčů hrajících na 30 000 hřištích (Farrally et al., 2003) a jedním z nejdynamičtěji se rozvíjejících sportů v České Republice a střední Evropě. Golfový švih je velmi komplikovaný pohyb vyžadující koordinaci všech tělních segmentů a jedná se tak o jeden z nejkomplexnějších pohybů ve sportu (Dillman & Lange, 1994). Golfový švih je popisován jako pohyb, zahrnující výraznou rotační činnost těla, produkující energii, která je přenášena přes paže, ruce a násadu hole, vně k hlavě hole a nakonec na míček (Wiren, 1990). Přenos hmotnosti ve smyslu golfového švihu je termín používaný trenéry pro popis posunování zatížení mezi chodidly během švihu (Ball & Best, 2007). Leadbetter (1995) popisuje přenos hmotnosti během golfového švihu jako vyrovnané zatížení mezi oběma chodidly v základním postavení a přesouvající se ve směru k zadnímu chodidlu během nápřahu. Právě před začátkem švihu, ve vrcholu nápřahu, se zatížení přenáší směrem k přednímu chodidlu, nejprve velmi rychle ve fázi začátku švihu k míčku a pokračujícímu ve fázích kontaktu hlavy hole s míčkem a pokračování švihu. Literatura zabývající se výukou a tréninkem golfu doporučuje tento model přenosu hmotnosti při golfovém švihu, neboť ovlivňuje úhel přiblížení a nastavení hlavy hole v momentě kontaktu s míčkem a při správném provedení zrychluje hlavu hole a přidává další energii potřebnou k letu míčku (Grant et al., 1996; Norman, 1996; Wiren, 1990). Ball & Best (2007) se zabývali rozdílností strategií přenosu hmotnosti u různých stylů provedení golfového švihu, avšak stabilita provedení v parametrech silového působení do podložky nebyla dosud hodnocena. Dosažení požadované vzdálenosti a směru letu míče jsou hlavními determinanty výkonu (Cochran & Stobbs, 1968) z pohledu zasahování jamkoviště v regulaci, jako ukazatele přesnosti, který nejvíce souvisí s výsledným skóre (Riccio, 1995). Pro dosažení požadované vzdálenosti letu míčku je potřeba vyvinout odpovídající rychlost hlavy hole v okamžiku kontaktu hole s míčkem. Rychlost hlavy hole je používána jako indikátor vyvinuté energie v průběhu golfového švihu (Meister et al., 2006; Fradkin et al., 2004). U vrcholových hráčů golfu byla prokázána vyšší rychlost hlavy hole v okamžiku kontaktu hlavy hole s míčkem a signifikantně nižší variabilita provedení než u amatérských hráčů u stejného parametru (Keogh et al., 2007). Nejdůležitějšími fázemi golfového švihu z hlediska přenosu hmotnosti se jeví základní postavení, jako výchozí pozice pro švih, vrchol nápřahu, jako přechodová fáze z nápřahu do švihu k míčku, a kontakt hlavy hole s míčkem, jako okamžik určující rychlost, směr a trajektorii letu míčku (Wiren, 1990, 119
Keogh et al., 2007). Předpokládáme vysokou stabilitu provedení golfového švihu v parametru silového působení dolních končetin ve vybraných fázích golfového švihu u vrcholových hráčů golfu a výrazný vztah mezi silovým působením dolních končetin a rychlostí hlavy hole v okamžiku kontaktu hlavy hole s míčkem. CÍL PRÁCE Cílem práce je zhodnotit interindividuální stabilitu provedení ve vybraných fázích golfového švihu a zjistit vztah mezi silovým působením dolních končetin do podložky a rychlostí hlavy hole v okamžiku kontaktu hlavy hole s míčkem. Dílčím cílem je popsat průběh přenosu hmotnosti v jednotlivých fázích golfového švihu. METODY Výzkumný soubor tvořilo 7 vrcholových hráčů golfu (věk 29 ± 6 let; výška 1,8 ± 0,06 m; hmotnost 73,1 ± 8,9 kg) pravidelně se účastnících profesionálních turnajů v České republice i zahraničí. Při laboratorním testování golfového švihu (obr. 1) odehrál každý hráč 20 úderů vlastní holí (7 železo) z podložky (kroucený nylon vysoký 40 mm), které jsou běžně používány na tréninkových odpalištích, do sítě vzdálené 3,5 m od hrany bližší silové desky a s chodidly umístěnými na dvou silových deskách KISTLER, které byly vestavěné do podlahy. Pro určení jednotlivých fází golfového švihu byla využita 3D kinematická analýza (Allard et al., 1995). Silové desky byly synchronně propojeny s 3D kinematickým analyzátorem CODA Motion System (Charmwood Dynamics Limited, Leicestershire, England). Pohyb aktivních bodů umístěných na násadě golfové hole (jeden u rukojeti a druhý 0,1 m od hlavy hole) byl snímán frekvencí 200 Hz čtyřmi snímacími jednotkami umístěnými v obdélníku okolo hráče. Hráči byli instruováni k odehrání úderů na vzdálenost, pro kterou běžně používají 7 železo při turnaji v příznivých podmínkách: bezvětří, bez výškového rozdílu mezi chodidly hráče a jamkovištěm a s míčkem ležícím na fairwayi (nízko sekaná plocha mezi odpalištěm a jamkovištěm). Obrázek 1 Nastavení pro testování golfového švihu v laboratoři Golfový švih jsme rozdělili do 8 kritických fází vzhledem k okamžité poloze hole (obr. 2): základní postoj (ZP), střední nápřah (SN), pozdní nápřah (PN), vrchol nápřahu (VN), počátek švihu k míčku (PSM), střední švih k míčku (SSM), kontakt s míčkem 120
(KM) a pokračování švihu (PS). Obdobné rozdělení golfového švihu do jednotlivých fází je využíváno v literatuře určené pro trenéry (McLean, 2005) i ve studiích zabývajících se golfovým švihem (Ball & Best, 2007; Keogh et al., 2007). Rychlost hlavy hole (RHH) je v této studii prezentována jako rychlost aktivního bodu umístěného 0,1 m od spodní hrany hlavy hole. Obrázek 2 Fáze golfového švihu a osový systém použitý v této studii Legenda: ZP základní postoj; SN střední nápřah; PN pozdní nápřah; VN vrchol nápřahu; PSM počátek švihu k míčku; SSM střední švih k míčku; KM kontakt míčkem; PS pokračování švihu Pro statistické hodnocení bylo použito 10 nejrychlejších pokusů, kde lze předpokládat nejlepší intraindividuální provedení. Přenos hmotnosti v jednotlivých fázích golfového švihu byl popsán a hodnocen jako relativní silové působení dolních končetin do F podložky s ohledem na hmotnost hráče ( ( ) ( tn ) F, kde: F(t n ) = silové působení dolní rel tn = m končetiny ve fázi golfového švihu; m = hmotnost hráče). Ke statistickému zpracování výzkumných údajů jsme použili metody deskriptivní a vztahové analýzy. Pro vyjádření míry polohy jsme použili aritmerický průměr a pro vyjádření míry variability směrodatnou odchylku. Pro výpočet relativního silového působení a grafické zobrazení průběhu golfového švihu a výpočet interindividuální stability provedení byl použit software Microsoft Office Excel 2003. Pro hodnocení interindividuální stability provedení byl použit variační koeficient, tradičně využívaný pro hodnocení variability provedení pohybu (Heiderscheit, 2000). Pro statistické hodnocení vztahu mezi parametry silového působení dolních končetin a rychlosti hlavy hole byl použit Pearsonův korelační koeficient vypočítaný ve statistickém programu SPSS IBM verze 20. Pro posouzení signifikantnosti vztahu mezi průměry byla zvolena hladina α = 0,05. VÝSLEDKY Grafické znázornění přenosu hmotnosti v průběhu jednotlivých fází golfového švihu je v grafu 1 vyjádřené jako relativní silové působení dolních končetin do podložky. Rozložení silového působení mezi přední dolní končetinou (relpdk) a zadní dolní končetinou (relzdk) bylo (fáze relpdk/relzdk N.kg 1 ): ZP 0,47/0,55 N.kg 1, SN 0,32/0,74 N.kg 1, PN 0,18/0,84 N.kg 1, VN 0,25/0,63 N.kg 1, PSM 0,71/0,46 N.kg 1, SSM 1,07/0,42 N.kg 1, KM 1,25/0,32 N.kg 1, PS 0,85/0,21 N.kg 1. Ve fázi ZP bylo rozložení hmotnosti více na zadní dolní končetině. Ve fázích SN a PN se hmotnost přenášela na ZDK. Mezi fázemi PN a VN se u všech hráčů začala hmotnost přenášet směrem k PDK. Přenos směrem k cíli, tedy na PDK, pokračoval přes fáze PSM a SSM až k nejvyššímu silovému působení ve fázi KM. Silové působení na PDK 121
zůstávalo i ve fázi PS. Hodnocení interindividuální stability provedení bylo hodnoceno ve 3 fázích golfového švihu (ZP, VN, KM) a je znázorněno v tabulce 1. Rychlost hlavy hole (RHH) je znázorněna pouze ve fázi KM, neboť při dělení golfového švihu do fází dle pozice hole je RHH v ZP a VN zanedbatelná (0,02 0,05 m.s 1 ). Závislost RHH na silovém působení dolních končetin byla hodnocena ve fázi KM a je znázorněna pro jednotlivé hráče v tabulce 2. Graf 1 Průběh přenosu hmotnosti při golfovém švihu znázorněný jako relativní silové působení dolních končetin do podložky Tabulka 1 Průměr, směrodatná odchylka a variační koeficient naměřených hodnot souboru u hodnocených parametrů ve vybraných fázích golfového švihu Legenda: PDK přední dolní končetina; ZDK zadní dolní končetina; SD směrodatná odchylka; CV% variační koeficient 122
Tabulka 2 Závislost rychlosti hlavy hole a silovým působením dolních končetin ve fázi kontaktu hlavy hole s míčkem u jednotlivých hráčů Legenda: PDK přední dolní končetina; ZDK zadní dolní končetina; N počet pokusů; Correlation korelace; Sig. významnost DISKUSE Některé výsledky naměřené v této studii jsme očekávali. Například přenos hmotnosti v průběhu golfového švihu, v této studii popisován jako relativní silové působení přední a zadní dolní končetiny (RSP-PDK; RSP-ZDK) do podložky v jednotlivých fázích golfového švihu, u námi sledované skupiny souhlasí s doporučeným průběhem přenosu hmotnosti v literatuře pro trenéry (Wiren, 1990; Leadbetter, 1995) a je v souladu s výsledky studie autorů Ball & Best (2007). Naměřené výsledky naznačují tendenci elitních hráčů k výraznému posunu hmotnosti při nápřahu (mezi fázemi ZP a VN). Švih směrem k míčku začíná přenosem hmotnosti na PDK chvilku před fází VN a zvyšuje tak napětí ve velkých svalových skupinách zad (tzv. X-factor) jako jeden z rozhodujících parametrů při produkci energie (rychlost hlavy hole) při golfovém švihu (Meister et al., 2006). Přenos hmotnosti na PDK je od fáze VN plynulý až do fáze KM a pokračuje dále až do fáze PS. Golfový švih končí vyrovnanou pozicí ve stoji na PDK a jako výsledek stabilního provedení golfového švihu. Vysoká interindividuální stabilita provedení ve vybraných fázích golfového švihu a rychlost hlavy hole v okamžiku impaktu (25,06 ± 1,17 m.s 1 ) vypovídá o vysoké herní výkonnosti sledovaných hráčů. Li et al. (2006) zjistili RHH u elitních hráčů 30,2 ± 1,8 m.s 1 a Keogh et al. (2007) zjistili RHH 135,5 ± 3,5 km.h 1 (asi 37,4 ± 1,03 m.s 1 ) avšak s použitím hole určené pro delší údery (5 železo). Námi prezentovaná RHH je hodnocena jako rychlost aktivního bodu umístěného 0,1 m od hlavy hole, tedy bodu, který má nižší rychlost než samotná hlava hole, neboť je blíže k ose otáčení. Výsledky hodnocení vztahu mezi rychlostí hlavy hole a silovým působením dolních končetin ukazují u tří hráčů signifikantní kladný vztah mezi RSP-PDK a RHH 123
(r = 0,652; 0,713; 0,555) a u dvou hráčů signifikantní negativní vztah mezi RSP-ZDK a RHH (r = 0,638; 0,704). Tyto výsledky naznačují kladný vztah mezi RHH a RSP- PDK, tedy mezi rychlostí hlavy hole a přenosem hmotnosti na přední dolní končetinu v průběhu golfového švihu. Avšak při srovnání nejrychlejších pokusů každého hráče a silovým působením dolních končetin (graf 2, graf 3) je patrné, že se vzrůstajícím relativním silovým působením přední dolní končetinou nevzrůstá rychlost hlavy hole, avšak při zvyšujícím se relativním silovým působením zadní dolní končetinou se rychlost hlavy hole zvyšuje. Graf 2 Grafické znázornění vztahu mezi RSP-PDK a RHH u nejrychlejších pokusů jednotlivých hráčů Graf 3 Grafické znázornění vztahu mezi RSP-ZDK a RHH u nejrychlejších pokusů jednotlivých hráčů 124
Ball & Best (2007) poukazují ve své studii na různé strategie provedení přenosu hmotnosti u hráčů s vysokou herní výkonností i rekreačních golfistů. Obě skupiny, tzv. front foot group a reverse group, dosahovali v parametru rychlost hlavy hole (RHH) obdobných výsledků. Možným limitem této studie může být malý výzkumný soubor pro rozdělení do jednotlivých skupin. Byla-li prokázána vysoká interindividuální stabilita provedení u parametrů, které ovlivňují délku rány. Budoucí studie by se měla zabývat stabilitou provedení v parametrech, které ovlivňují směr a trajektorii letu míče, tedy trajektorií pohybu golfové hole a nastavením hlavy hole v okamžiku kontaktu s míčkem. ZÁVĚR Naše studie potvrzuje nutnost vysoké interindividuální stability provedení golfového švihu odrážející se v přenosu hmotnosti pro dosažení stálé vysoké herní výkonnosti. U tří hráčů byl zjištěn významný vztah mezi silovým působením dolní přední končetiny a rychlosti hlavy hole a u dvou hráčů negativní vztah mezi rychlostí hlavy hole a silovým působením zadní dolní končetinou. Při analýze vztahu nejrychlejších pokusů jednotlivých hráčů a relativním silovým působením dolních končetin jsme zjistili zvyšující se relativní silové působení zadní dolní končetinou a rychlostí hlavy hole u jednotlivých hráčů avšak nezvyšující se relativní silové působení přední dolní končetinou se vzrůstající rychlostí hlavy hole u jednotlivých hráčů. Jestliže způsob jakým hráči dosahují doporučeného přenosu hmotnosti (pohyb klíčových tělních segmentů v prostoru) nebyl v této studii hodnocen, budoucí studie by měla hodnotit vztah mezi pohybem a momentální pozicí tělních segmentů, přenosem hmotnosti a rychlostí hlavy hole. LITERATURA ALLARD, P., STOKES, I. A. F. & BLANCHI, J. P. (1995) Three-Dimensional Analysis of Human Movement. Champaign, IL : Human Kinetics. BALL, K. & BEST, R. (2007) Different centre of pressure patterns within the golf stroke I: Cluster analysis. Journal of Sports Sciences, 25(7), p. 757 770. COCHRAN, A. & STOBBS, J. (1986) The search for the perfect swing. Grass Valley, CA : The Booklegger. DILLMAN, C. J. & LANGE, G. W. (1994) How has biomechanics contributed to the understanding of the golf swing? In COCHRAN, A. J. & FARRALLY, M. R. (Eds.) World Scientific Congress of Golf (p. 3 13), St. Andrews, Scotland. FARRALLY, M. R., COCHRAN, A. J., CREWS, D. J., HURDZAN, M. J., PRICE, R. J., SNOW, J. T. & THOMAS, P. R. (2003) Golf science research at the beginning of the twenty-first century. Journal of Sports Sciences, 21, p. 753 765. FRADKIN, A. J., SHERMAN, C. A. & FINCH, C. F. (2004) How well does club head speed correlate with golf handicaps? Journal of Sport Science and Medicine, 7, p. 465 472. GRANT, T., BANN, S. & LYNCH, D. (1996) Play like the pros. Melbourne, VIC : Wilkinson Books. HEIDERSCHEIT, B. C. (2000) Movement variability as a clinical measure for locomotion. Journal of Applied Biomechanics, 16, p. 419 427. KEOGH, J. W. L., BRADSHAW, E., HUME, P., MAULDER, P., MARNEWICK, M. & NORTJE, J. (2007) Biological movement variability during the golf swing. Conference proceedings archive, 25 ISBS Symposium, Ouro Preto, Brazil. LI, X., DUNN, B., BETZLER, N. & GONGBING, S. (2006). Golfer-club interaction during swing and its influences on motor control strategies employed by advanced golfers. Conference proceedings archive, 24 ISBS Symposium, Salzburg, Austria. McLEAN, J. (2005) The 3 scoring clubs. New York : Gotham Books. 125
MEISTER, D., SCHROEDER, J., BUTLER, E., TWIST, K., LADD, A. & ROSE, J. (2006) Kinematic and Kinetic Analysis of the elite golf swing. In FLANAGAN, E. (Ed.) 24. th Annual International Symposium on Biomechanics in Sports (p. 1 2), Salzburg, Austria. NORMAN, G. (1995) Advanced golf. Port Melbourne, VIC : Heinemann. RICCIO, L. (1995) What it takes to break 80? In COCHRAN, A. J. (Ed.) Golf: the scientific way (p. 234 237). Hertfordshire, U. K. : Aston Publishing Group. WIREN, G. (1990) Teaching manual. Palm Beach Gardens : Greenstone Roberts Advertising. Mgr. Tomáš Gryc UK FTVS, J. Martího 31, 162 52 Praha 6-Veleslavín e-mail: gryc.tomas@ftvs.cuni.cz 126