Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-9686

Copyright © 2017 by the Józef Piłsudski University of Physical Education in Warsaw, Faculty of Physical Education and Sport in Biała Podlaska

introduction

In artistic gymnastics, attaining a high level of achievement involves the performance of many technically complex acrobatic elements. Learning to perform particularly challenging moves takes from several to more than ten years of training. The indi-vidual exercises learnt in this period are later refined through repetition and combination with other elements so that they can be incorporated into the routines performed during com-petitions.

One exercise which is of essential importance to artistic gymnastics is the back handspring. It belongs to the group of backward acrobatic moves [1], which are followed by a variety of acrobatic jumps [2, 3]. Arkaev and Suchilin [4] indicate that for elite gymnasts, the back handspring is an element included in gymnastic warm-up routines (using basic acrobatic moves). The technique used for the performance of the back handspring should be learnt relatively quickly in order for athletes to be able to focus on much more challenging acrobatic elements. It can be assumed that longer training experience, which is conducive to improving the move, should also contribute to improving the repeatability and correctness of the exercises. As noted by re-

ComParison of BaCk handsPrinG teChniQue Performed By adVanCed artistiC Gymnasts – a Case study

JAROSŁAW OMORCZYK1A, LESZEK NOSIADEK1B, ROBERT STASZKIEWICZ1B, PRZEMYSŁAW BUJAS1C, EWA PUSZCZAŁOWSKA-LIZIS2

1University School of Physical Education in Kraków, Faculty of Physical Education and Sport, Department of Gymnastics and Dancea, Department of Biomechanicsb, Department of Theory of Sport and Kinesiologyc

2University of Rzeszów, Faculty of Medicine, Institute of Physiotherapy

Mailing address: Jarosław Omorczyk, University School of Physical Education in Kraków, Department of Gymnastics and Dance, 78 Jana Pawła II Ave., 31-571 Kraków, tel.: + 48 12 6831337, fax: + 48 126831121,

e-mail: jaroslaw.omorczyk@awf.krakow.pl

abstractIntroduction. The aim of this case study was to compare selected kinematic parameters that characterise the back handspring technique performed by advanced artistic gymnasts. Material and methods. Three elite gymnasts with varied training experi-ence were examined in the study. The athletes performed back handsprings video-recorded at a frequency of 120 Hz. The values of selected kinematic parameters were determined using SkillSpector v.1.3.2 computer software. Results. The most substantial differences between athletes were found in the values of the horizontal velocity of the centre of mass (CoM) at the end of the back handspring. The athlete with the longest training experience achieved values which were three times higher (1.04 m/s) than those obtained by the other two athletes with shorter experience (Gymnast 2: 0.36 m/s; Gymnast 3: 0.37 m/s). The hori-zontal CoM velocity at the end of the back handspring declined for all the gymnasts, with the smallest decrease observed for the athlete with the longest training experience (two-fold decrease from 1.95 to 1.04 m/s) and the biggest one found for the athlete with the shortest training experience (six-fold decrease from 2.18 to 0.37 m/s). The vertical CoM velocity increased in all the athletes in the consecutive phases of the back handspring; this increase was the biggest for the athlete with the longest training experience (five-fold increase from 0.71 to 3.42 m/s) and the lowest for the athlete with the shortest training experience (three-fold increase from 1.08 to 3.24 m/s). Conclusions. The results obtained in this study demonstrated both similarities and substantial differences in the technique of performing the back handspring in artistic gymnasts with many years of training experience. In most cases, the directions of linear CoM velocities and angular velocities were similar in the joints analysed. Very similar values of angular positions were also obtained. Furthermore, the values which turned out to be the most varied were those recorded for angular velocity.

key words: artistic gymnastics, back handspring, technique, kinematics

searchers in other sports, more experienced athletes are char-acterised by improved repeatability when performing specific motor tasks [5, 6].

The technique of performing gymnastic exercises is affected by various factors, such as the athlete’s training experience, so-matic build, level of motor skills, and flexibility; the sports ex-perience of the coach and their skills of verbal communication; and many others [7, 8, 9]. Learning, followed by regular work on the improvement of the acquired move, should involve regu-lar verification of the performance level of each athlete. Apart from observation by coaches, detailed biomechanical analyses based on video recording are also utilised [10]. Such tools al-low for a quantitative description of movement technique and a comparison between athletes based on the values of kinematic parameters obtained from the analysis.

The back handspring technique has been attracting much interest from researchers. One study [11] compared the results of a kinematic analysis of the back handspring performed by an acrobat and a ju-jitsu athlete. The authors focused on compar-ing the changes in the vertical position of the CoM in individual phases of the handspring and angular changes in selected joints of the lower and upper limbs. Penitente et al. [12] also carried

Omorczyk et al.: COMPARISON OF BACK HANDSPRING... 87Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

out a kinematic analysis of the back handspring performed by artistic gymnastics athletes at various levels of performance.

The aim of this case study was to compare selected kine-matic parameters that characterise the back handspring tech-nique performed by advanced artistic gymnasts with varied training experience. Apart from the assessment commonly used by coaches (or judges), the achievement of the study aim was also supported by video recording, which, used together with the SkillSpector computer software, made it possible to perform biomechanical analyses. The authors attempted to answer the question of how the training experience of advanced gymnasts affects kinematic parameters and how much these parameters differ between athletes with varying training experience.

material and methods

The examinations involved three elite athletes practising ar-tistic gymnastics. The characteristics of the gymnasts are shown in Table 1. Each subject performed eight back handsprings (starting the move in a position with the arms stretched up), and the analysis was based on five items with the best level of technical performance. The technique was evaluated by three artistic gymnastics coaches who were also certified judges.

table 1. Characteristics of the gymnasts

Gymnast Training experience(years)

Height(cm)

Weight(kg)

G1 18 172.0 62.0G2 16 173.0 63.2G3 13 170.0 68.5

The exercises were video-recorded at a frequency of 120 Hz using a Casio Exilim EX-FH25 digital camera. The values of selected kinematic parameters were determined using the 10-point two-dimension body model and SkillSpector v.1.3.2 computer software. These values were determined at nodal points (A, B, C, D, E, and F), i.e. at boundaries between each back handspring phase. The following phases of the back hand-spring were adopted (with their boundaries):

- first lower limb support phase (support on lower limbs; from A – beginning of arm swing – to B – taking toes off free exercise floor),

- first flight phase (from B to C – finger contact with free exercise floor),

- upper limb support phase (from C to D – taking fingers off free exercise floor),

- second flight phase (from D to E – toe contact with free exercise floor),

- second lower limb support phase (from E to F – taking fingers off free exercise floor).

The following kinematic parameters of the back handspring were determined:

- horizontal velocity of the centre of mass (CoM) [m/s],- vertical velocity of the centre of mass [m/s],- angular position of the knee joint [°],- angular position of the hip joint [°],- angular position of the shoulder joint [°],- angular velocity of the knee joint [°/s],- angular velocity of the hip joint [°/s],- angular velocity of the shoulder joint [°/s].Basic descriptive statistics were calculated, that is arithme-

tic means (x̄) and standard deviations (SD).

results

Table 2 presents the horizontal and vertical velocities of the CoM at the boundaries between the back handspring phases.

At the moment of toe take-off (B) that completes the lower limb take-off phase, the gymnast with the shortest training ex-perience (G3) obtained the highest CoM velocities in both the horizontal (2.18 m/s) and vertical (1.08 m/s) directions. How-ever, at the moment adopted as the final point of the back hand-spring in this study (F), the vertical velocity for this athlete rose (to 3.24 m/s), but it was lower than in the case of the other two athletes, whereas it decreased nearly six times in the horizontal direction (to 0.37 m/s). The highest values of the CoM veloci-ties at the instant F were observed in the athlete G1 (1.04 m/s in the horizontal direction; 3.42 m/s in the vertical direction). CoM horizontal velocities at the instant F for the gymnast G1 were substantially greater than in the other two gymnasts (G2: 0.36 m/s; G3: 0.37 m/s).

In the consecutive instants of the back handspring (from B to F), the values of the CoM horizontal velocity declined for each gymnast. One exception was gymnast G1, for whom the velocity at the instant D was higher (2.22 m/s) compared to the previous instant (C: 1.53 m/s).

The directions of the CoM in the vertical axis were the same in all instants denoted by the symbols B, C, E and F. The CoM moved downwards only in the point D for gymnasts G1 and G3 whereas in gymnast G2, it moved upwards.

Maximum values of the standard deviation (SD) for CoM velocities in the horizontal axis were obtained for individual athletes at different instants of the back handspring. The gym-nast G1 obtained this value at the instant E (SD = 0.75 m/s), the gymnast G2 achieved it at the instant D (SD = 0.14 m/s), and the gymnast G3 obtained it at the instant F (SD = 0.53 m/s). In the case of the vertical velocity of the CoM, the maximum standard

table 2. Horizontal and vertical velocity of the CoM at the boundaries between the back handspring phases (x̄ ± sd)

Parameter GymnastBoundaries between back handspring phases

A B C D E F

Horizontal velocity of CoM [m/s]

G1 − 1.95 ± 0.56 1.53 ± 0.27 2.22 ± 0.15 1.84 ± 0.75 1.04 ± 0.40G2 − 1.55 ± 0.03 1.52 ± 0.04 1.36 ± 0.14 0.75 ± 0.11 0.36 ± 0.10G3 − 2.18 ± 0.30 1.49 ± 0.21 1.20 ± 0.14 1.10 ± 0.31 0.37 ± 0.53

Vertical velocity of CoM [m/s]

G1 − 0.71 ± 0.16 −0.60 ± 0.14 −0.49 ± 0.45 −2.16 ± 0.23 3.42 ± 0.21G2 − 1.01 ± 0.12 −0.60 ± 0.09 0.09 ± 0.20 −1.73 ± 0.07 3.40 ± 0.12G3 − 1.08 ± 0.40 −0.59 ± 0.22 −0.20 ± 0.43 −2.13 ± 0.33 3.24 ± 0.06

Omorczyk et al.: COMPARISON OF BACK HANDSPRING...88 Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

deviation was found in each athlete for the instant D, with its values being 0.45 m/s (G1), 0.20 m/s (G2), and 0.43 m/s (G3).

Table 3 shows the angular positions of the knee, hip, and shoulder joints at the boundaries between the back handspring phases.

At the boundary between the take-off and the first flight phase (B), the gymnast G2 had the most flexed knee joints. The value of this flexion (angle between the thigh and lower leg) was 136°, whereas in gymnasts G1 and G3, these values were 148° and 146°, respectively. At the instant C, the value of the angular position in the knee joint in the gymnast G2 increased to 143°, whereas it decreased for the gymnasts G1 and G3 (by 116° and 126°, respectively). As far as the moment of hand take-off (D) is concerned, the values observed in G1 and G2 were similar to ex-tended knee joints (178° and 181°), whereas in G3, insignificant flexion was found (173°).

At the end of the leg take-off (B) and in the beginning of up-per limb support phase (C), the gymnast G1 obtained the high-est values of extension (angle between the trunk and thighs) in the hip joint (B: 153°; C: 136°). The same athlete was character-ised by the lowest flexion of the hip joint at the instant D (212°). As for the instants E and F, this flexion was similar in the three gymnasts studied.

Maximum SD values for the angular positions of the knee joint occurred at the instant C in all the gymnasts (SD = 5°, 4°, and 10°, respectively). The gymnast G2 also obtained the same value of SD (4°) at the instant E. Maximum SD values for the angular position of the hip joint were observed at the instant D (SD = 6°, 5°, and 6°, respectively). However, maximum SD val-ues for the angular position of the shoulder joint were recorded at different instants of the move: at the instants C and F for G1 (7°), at the instant E for G2 (4°), and at the instant D for G3 (8°).

Table 4 contains the results obtained for the angular veloc-ity of the knee, hip, and shoulder joints.

The + or − signs for the angular velocity of the knee joint showed that the motion of extension occurred at the instants B and C and flexion was observed for the instant E for all the athletes. At the instant D (during hand take-off), G1 and G3 ex-tended their knee joints at the velocity of 224°/s (G1) and 66°/s (G3), whereas G2 bent the knees at this moment with an insig-nificant velocity of −2°/s. Similarly, no similarities were found for the instant F, where, after the toe take-off, the gymnasts G1 and G3 bent their knees at the velocity of −225°/s (G1) and −86°/s (G3), whereas G2 extended the leg in this joint at 77°/s.

The extension or bending of the hip joint was similar in the athletes at all the analysed instants except for F. At this mo-

table 3. Angular position of the knee, hip, and shoulder joints at the boundaries between the back handspring phases (x̄ ± sd)

Parameter GymnastBoundaries between back handspring phases

A B C D E F

Angular position of knee joint [°]

G1 183 ± 3 148 ± 4 116 ± 5 178 ± 2 155 ± 4 188 ± 3G2 190 ± 1 136 ± 1 143 ± 4 181 ± 1 162 ± 4 183 ± 2 G3 187 ± 2 146 ± 3 126 ± 10 173 ± 1 170 ± 3 182 ± 3

Angular position of hip joint [°]

G1 170 ± 3 153 ± 4 136 ± 4 212 ± 6 249 ± 3 212 ± 3G2 168 ± 2 163 ± 4 148 ± 2 235 ± 5 248 ± 2 208 ± 1G3 166 ± 3 166 ± 5 149 ± 3 241 ± 6 247 ± 3 210 ± 5

Angular position of shoulder joint [°]

G1 192 ± 3 172 ± 5 177 ± 7 223 ± 3 272 ± 3 245 ± 7G2 192 ± 0 188 ± 1 163 ± 2 210 ± 2 257 ± 4 208 ± 2G3 188 ± 4 182 ± 4 159 ± 5 215 ± 8 275 ± 6 241 ± 5

table 4. Angular velocity of the knee, hip, and shoulder joints at the boundaries between the back handspring phases (x̄ ± sd)

Parameter GymnastBoundaries between back handspring phases

A B C D E F

Angular velocity of knee joint [°/s]

G1 − 366 ± 247 291 ± 334 224 ± 132 −242 ± 299 −225 ± 208G2 − 402 ± 69 329 ± 60 −2 ± 24 −305 ± 62 77 ± 163G3 − 393 ± 164 166 ± 249 66 ± 180 −251 ± 87 −86 ± 60

Angular velocity of hip joint [°/s]

G1 − −641 ± 133 204 ± 149 318 ± 214 −209 ± 244 128 ± 94G2 − −661 ± 25 223 ± 25 407 ± 19 −437 ± 43 −57 ± 69G3 − −580 ± 101 120 ± 82 431 ± 83 −220 ± 117 98 ± 95

Angular velocity of shoulder joint [°/s]

G1 − −437 ± 129 325 ± 152 222 ± 111 −51 ± 272 −175 ± 187G2 − −260 ± 26 272 ± 33 192 ± 43 −111 ± 36 −94 ± 73G3 − −924 ± 473 168 ± 86 335 ± 80 −205 ± 195 −3 ± 247

Omorczyk et al.: COMPARISON OF BACK HANDSPRING... 89Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

ment of the move, G1 an G3 extended their hip joints (G1: 128°/s; G3: 98°/s), and G2 bent the hip joint at the angular velocity of −57°/s. In the case of the upper limbs, the same type of motion (flexion or extension) was recorded for the shoulder joint for all instants and all athletes.

At the beginning of the back handspring (at the instant B), the greatest values of angular velocity in the knee joint (402°/s) and the hip joint (−661°/s) were obtained by the athlete G2, whereas the highest values for the shoulder joint were achieved by G3 (−924°/s).

In contrast to the other gymnasts, G2 was characterised by maximum SD values for angular velocity in all three joints at the instant F. This value was 163°/s for the knee joint, 69°/s for the hip joint, and 73°/s for the shoulder joint.

Furthermore, maximum SD values in the G1 and G3 athletes for angular velocity in the knee joint were recorded at the instant C (G1 and G3: SD = 334 and 249°/s, respectively), and those for angular velocity in the hip joint were obtained at the instant E (G1 and G3: SD = 244 and 117°/s, respectively). The maximum value of standard deviation for angular velocity in the arm joint occurred at the instant E in the athlete G1 (SD = 272°/s) and at the instant B in G3 (SD = 473°/s).

discussion

This study compared the back handspring technique per-formed by advanced artistic gymnasts. This comparison was made based on selected kinematic parameters with their values determined at the instants adopted as boundaries for individual phases.

CoM horizontal velocity decreased for all the instants of the move in all athletes. One exception was found for the gymnast with the longest training experience (G1) at the instant D. High-er CoM velocity at this instant of the move compared to the pre-vious instant (C) is likely to have been caused by knee extension in the upper limb support phase (C-D). As far as the beginning of this phase (the instant C) is concerned, the greatest knee flex-ion was found for the gymnast G1. However, at the instant D, the value of the angular position of the knee joint in this athlete was similar to extended knees (178°). Furthermore, the difference in the angular velocities of the knee joint between the instants C and D was the smallest in G1 (67°/s), which caused the highest angular velocity in this joint to be maintained at the instant re-garded as the final point for the upper limb support phase (D). It is remarkable that shoulder take-off also occurred in this phase, affecting the quality of performing the second phase of the flight and the quality of the take-off that started the acrobatic jump.

However, it should be emphasised that, except for the lower limb support phases, knee flexion during the back handspring is regarded as an error by judges [1]. Research previously con-ducted by the current authors [9, 13] and by other authors [11] has demonstrated that athletes bend their knees as early as in the first phase of flight. Therefore, it seems that maintaining extended knees would have an adverse effect on the parameters of the move which determine the quality of the elements per-formed after the back handspring.

Although the CoM vertical velocities were similar in the gymnasts at the final instant of the back handspring (F), a sub-stantially higher velocity in the horizontal direction was ob-served for the gymnast with the longest training experience (G1). The study by Penitente et al. [12] also showed that at the final instant of the back handspring, female gymnasts at vari-ous levels of sports performance obtained similar CoM vertical values (the instant E in this study) and more varied values for

the horizontal direction. The results of the present study also indicate that despite obtaining the highest CoM vertical veloc-ity at the instant B, the athlete with the shortest training expe-rience (G3) did not sustain this advantage at the final take-off that completed the back handspring (F). Maintaining specific biomechanical parameters during the performance of the back handspring is also likely to determine the level of performance of a technically complex acrobatic jump.

The analysis of angular position in the knee joint carried out in this study revealed that at the end of the leg take-off phase (B), this position was greater (136° to 148°) than in the study by Ambroży et al. [11], compared to the position of both an acrobat (110° to 115°) and a ju-jitsu athlete (103° to 109°). For the same moment of the move, lower values of angular position were found for the hip joint in the present study (153° to 166°) compared to the results presented by the above authors both for the acrobat (196° to 199°) and the ju-jitsu athlete (202° to 205°). The greater flexion in the knee joint and lower flexion in the hip joint meant that the athletes in our study took off more backwards than upwards compared to the two athletes cited in the above study. It is remarkable that the greatest upward take-off was observed for the ju-jitsu athlete, followed by the acrobat and that the greatest backward take-off was found for the three artistic gymnasts analysed in this study (even with hyperexten-sion in the hip joints ranging from 14° to 27°).

The shoulder joint flexion at the end of the hand take-off (D) recorded for the gymnast with the longest training experi-ence (223°) was similar to that of the ju-jitsu athlete (221° to 230°) from Ambroży et al.’s study [11] and greater than those of the other artistic gymnasts in the current study (210° to 215°) and of the acrobat in the study cited (193° to 196°). The bigger flexion in the arm joint pointed to greater body inclination in this phase of the move. However, a comparison of the value of flexion in all the athletes did not show the effect of training ex-perience on this parameter.

In terms of the angular velocities of the three joints ana-lysed, the biggest variation of the results was found for the shoulder joint at the instant that completed the lower limb take-off (B). The biggest angular velocity in this joint was obtained by the G3 athlete, and the lowest value was found for G2 (the dif-ference between them was 664°/s). However, at each analysed instant of the back handspring, the direction of shoulder work (flexion and extension) was the same in all the athletes.

Sforza et al. [6, 14] have used the obtained values of standard deviations to interpret movement repeatability. Standard devia-tions calculated for the CoM vertical and horizontal velocities pointed to the best repeatability of these parameters in G2. This gymnast obtained the lowest SD values of all the three athletes. A lower SD value was only found for the gymnast G3, who had a two times lower standard deviation of CoM vertical velocity recorded at the instant F compared to G2. With respect to an-gular positions, the values of standard deviations for the three analysed joints were small for all the athletes. The maximum SD value was found for the angular position in the knee joint at the instant C in the athlete with the shortest training experience (G3). The biggest repeatability of these parameters was also ob-served for the athlete with 16 years of training experience (G2); another gymnast obtained smaller SD values only in two cases at the instant E: for the angular positions of the knee joint and shoulder joint. The best repeatability of angular velocities was also found for G2 at each instant of the move. Only the repeat-ability of angular velocity in the knee joint at the instant F was found to be better for G3. The fact that more favourable results in terms of standard deviation were found for the gymnast G2

Omorczyk et al.: COMPARISON OF BACK HANDSPRING...90 Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

and the gymnast G3 compared to the gymnast with the long-est training experience suggests that it is likely that, at a certain stage of training, the level of repeatability of the move is affected by factors other than the years of training.

For artistic gymnasts with many years of training experi-ence, the back handspring is a relatively easy move which they perform repeatedly. However, the results obtained in this study demonstrated both similarities and substantial differences in the technique of performing the back handspring. In most of the cases, the directions of linear CoM velocities and angular velocities were similar in the joints analysed. Very similar val-ues were also obtained for angular positions (particularly at the instants A for all joints, E for the hip joint, and F for the knee and hip joints). Furthermore, the values which turned out to be more varied in the athletes concerned angular velocities (par-ticularly at the instant B for the shoulder joint).

Conclusions

1. According to the coaches (judges) and based on a compari-son of the values of kinematic parameters, all the athletes who participated in the study had a similarly high technical level.

2. The most substantial differences between athletes were fo-und in the values of the horizontal velocity of the CoM at the end of back handspring. The athlete with the longest training experience achieved values which were three times higher than those obtained by the other two athletes with shorter experience.

3. Horizontal CoM velocity at the end of the back handspring declined for all the gymnasts, with the smallest decrease observed for the athlete with the longest training experien-ce and the biggest one found for the athlete with the shor-test training experience.

4. Vertical CoM velocity increased in the consecutive phases of the back handspring in all the athletes and was the big-gest for the athlete with the longest training experience and the lowest for the athlete with the shortest training expe-rience.

5. Angular position in the knee, hip, and shoulder joints at the boundaries of the back handspring phases showed small standard deviations in all the athletes (0° < SD < 10°), which suggests high repeatability of the move in these terms.

6. Angular velocity in the knee, hip, and shoulder joints at the boundaries of the back handspring phases obtained during flexion and extension showed high standard deviations in all the athletes (19°/s < SD < 473°/s), which suggests high variability among the kinematic parameters.

acknowledgements

The study was financed from Polish budgetary resources for science allocated to the University School of Physical Education in Kraków in the year 2015 under Grant No. 81/BS/IS/2015 by the Ministry of Science and Higher Education.

literature

1. Federation International de Gymnastique (FIG). (2013). Code of points. Artistic gymnastics for men. Switzerland: FIG.

2. Sands W.A., McNeal J.R. (2006). Hand position in a back handspring (flic-flac). Technique 26, 8-9.

3. Farana R., Jandacka D., Irwin G. (2013). Influence of dif-ferent hand positions on impact forces and elbow loading during the round off in gymnastics: A case study. Science of Gymnastics Journal 5(2), 5-9.

4. Arkaev L., Suczilin N. (2004). Gymnastics – how to create champions. Moscow: FiS.

5. Raczek J., Król H., Bacik B. (1994). Research aimed at deter-mining objective criteria for the analysis and assessment of movement. Part 1 − constancy. Antropomotoryka 11, 77-89. [in Polish]

6. Sforza Ch., Turci M., Grassi G.P., Shirai Y.F., Pizzini G., Ferrario V.F. (2002). Repeatability of mae-geri-keage in traditional karate: A three-dimensional analysis with black-belt karateka. Perceptual & Motor Skills 95(2), 433-445.

7. Kochanowicz K., Boraczyńska L.B., Boraczyński T. (2009). Quantitative and qualitative evaluation of motor coordina-tion abilities in gymnast girls aged 7-9 years. Baltic Journal of Health and Physical Activity 1(1), 62-69.

8. Dowdell T. (2010). Characteristics of effective gymnastics coaching. Science of Gymnastics Journal 2(1), 15-23.

9. Omorczyk J., Nosiadek L., Nosiadek A., Chwała W. (2014). Use of biomechanical analysis for technical training in arti-stic gymnastics using the example of a back handspring. In Cz. Urbanik, A. Mastalerz, D. Iwańska (eds.), Selected pro-blems of biomechanics of sport and rehabilitation (pp. 105-115). Warszawa: AWF.

10. Prassas S., Young-Hoo K., Sands W.A. (2006). Biomechani-cal research in artistic gymnastics: A review. Sports Biome-checanics 5(2), 261-291.

11. Ambroży T., Chwała W., Ambroży D., Latinek K. (2010). Three-dimensional analysis as an example of an objective assessment system of the technique in gymnastics, on the basis of the back handspring. In T. Ambroży, D. Ambroży (eds.), Traditional and modern forms of dance and gymna-stics from the perspective of physical culture (pp. 240-256). Kraków: AWF.

12. Penitente G., Merni F., Sands A. (2011). Kinematic analysis of the centre of mass in the back handspring: A case study. Gym Coach 4, 1-11.

13. Omorczyk J., Nosiadek L., Ambroży T., Nosiadek A. (2015). High-frequency video capture and a computer program with frame-by-frame angle determination functionality as tools that support judging in artistic gymnastics. Acta of Bioengineering & Biomechanics 17(3), 85-93.

14. Sforza Ch., Turci M., Grassi G.P., Fragnito N., Serrao G., Ferrario V.F. (2001). Repeatability of choku-tsuki and oi-tsuki in Shotokan karate: A 3-dimensional analysis with thirteen black-belt karateka. Pereceptual & Motor Skills 92, 1230-1232.

Submitted: March 23, 2017Accepted: May 23, 2017

Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96 91

Copyright © 2017 by the Józef Piłsudski University of Physical Education in Warsaw, Faculty of Physical Education and Sport in Biała Podlaska

PorÓWnanie teChniki PrZerZutÓW W tyŁ WykonyWanyCh PrZeZ ZaaWansoWanyCh ZaWodnikÓW Gimnastyki

sPortoWeJ – studium PrZyPadku

JAROSŁAW OMORCZYK1A, LESZEK NOSIADEK1B, ROBERT STASZKIEWICZ1B, PRZEMYSŁAW BUJAS1C, EWA PUSZCZAŁOWSKA-LIZIS2

1Akademia Wychowania Fizycznego im. Bronisława Czecha w Krakowie, Wydział Wychowania Fizycznego i Sportu, Zakład Gimnastyki i Tańcaa, Zakład Biomechanikib, Zakład Teorii Sportu i Antropomotorykic

2Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Medyczny, Instytut Fizjoterapii

Adres do korespondencji: Jarosław Omorczyk, Akademia Wychowania Fizycznego im. B. Czecha, Zakład Gimnastyki i Tańca, al. Jana Pawła II 78, 31-571 Kraków, tel.: 12 6831337, fax: 12 6831121,

e-mail: jaroslaw.omorczyk@awf.krakow.pl

streszczenieWprowadzenie. Celem niniejszego studium przypadku było porównanie wybranych parametrów kinematycznych charakte-ryzujących technikę przerzutów w tył wykonywanych przez zaawansowanych zawodników gimnastyki sportowej. Materiał i metody. Badaniami objęto trzech zawodników gimnastyki sportowej posiadających klasę mistrzowską lecz różniących się stażem treningowym. Przerzuty w tył wykonywane przez zawodników zostały zarejestrowane na filmie z częstotliwością 120 Hz. Wykorzystując program komputerowy SkillSpector v.1.3.2 wyznaczono wartości wybranych parametrów kinematycznych. Wyniki. Największe różnice pomiędzy zawodnikami stwierdzono w wartościach poziomej prędkości ogólnego środka masy ciała (OSM) na końcu przerzutu w tył. Zawodnik o najdłuższym stażu treningowym uzyskał blisko trzykrotnie większe wartości (1,04 m/s), niż pozostali dwaj zawodnicy z krótszym stażem (Gimnastyk 2: 0,36 m/s, Gimnastyk 3: 0,37 m/s). Prędkość pozioma OSM na końcu przerzutu w tył zmalała u wszystkich gimnastyków, przy czym u zawodnika z najdłuższym stażem treningowym najmniej (z 1,95 do 1,04 m/s – dwukrotnie), a u zawodnika z najkrótszym stażem treningowym najwięcej (z 2,18 do 0,37 m/s – sześciokrotnie). Prędkość pozioma OSM u wszystkich zawodników wzrastała w kolejnych fazach przerzutu w tył i na końcu była największa u zawodnika z najdłuższym stażem treningowym (wzrost pięciokrotny z 0,71 do 3,42 m/s), a najmniejsza u za-wodnika z najkrótszym stażem treningowym (wzrost trzykrotny z 1,08 do 3,24 m/s). Wnioski. U zaawansowanych zawodników można dostrzec zarówno podobieństwa, jak też znaczne różnice w technice wykonania przerzutu w tył. W większości przypad-ków obserwowano zgodność zwrotów prędkości liniowych OSM oraz prędkości kątowych analizowanych stawów. Otrzymano też bardzo zbliżone wartości położeń kątowych. Wartości, które okazały się najbardziej rozbieżne u zawodników dotyczyły prędkości kątowych.

słowa kluczowe: gimnastyka sportowa, przerzut w tył, technika, kinematyka

Wprowadzenie

Dla zawodników gimnastyki sportowej, możliwość osią-gnięcia znaczących rezultatów sportowych, wiąże się z ko-niecznością opanowaniu wielu złożonych technicznie ćwiczeń. Proces uczenia się szczególnie trudnych do wykonania zadań ruchowych, zajmuje kilka lub nawet kilkanaście lat treningu. Opanowane w ten sposób pojedyncze ćwiczenia są następnie doskonalone poprzez ich powtarzanie oraz łączenie z innymi elementami, aby na końcu włączyć je do układu gimnastyczne-go.

Ćwiczeniem mającym duże znaczenie w gimnastyce spor-towej jest przerzut w tył. Należy ono do grupy elementów akro-batycznych wykonywanych w tył [1], po którym zawodnicy wy-konują różne skoki akrobatyczne [2, 3]. Arkaev i Suchilin [4] wskazują, że dla gimnastyków na wysokim poziomie zaawan-sowania przerzut w tył jest elementem wchodzącym w skład rozgrzewki akrobatycznej (opartej na bazowych ćwiczeniach akrobatycznych). Technika tego elementu powinna być w miarę możliwości szybko opanowana przez zawodników, aby możliwe było skupienie uwagi na znacznie trudniejszych skokach akro-

batycznych. Można przyjąć założenie, że dłuższy okres trenin-gowy sprzyjający doskonaleniu ruchu, powinien też przyczynić się do zwiększenia powtarzalności oraz poprawności wykony-wanych ćwiczeń. Jak dostrzegli badacze innych dyscyplin spor-towych bardziej doświadczeni zawodnicy charakteryzowali się lepszym poziomem powtarzalności analizowanych zadań ru-chowych [5, 6].

Na technikę wykonywanych ćwiczeń gimnastycznych wpływ wywierają różne czynniki jak: staż treningowy zawodni-ka, budowa somatyczna, poziom zdolności motorycznych i gib-kości, doświadczenia sportowe trenera, a także jego umiejętność przekazu werbalnego uwag zawodnikowi i wiele innych [7, 8, 9]. Podczas nauczania, a także później podczas doskonalenia ruchu należy przeprowadzać kontrolę realizowanych ćwiczeń indywi-dualnie dla każdego z zawodników. Oprócz obserwacji trener-skiej, współcześnie wykorzystuje się do tego celu szczegółową analizę biomechaniczną na podstawie rejestracji filmowej [10]. Dzięki takim narzędziom pojawia się możliwość ilościowego (liczbowego) opisu techniki ruchu oraz porównania jej między zawodnikami, wykorzystując uzyskane z analizy wartości para-metrów kinematycznych.

Omorczyk et al.: PORÓWNANIE TECHNIKI PRZERZUTÓW...92 Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

Technika wykonania przerzutu w tył wzbudziła już zainte-resowanie środowiska naukowego. W pracy Ambrożego i wsp. [11] zostały porównane wyniki analizy kinematycznej przerzu-tu w tył zawodnika akrobatyki sportowej i zawodnika ju-jitsu. Autorzy skupili się na porównaniu zmian położenia pionowe-go OSM w poszczególnych fazach przerzutu oraz zmian kąto-wych w wybranych stawach kończyn dolnych i górnych. Peni-tente i wsp. [12] również przeprowadzili analizę kinematyczną przerzutów w tył wykonywanych przez zawodniczki gimnastyki sportowej będące na różnym poziomie zaawansowania.

Celem niniejszego studium przypadku było porównanie wybranych parametrów kinematycznych charakteryzujących technikę przerzutów w tył wykonywanych przez zaawansowa-nych zawodników gimnastyki sportowej o zróżnicowanym stażu treningowym. Do realizacji celu poza powszechnie stosowaną w tym przypadku oceną trenerską (sędziowską), wykorzystano również rejestrację filmową. Razem z program komputerowym SkillSpector umożliwiło to wykonanie analizy biomechanicz-nej. Autorzy podjęli próbę znalezienia odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób dla przerzutu w tył staż treningowy zaawansowa-nych zawodników gimnastyki wpływa na wartości parametrów kinematycznych oraz jak bardzo są one zróżnicowane pomiędzy zawodnikami o różnym stażu.

materiał i metody

Badaniami objęto trzech zawodników gimnastyki sporto-wej, którzy posiadali klasę mistrzowską. Charakterystykę tych zawodników przedstawiono w Tabeli 1. Każdy z badanych męż-czyzn wykonał osiem przerzutów w tył (rozpoczynając ruch w postawie z ramionami w górę), z czego do dalszych analiz wy-brano pięć najlepszych pod względem techniki. Ocenę techniki ćwiczeń przeprowadziło trzech trenerów gimnastyki sportowej, którzy posiadali również uprawnienia sędziowskie.

tabela 1. Charaketrystyka badanych zawodników gimnastyki sportowej

Gimnastyk Staż treningowy(lata)

Wysokość ciała(cm)

Masa ciała(kg)

G1 18 172,0 62,0G2 16 173,0 63,2G3 13 170,0 68,5

Ćwiczenia zostały zarejestrowane na filmie z częstotliwo-ścią 120 Hz przy użyciu aparatu cyfrowego Casio Exilim EX-FH25. Wykorzystując 10 punktowy dwuwymiarowy model ciała oraz program komputerowy SkillSpector v.1.3.2 wyznaczono

wartości wybranych parametrów kinematycznych. Wartości pa-rametrów zostały wyznaczone w punktach węzłowych (A, B, C, D, E, F), czyli na granicach pomiędzy każdą z wyróżnionych faz przerzutu w tył. Przyjęto następujące fazy przerzutu w tył (i ich granice):

- pierwsza faza podporowa na kończynach dolnych (od A – początek zamachu ramionami do B – oderwanie pal-ców stóp od planszy gimnastycznej),

- pierwsza faza lotu (od B do C – zetknięcie palców rąk z planszą gimnastyczną),

- faza podporowa na kończynach górnych (od C do D – oderwanie palców rąk od planszy gimnastycznej),

- druga faza lotu (od D do E – zetkniecie palców stóp z planszą gimnastyczną),

- druga faza podporowa na kończynach dolnych (od E do F – oderwanie palców stóp od planszy gimnastycznej).

Wyznaczono następujące parametry kinematyczne prze-rzutu w tył:

- prędkość ogólnego środka masy ciała (OSM) w osi pozio-mej (x) [m/s],

- prędkość OSM w osi pionowej (y) [m/s],- położenie kątowe w stawie kolanowym [°],- położenie kątowe w stawie biodrowym [°],- położenie kątowe w stawie ramiennym [°],- prędkość kątowa w stawie kolanowym [°/s],- prędkość kątowa w stawie biodrowym [°/s],- prędkość kątowa w stawie ramiennym [°/s].Dla uzyskanych wyników obliczono podstawowe parametry

statystyki opisowej: średnie arytmetyczne (x̄) i odchylenie stan-dardowe (SD).

Wyniki

W Tabeli 2 przedstawiono wartości prędkości OSM w osi poziomej oraz osi pionowej, które wyznaczono na granicach od-dzielających poszczególne fazy przerzutu w tył.

W chwili oderwania palców stóp od podłoża (B), kończącej fazę odbicia z kończyn dolnych, zawodnik z najkrótszym sta-żem treningowym (G3) uzyskał największe wartości prędko-ści OSM zarówno w osi poziomej (2,18 m/s), jak też pionowej (1,08 m/s). Jednak w chwili przyjętej w tej pracy za końcową dla przerzutu w tył (F), wartość prędkości w osi pionowej dla tego zawodnika pomimo, że wzrosła (do 3,24 m/s) była mniejsza, niż u dwóch pozostałych zawodników, natomiast w osi poziomej zmalała blisko sześciokrotnie (do 0,37 m/s). Największe warto-ści prędkości OSM w chwili F zaobserwowano u zawodnika G1 (w osi poziomej: 1,04 m/s, w osi pionowej: 3,42 m/s). Wartości prędkości OSM w osi poziomej w chwili F dla zawodnika G1 były

tabela 2. Prędkość OSM w osi poziomej i pionowej na granicach oddzielających fazy przerzutu w tył (x̄ ± sd)

Parametr GimnastykGranice wyróżnionych faz przerzutu w tył

A B C D E F

Prędkość OSM w osi x [m/s]

G1 – 1,95 ± 0,56 1,53 ± 0,27 2,22 ± 0,15 1,84 ± 0,75 1,04 ± 0,40G2 – 1,55 ± 0,03 1,52 ± 0,04 1,36 ± 0,14 0,75 ± 0,11 0,36 ± 0,10G3 – 2,18 ± 0,30 1,49 ± 0,21 1,20 ± 0,14 1,10 ± 0,31 0,37 ± 0,53

Prędkość OSM w osi y [m/s]

G1 – 0,71 ± 0,16 −0,60 ± 0,14 −0,49 ± 0,45 −2,16 ± 0,23 3,42 ± 0,21

G2 – 1,01 ± 0,12 −0,60 ± 0,09 0,09 ± 0,20 −1,73 ± 0,07 3,40 ± 0,12

G3 – 1,08 ± 0,40 −0,59 ± 0,22 −0,20 ± 0,43 −2,13 ± 0,33 3,24 ± 0,06

Omorczyk et al.: PORÓWNANIE TECHNIKI PRZERZUTÓW... 93Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

znacznie większe niż u pozostałych dwóch gimnastyków (G2: 0,36 m/s, G3: 0,37 m/s).

W kolejno następujących chwilach przerzutu w tył (od B do F) wartości prędkości OSM w osi poziomej u każdego z gimnastyków malały. Wyjątek pojawił się jedynie u zawodni-ka G1, dla którego w chwili D wartość prędkości była większa (2,22 m/s) w stosunku do poprzedzającego punktu węzłowego (C: 1,53 m/s).

Zwroty prędkości OSM w osi poziomej były zgodne u wszystkich badanych w punktach oznaczonych symbolami: B, C, E i F. Jedynie w punkcie D u zawodników G1 i G3 następowało przemieszczanie się OSM w dół, a u gimnastyka G2 w górę.

Maksymalne wartości odchylenia standardowego (SD) dla prędkości OSM w osi poziomej były uzyskiwane przez po-szczególnych zawodników w różnych chwilach przerzutu w tył. Gimnastyk G1 uzyskał tę wartość w chwili E (SD = 0,75 m/s), zawodnik G2 w D (SD = 0,14 m/s), a zawodnik G3 w F (SD = 0,53 m/s). W przypadku prędkości OSM w osi pionowej maksy-malne wartości odchylenia standardowego pojawiły się u każde-go z zawodników w chwili D, gdzie SD dla zawodników wyniosło kolejno: 0,45 m/s (G1); 0,20 m/s (G2) i 0,43 m/s (G3).

W Tabeli 3 zaprezentowano wartości położeń kątowych w stawach kolanowym, biodrowym i ramiennym, które zosta-ły wyznaczone na granicach oddzielających poszczególne fazy przerzutu w tył.

Zawodnik G2 na granicy faz między odbiciem z nóg a pierwszą fazą lotu (B) odznaczał się najbardziej zgiętymi sta-

wami kolanowymi. Wartość tego zgięcia (kąt pomiędzy udem a podudziem) wyniosła 136°, natomiast u zawodnika G1 148°, a u G3 146°. W chwili C wartość położenia kątowego w stawie kolanowym u zawodnika G2 zwiększyła się do 143°, a u G1 i G3 zmalała do 116° dla G1 i 126° dla G3. W momencie odbicia z rąk (D) u zawodników G1 i G2 zaobserwowano wartości zbliżone do wyprostowanych stawów kolanowych (kolejno: 178° i 181°), a u G3 nieznaczne zgięcie (173°).

Na końcu fazy odbicia z nóg (B) oraz na początku fazy podporowej na kończynach górnych (C) zawodnik G1 uzyskał największe wartości wyprostu (kąt pomiędzy tułowiem a uda-mi) stawu biodrowego (B: 153°; C: 136°). Ten sam zawodnik charakteryzował się najmniejszym zgięciem stawu biodrowe-go w chwili D (212°). Natomiast w E i F wartości tego zgięcia u trzech badanych zawodników były podobne.

Maksymalne wartości SD dla położeń kątowych w stawie kolanowym u wszystkich zawodników wystąpiły w chwili C (ko-lejno G1-G3, SD = 5°, 4°, 10°). Zawodnik G2 taką samą wartość SD (4°) uzyskał także w chwili E. Maksymalne wartości SD dla położeń kątowych stawu biodrowego zostały zaobserwowane w chwili D (kolejno G1-G3, SD = 6°, 5°, 6°). Maksymalne warto-ści SD dla położeń kątowych stawu ramiennego miały miejsce w różnych chwilach ruchu: G1 w chwilach C i F (7°); G2 w E (4°), a G3 w D (8°).

Tabela 4 zawiera wartości prędkości kątowych w stawach kolanowym, biodrowym i ramiennym, które wyznaczono na granicach oddzielających poszczególne fazy przerzutu w tył.

tabela 3. Wartości położeń kątowych w stawach kolanowym, biodrowym i ramiennym wyznaczone na granicach oddzielających fazy przerzutu w tył (x̄ ± sd)

Parametr GimnastykGranice wyróżnionych faz przerzutu w tył

A B C D E F

Położenie kątowe w st. kol. [°]

G1 183 ± 3 148 ± 4 116 ± 5 178 ± 2 155 ± 4 188 ± 3G2 190 ± 1 136 ± 1 143 ± 4 181 ± 1 162 ± 4 183 ± 2G3 187 ± 2 146 ± 3 126 ± 10 173 ± 1 170 ± 3 182 ± 3

Położenie kątowe w st. biodr. [°]

G1 170 ± 3 153 ± 4 136 ± 4 212 ± 6 249 ± 3 212 ± 3G2 168 ± 2 163 ± 4 148 ± 2 235 ± 5 248 ± 2 208 ± 1G3 166 ± 3 166 ± 5 149 ± 3 241 ± 6 247 ± 3 210 ± 5

Położenie kątowe w st. ram. [°]

G1 192 ± 3 172 ± 5 177 ± 7 223 ± 3 272 ± 3 245 ± 7G2 192 ± 0 188 ± 1 163 ± 2 210 ± 2 257 ± 4 208 ± 2G3 188 ± 4 182 ± 4 159 ± 5 215 ± 8 275 ± 6 241 ± 5

tabela 4. Wartości prędkości kątowych w stawach kolanowym, biodrowym i ramiennym wyznaczone na granicach oddzielających fazy przerzutu w tył (x̄ ± sd)

Parametr GimnastykGranice wyróżnionych faz przerzutu w tył

A B C D E F

Prędkość kątowa w st. kol. [°/s]

G1 – 366 ± 247 291 ± 334 224 ± 132 −242 ± 299 −225 ± 208G2 – 402 ± 69 329 ± 60 −2 ± 24 −305 ± 62 77 ± 163G3 – 393 ± 164 166 ± 249 66 ± 180 −251 ± 87 −86 ± 60

Prędkość kątowa w st. biodr. [°/s]

G1 – −641 ± 133 204 ± 149 318 ± 214 −209 ± 244 128 ± 94G2 – −661 ± 25 223 ± 25 407 ± 19 −437 ± 43 −57 ± 69G3 – −580 ± 101 120 ± 82 431 ± 83 −220 ± 117 98 ± 95

Prędkość kątowa w st. ram. [°/s]

G1 – −437 ± 129 325 ± 152 222 ± 111 −51 ± 272 −175 ± 187G2 – −260 ± 26 272 ± 33 192 ± 43 −111 ± 36 −94 ± 73G3 – −924 ± 473 168 ± 86 335 ± 80 −205 ± 195 −3 ± 247

Omorczyk et al.: PORÓWNANIE TECHNIKI PRZERZUTÓW...94 Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

Znaki „+” lub „−” przy prędkości kątowej w stawie kolano-wym wskazały, że ruch prostowania u wszystkich zawodników zachodził w chwilach B i C, natomiast zginania w E. W chwili D (podczas odbicia z rąk) zawodnicy G1 i G3 prostowali sta-wy kolanowe z prędkością: 224°/s (G1) i 66°/s (G3), natomiast G2 zginał kolana w tym momencie ruchu z niewielką prędko-ścią, wynoszącą −2°/s. Brak zgodności zauważalny był również w punkcie węzłowym F, w którym po oderwaniu palców stóp od podłoża gimnastycy G1 i G3 zginali stawy kolanowe z prędkością −225°/s (G1) i −86°/s (G3), natomiast G2 prostował je z prędko-ścią 77°/s.

Ruch prostowania lub zginania stawu biodrowego był u za-wodników zgodny we wszystkich analizowanych chwilach za wyjątkiem F. W tym momencie ruchu zawodnicy G1 i G3 prosto-wali biodra (128°/s dla G1 i 98°/s dla G3), a zawodnik G2 zginał staw biodrowy z prędkością kątowa −57°/s. W przypadku koń-czyn górnych taki sam rodzaj ruchu (zginania lub prostowania) notowano dla stawu ramiennego we wszystkich chwilach ruchu u wszystkich zawodników.

Na początku przerzutu w tył w chwili B największe warto-ści prędkości kątowej w stawach kolanowym (402°/s) i biodro-wym (−661°/s) uzyskał zawodnik G2, a w stawie ramiennym G3 (−924°/s).

Gimnastyk G2 charakteryzował się względem pozostałych gimnastyków maksymalnymi wartościami SD dla prędkości ką-towej we wszystkich trzech stawach w chwili F. Dla stawu kola-nowego wartość ta wyniosła 163°/s, dla biodrowego 69°/s, a dla stawu ramiennego 73°/s.

Z kolei maksymalne wartości SD u zawodników G1 i G3 dla prędkości kątowej w stawie kolanowym miały miejsce w chwi-li C (kolejno G1 i G3: SD = 334 i 249°/s), a dla prędkości ką-towej w stawie biodrowym w chwili E (kolejno G1 i G3: SD = 244 i 117°/s). Maksymalna wartość odchylenia standardowego dla prędkości kątowej w stawie ramiennym u zawodnika G1 wy-stąpiła w chwili E (SD = 272°/s), a u zawodnika G3 w B (SD = 473°/s).

dyskusja

W niniejszej pracy porównano technikę przerzutów w tył wykonywanych przez zawodników gimnastyki sportowej legi-tymujących mistrzowską klasą sportową. Porównania tego do-konano na podstawie wybranych parametrów kinematycznych, których wartości wyznaczono w momentach przyjętych za gra-niczne dla poszczególnych faz.

U wszystkich zawodników prędkość OSM w osi poziomej w kolejno analizowanych chwilach ruchu malała. Wyjątek do-strzeżono u zawodnika charakteryzującego się najdłuższym stażem treningowym (G1) w chwili D. Większa wartość pręd-kości OSM w tej chwili ruchu w stosunku do poprzedzającej (C) wynikała prawdopodobnie z ruchu prostowania stawów kolanowych w fazie podporowej na kończynach górnych (C-D). Na początku tej fazy (C) największe zgięcie stawu kolanowego dostrzeżono właśnie u zawodnika G1. Jednak już w chwili D war-tość położenia kątowego w stawie kolanowym u tego zawodnika była zbliżona do wyprostowanych kolan (178°). Ponadto różnica wartości prędkości kątowych stawu kolanowego między punk-tami C i D była najmniejsza również u zawodnika G1 (67°/s), powodując zachowanie największej prędkości kątowej tego sta-wu w momencie uznanym za końcowy dla fazy podporowej na kończynach górnych (D). Warto dodać, iż w tej fazie następo-wało odbicie z ramion, wpływające na jakość wykonania drugiej fazy lotu, a następnie na jakość odbicia rozpoczynającego skok akrobatyczny.

Należy jednak zwrócić uwagę, iż za wyjątkiem faz podporo-wych na kończynach dolnych, zgięcie kolan w przerzucie w tył, w świetle przepisów sędziowania uznawane jest za błąd [1]. Wcześniejsze badania własne [9, 13], jak też innych autorów [11] wykazały, że zawodnicy już w pierwszej fazie lotu zginali stawy kolanowe. Wydaje się zatem, iż utrzymanie wyprostowanych kolan mogłoby negatywnie wpłynąć na te parametry ruchu, które decydują o jakości wykonania ćwiczeń realizowanych po przerzucie w tył.

O ile w momencie końcowym przerzutu w tył (F) warto-ści prędkości OSM w osi pionowej były u zawodników zbliżone, o tyle w przypadku osi poziomej wyraźnie większa prędkość wy-stąpiła u zawodnika trenującego gimnastykę sportową najdłużej (G1). W pracy Penitente i wsp. [12] również można zauważyć, iż gimnastyczki na różnym poziomie zaawansowania sportowego uzyskiwały w końcowym momencie przerzutu w tył (odpowia-da chwili E niniejszej pracy) zbliżone wartości prędkości OSM w osi pionowej i bardziej zróżnicowane w osi poziomej. Wyniki niniejszej pracy wskazują także, że zawodnik charakteryzujący się najkrótszym stażem uprawiania sportu (G3), mimo najwięk-szej wartości prędkości OSM w osi poziomej w chwili B nie za-chował tej przewagi podczas odbicia kończącego przerzut w tył (F). Zachowanie odpowiednich parametrów biomechanicznych podczas realizacji przerzutu w tył może być również czynnikiem decydującym o wykonaniu złożonego technicznie skoku akro-batycznego.

Analizując położenie kątowe w stawie kolanowym zauważo-no, iż na końcu fazy odbicia z nóg (B) w badaniach własnych po-łożenie to miało większą wartość (136° do 148°), niż w badaniach Ambrożego i wsp. [11], zarówno dla gimnastyka (110° do 115°), jak i dla zawodnika ju-jitsu (103° do 109°). W tym samym momen-cie ruchu położenie kątowe w stawie biodrowym miało mniejszą wartość w badaniach własnych (153° do 166°), niż u wymienio-nych autorów, zarówno dla gimnastyka (196° do 199°), jak i dla zawodnika ju-jitsu (202° do 205°). Większe zgięcie w stawie ko-lanowym oraz mniejsze zgięcie w stawie biodrowym oznaczało dla zawodników odbicie bardziej w tył, niż w górę w stosunku do obu zawodników opisanych w przytoczonej pracy. Warto zwró-cić uwagę, że najbardziej w górę odbicie wykonywał zawodnik ju-jitsu, następnie akrobata sportowy, a najbardziej w tył (pła-sko) troje gimnastyków sportowych badanych w niniejszej pracy (nawet z przeprostem w stawach biodrowych wynoszącym od 14° do 27°).

Wartość zgięcia w stawie ramiennym na końcu fazy odbicia z rąk (D) dla gimnastyka z najdłuższym stażem treningowym (223°) była porównywalna do zawodnika ju-jitsu (221° do 230°) z pracy Ambrożego i wsp. [11] i większa, niż dla innych badanych gimnastyków sportowych (210° do 215°), a także dla zawodnika akrobatyki sportowej (193° do 196°). Większe zgięcie w stawie ramiennym wskazywało na większe pochylenie tułowia w tej fazie ruchu, jednak porównanie wartości zgięcia wszystkich za-wodników nie ukazało wpływu stażu treningowego na ten pa-rametr.

W zakresie prędkości kątowych trzech analizowanych stawów, największe zróżnicowanie wyników dotyczyło stawu ramiennego w momencie kończącym odbicie z kończyn dol-nych (B). Największą prędkość kątową w tym stawie uzyskał zawodnik G3, a najmniejszą G2 (różnica między nimi wyniosła 664°/s). Jednakże w każdej analizowanej chwili przerzutu w tył kierunek pracy ramion (zginanie lub prostowanie) był taki sam u wszystkich zawodników.

Sforza i wsp. [6, 14] wykorzystali uzyskane wartości odchyleń standardowych do interpretacji powtarzalności ruchu. Odchy-lenia standardowe obliczone dla prędkości OSM w osi poziomej

Omorczyk et al.: PORÓWNANIE TECHNIKI PRZERZUTÓW... 95Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

i pionowej wskazywały na najlepszą powtarzalność tych para-metrów u zawodnika G2. W każdym analizowanym momencie ruchu uzyskiwał on najmniejsze wartości SD w porównaniu do dwóch pozostałych badanych. Jedynie u gimnastyka G3 w relacji do G2 odnotowano o połowę mniejszą wartość odchylenia stan-dardowego prędkości OSM w osi pionowej w chwili F. Odnośnie położeń kątowych, wartości odchyleń standardowych dla trzech analizowanych stawów miały małe wartości u wszystkich zawod-ników. Maksymalną wartość SD zanotowano dla położenia kąto-wego w stawie kolanowym w chwili C u zawodnika trenującego najkrócej (G3). Zdecydowanie największą powtarzalnością tych parametrów również odznaczał się zawodnik z 16-letnim stażem treningowym (G2). Tylko w dwóch przypadkach inny gimnastyk uzyskał mniejszą wartość SD, co zaobserwowano w chwili E dla położenia kątowego w stawie kolanowym i ramiennym. W za-kresie prędkości kątowych również zawodnik G2 odznaczał się najlepszą powtarzalnością w każdej analizowanej chwili ruchu. W przypadku prędkości kątowej w stawie kolanowym w chwili F tylko zawodnik G3 charakteryzował się lepszą powtarzalnością. Korzystniejsze wyniki odchylenia standardowego u zawodnika G2 i w większości u zawodnika G3 w porównaniu do zawodni-ka z najdłuższym stażem treningowym wskazały, iż prawdopo-dobnie na pewnym etapie szkolenia na poziom powtarzalności ruchu znaczący wpływ mogą wywierać inne czynniki, niż czas poświęcony przez zawodnika na trening.

Dla zawodników gimnastyki sportowej z długoletnim sta-żem treningowym przerzut w tył jest ćwiczeniem stosunkowo łatwym i wykonywanym wielokrotnie. Jednakże wyniki uzyska-ne w niniejszej pracy wskazały, że u zaawansowanych zawod-ników można dostrzec zarówno podobieństwa, jak też znaczne różnice w technice wykonania tego ćwiczenia. W większości przypadków obserwowano zgodność zwrotów prędkości linio-wych OSM oraz prędkości kątowych analizowanych stawów. Otrzymano też bardzo zbliżone wartości położeń kątowych (szczególnie w chwilach A – dla wszystkich stawów; E – dla sta-wu biodrowego oraz F – dla stawów kolanowego i biodrowego). Z kolei wartości, które okazały się najbardziej rozbieżne u za-wodników dotyczyły prędkości kątowych (szczególnie chwili B dla stawu ramiennego).

Wnioski

1. Wszyscy badani zawodnicy w ocenie trenerów (sędziów) oraz na podstawie porównania wartości parametrów kine-matycznych prezentowali zbliżony, wysoki poziom tech-niczny.

2. Największe różnice pomiędzy zawodnikami stwierdzono w wartościach poziomej prędkości OSM na końcu przerzu-tu w tył - zawodnik o najdłuższym stażu treningowym miał blisko trzykrotnie większe wartości, niż pozostali dwaj za-wodnicy z krótszym stażem.

3. Prędkość pozioma OSM na końcu przerzutu w tył zmalała u wszystkich gimnastyków, przy czym u zawodnika z naj-dłuższym stażem treningowym najmniej, a u zawodnika z najkrótszym stażem treningowym najwięcej.

4. Prędkość pionowa OSM u wszystkich zawodników wzra-stała w kolejnych fazach przerzutu w tył i w końcowej fazie ruchu osiągnęła największą wartość u zawodnika z najdłuż-szym stażem treningowym, a najmniejsza w przypadku za-wodnika z najkrótszym stażem treningowym.

5. Położenie kątowe w stawach kolanowym, biodrowym i ra-miennym na granicach wyróżnionych faz przerzutu w tył charakteryzowało się u wszystkich zawodników małym od-

chyleniem standardowym (0° < SD < 10°), co może wskazy-wać na dużą powtarzalność ruchu pod tym względem.

6. Prędkość kątowa w stawach kolanowym, biodrowym i ra-miennym na granicach wyróżnionych faz przerzutu w tył uzyskiwana podczas ruchów zginania i prostowania, cha-rakteryzowała się u wszystkich zawodników dużym od-chyleniem standardowym (19°/s < SD < 473°/s), co może wskazywać na dużą zmienność tych parametrów kinema-tycznych.

Podziękowania

Praca sfinansowana ze środków statutowych Akademii Wy-chowania Fizycznego im. Bronisława Czecha w Krakowie prze-znaczonych na rok 2015 – grant nr 81/BS/IS/2015 przez Mini-sterstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Piśmiennictwo

1. Federation International de Gymnastique (FIG). (2013). Code of points. Artistic gymnastics for men. Switzerland: FIG.

2. Sands W.A., McNeal J.R. (2006). Hand position in a back handspring (flic-flac). Technique 26, 8-9.

3. Farana R., Jandacka D., Irwin G. (2013). Influence of dif-ferent hand positions on impact forces and elbow loading during the round off in gymnastics: A case study. Science of Gymnastics Journal 5(2), 5-9.

4. Arkaev L., Suczilin N. (2004). Gymnastics – how to create champions. Moskwa: FiS.

5. Raczek J., Król H., Bacik B. (1994). Z badań nad określeniem obiektywnych kryteriów analizy i oceny cech ruchu. Cz. I – stałość ruchu. Antropomotoryka 11, 77-89.

6. Sforza Ch., Turci M., Grassi G.P., Shirai Y.F., Pizzini G., Ferrario V.F. (2002). Repeatability of mae-geri-keage in traditional karate: A three-dimensional analysis with black-belt karateka. Perceptual & Motor Skills 95(2), 433-445.

7. Kochanowicz K., Boraczyńska L.B., Boraczyński T. (2009). Quantitative and qualitative evaluation of motor coordina-tion abilities in gymnast girls aged 7–9 years. Baltic Journal of Health and Physical Activity 1(1), 62-69.

8. Dowdell T. (2010). Characteristics of effective gymnastics coaching. Science of Gymnastics Journal 2(1), 15-23.

9. Omorczyk J., Nosiadek L., Nosiadek A., Chwała W. (2014). Use of biomechanical analysis for technical training in ar-tistic gymnastics using the example of a back handspring. W Cz. Urbanik, A. Mastalerz, D. Iwańska (red.), Selected problems of biomechanics of sport and rehabilitation (s. 105-115). Warszawa: AWF.

10. Prassas S., Young-Hoo K., Sands W.A. (2006). Biomechani-cal research in artistic gymnastics: A review. Sports Biome-checanics 5(2), 261-291.

11. Ambroży T., Chwała W., Ambroży D., Latinek K. (2010). Three-dimensional analysis as an example of an objective assessment system of the technique in gymnastics, on the basis of the back handspring. W T. Ambroży, D. Ambroży (red.), Traditional and modern forms of dance and gymna-stics from the perspective of physical culture (s. 240-256). Kraków: AWF.

12. Penitente G., Merni F., Sands A. (2011). Kinematic analysis of the centre of mass in the back handspring: A case study. Gym Coach 4, 1-11.

Omorczyk et al.: PORÓWNANIE TECHNIKI PRZERZUTÓW...96 Pol. J. Sport Tourism 2017, 24, 86-96

13. Omorczyk J., Nosiadek L., Ambroży T., Nosiadek A. (2015). High-frequency video capture and a computer program with frame-by-frame angle determination functionality as tools that support judging in artistic gymnastics. Acta of Bioengineering & Biomechanics 17(3), 85-93.

14. Sforza Ch., Turci M., Grassi G.P., Fragnito N., Serrao G., Ferrario V.F. (2001). Repeatability of choku-tsuki and oi-tsuki in Shotokan karate: A 3-dimensional analysis with thirteen black-belt karateka. Pereceptual & Motor Skills 92, 1230-1232.

Otrzymano: 23.03.2017Przyjęto: 23.05.2017