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체육학 박사학 논문

태권도 주춤서 지르기 시

골반종축선(先)회 동작의운동역학 고찰

2013년 2월

서울 학교 학원

체육교육과

최 치 선

태권도 주춤서 지르기 시

골반종축선(先)회 동작의운동역학 고찰

지도교수 신 인 식

이 논문을 체육학 박사학 논문으로 제출함

2012년 10월

서울 학교 학원

체육교육과

최 치 선

최치선의 박사 학 논문을 인 함

2012년 12월

원 장 (인)

부 원 장 (인)

원 (인)

원 (인)

원 (인)

국문 록

태권도 주춤서 지르기 시

골반 종축 선(先)회 동작의 운동역학 고찰

최 치 선

서울 학교 학원

체 육 교 육 과

본 연구의 목 은 태권도 주춤서 지르기 시 골반 종축 선 회 동작의 특

성과 함께 종축을 심으로 한 허리 회 동작의 힘 발생 이 과정을 연

구하는데 있다.이러한 목 을 달성하기 하여 태권도 품새 문 선수 11명

을 상으로 동작 속도를 별도 통제하지 않고 최 한 빠르고 강하게 허공의

몸통을 목표로 한 오른손 주춤서 지르기를 5회 실시하 다.3차원 동작분석

시스템과 지면반력기를 통하여 분석에 필요한 각종 자료들을 획득하 고,실

험 상자를 15개 분 로 모델링 지역좌표계를 설정하여 분석에 필요한 각

종 변인들을 산출하 다.골반 종축 선 회 동작의 특성을 알아보기 하여

구간 시간,골반 상체의 종축 심 회 각도,골반-상체의 상 각도,골반

상체의 각속도,주먹 최 속력을 측정하 고,효과를 나타내기 하여 역

동역학 인 방법을 통하여 허리와 오른쪽 어깨의 워를 산출하 다.탄성에

지 축 SSC원리의 용 유무를 확인하고자 허리의 각도-각속도 도면

을 작성하고,허리 주변 근육군의 워와 일을 분석하 다. 한 허리 회

발생의 원동력과 이 과정을 알기 하여 지면반력과 유리 토크,허리와 오

른쪽 어깨의 합력 합회 력,각운동량 기여도,일량 등을 산출하

다.분석 결과에 따라 골반 종축 선 회 동작을 수행하는 집단을 선회

집단으로,하지 않은 집단을 비선회 집단으로 나 었으며,두 집단 간의 평

균 비교를 하여 독립 t검정을 실시하고 유의수 은 .05로 설정하 다.이

상의 연구 차를 통하여 얻은 연구결과는 다음과 같다.

골반 종축 선 회 동작은 주먹을 지르기 해 동작을 비하는 구간에서

골반을 상체보다 먼 빠른 속도로 목표방향으로 회 시키는 동작으로서,비

선회 집단은 동작 비 구간에서 골반과 상체를 거의 동시에 회 시키며

지르기 동작을 시작하는 반면에,선회 집단은 골반을 목표 방향으로 비선

회 집단에 비해 먼 4배 가량 빨리 회 시킨 후 상체의 회 이 뒤따라가

는 특성을 나타냈다. 한 선회 집단은 비선회 집단에 비하여 골반의 회

동작 시간이 짧았고,허리와 오른쪽 어깨 부 근육군의 워가 각각 약

2배와 1.5배 큰 것으로 나타나,짧은 동작 시간 동안 큰 워를 내는 숙련된

기술의 특성을 나타냈다.큰 워가 나타나는 이유로서,허리 근육군 워와

일 분석을 통하여 선회 집단은 동작 반 stretch-shorteningcycle(SSC)기

을 사용하고 있음을 확인하 으나,비선회 집단은 구심성 수축만을 하고

있었다.집단 간 지면반력과 유리 토크의 비교 분석을 통하여,선회 집단은

이 힘들로부터 얻은 회 력을 통해 골반 상체를 회 시키고 이후 작용-반

작용에 의한 성으로 주먹을 지르는 반면에,비선회 집단은 지르기 해

주먹을 던지는 순간과 그 이후에도 계속하여 수평 지면반력 유리 토크를

작용시키는 것으로 나타났다. 한 하지로부터의 수평 지면반력은 허리

의 종축 방향 큰 회 력 워를 생성하 고,이는 다시 어깨 의 후

축,좌우축 회 력으로 이되어 워를 증 시키는 역할을 하 다.

본 연구의 골반 종축 선 회 동작은 하나하나의 낱기술이 아닌 태권도

체 기술에 용될 수 있는 기능으로서, 워 증 효과가 있는 SSC원리를

이용하고 있기 때문에,다른 손동작과 차기에 동일하게 용한다면 가동범

는 짧으면서도 빠르며 강한 회 동작을 만들어 낼 수 있다. 한 허리의 종

축 회 은 원 분 들의 짝힘 요소의 기여가 큼을 확인하 으므로,수평 회

력에 계되는 여러 변인들을 인지하고 극 화 할 수 있는 방법을 고안하

여 수련생들에게 교육시킨다면,보다 큰 교육 효과와 기능 경기력 향상에

도움이 될 것이라 기 한다.

주요어 :태권도,주춤서 지르기,골반 종축 선 회 ,골반-상체 상 각도

Stretch-ShorteningCycle(SSC)

학 번 :2004-30532

<목 차>

Ⅰ.서 론··········································································1

1.연구 목 ··············································································6

2.연구 가설··············································································6

3.연구 범 ··············································································7

4.연구의 제한 ······································································8

5.용어의 정의··········································································9

Ⅱ.이론 배경····························································13

1.상․하지 말단 분 최 속도 발생 략····················13

1)미는 듯한 동작과 던지는 듯한 동작·····················································13

2)스 링 제어와 탄도 제어·····································································14

3)인 분 들의 상 변화·········································································15

2.상체 회 시 동원되는 근육과 근력의 변화················16

1)근육 신 련 선행 연구·······································································16

2)근력 증가 련 선행 연구·······································································17

3.골반 회 의 변화가 동작 수행에 미치는 향············18

1)보행 속도에 따른 골반과 인 분 의 운동학 변화······················18

2)골반과 상체의 회 시 모멘트가 미치는 향····································18

3)골반의 사 회 동작············································································20

Ⅲ.연구 방법································································24

1.연구 상············································································24

2.실험 도구············································································24

1) 상 분석 시스템······················································································24

2)지면반력 측정 시스템··············································································26

3)자료 분석도구····························································································26

3.실험 차 방법····························································26

1)실험 차····································································································28

2)이벤트와 국면의 설정··············································································30

4.자료 산출 방법··································································32

1) 상 분석 자료 산출················································································32

2)지면반력 분석····························································································34

3)주요변인 산출 방법··················································································34

5.통계 처리············································································45

Ⅳ.연구 결과································································47

1.골반 종축 선 회 동작의 특성 효과 분석············47

1)동작 구간별 소요 시간············································································48

2)골반과 상체의 회 각도···········································································50

3)골반과 상체의 각속도··············································································51

4)허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워····································55

5)주먹의 최 속력······················································································56

2.골반 종축 선 회 동작의 SSC유무 분석···················57

1)허리 회 각도-각속도 도면·····································································57

2)허리 회 각도와 주변 근육군의 워 비교··········································58

3)허리 각 주변 근육군의 일·······················································59

3.허리 회 동작의 힘 발생 이 과정 분석············63

1)지르기 동작 시 지면반력·········································································67

2)지르기 동작 시 유리 토크·······································································67

3)허리와 오른쪽 어깨의 합력과 합회 력································68

4)분 별 각운동량의 기여도·······································································77

5)각 주변 근육군의 일량···································································80

Ⅴ.논 의 ······································································83

1.골반 종축 선 회 동작의 특성 효과······················83

2.골반 종축 선 회 동작의 SSC유무····························86

3.허리 회 동작의 힘 발생 이 과정······················88

Ⅵ.결 론········································································94

참고문헌 ·······································································99

부록 ·············································································104

<표 목차>

표 1.실험 상자의 특성························································································25

표 2.골반 회 유형에 따른 실험 상자 분류··················································49

표 3.구간별 소요시간 상 비율·······························································50

표 4.골반과 상체의 종축 심 회 최 각변 ··············································52

표 5.골반과 상체의 종축 심 최 각속도·······················································54

표 6.허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워········································55

표 7.주먹의 최 속력 ························································································56

표 8.비선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량······························60

표 9.선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량··································61

표 10.각 축별 지면반력의 이벤트별 평균값 ····················································64

표 11.이벤트별 유리 토크 값(Z축)····································································68

표 12.허리 합력과 합회 력 ·······························································70

표 13.오른쪽 어깨 합력과 합회 력····················································74

표 14. 체 각운동량에 한 분 별 각운동량 기여도····································79

표 15.비선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량····························81

표 16.선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량································82

<그림 목차>

그림 1.지면반력기 좌표계 ··················································································27

그림 2.실험 장비 배치도······················································································27

그림 3.마커 부착 치··························································································29

그림 4.CODA골반 모델 정의를 한 마커 부착 치···································29

그림 5.이벤트 설정································································································31

그림 6.각 분 의 지역좌표계···············································································33

그림 7.골반과 상체 사이의 상 각도가 최 가 될 때까지 골반을 회 시키

는 두 유형 ·····································································································48

그림 8.P1구간 골반-상체 상 각도 차이 최 상 각속도의 집단 간 비교

··························································································································49

그림 9.골반과 상체의 종축 심 회 각도·······················································51

그림 10.상체의 각속도 앙상블 평균···································································52

그림 11.골반과 상체의 종축 심 회 각속도················································53

그림 12.골반과 상체의 종축 심 최 각속도 집단 간 비교························54

그림 13.허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워··································56

그림 14.허리 의 각 회 축별 평균 각도-각속도 도면·····························57

그림 15.허리 의 회 각도와 주변 근육군의 워····································59

그림 16.왼발과 오른발에 작용하는 지면반력의 합성······································66

그림 17.유리 토크(Z축 성분)의 앙상블 평균····················································67

그림 18.허리에 작용하는 합력 구성요소의 평균······································72

그림 19.허리에 작용하는 합회 력 구성요소의 평균······························73

그림 20.오른쪽 어깨에 작용하는 합력 구성요소의 평균························75

그림 21.오른쪽 어깨에 작용하는 합회 력 구성요소의 평균·················76

그림 22. 신 각운동량의 평균·············································································78

- 1 -

Ⅰ.서 론

무술의 입장에서 본 태권도는 가능한 신체 모든 부 를 무기로 활용하여

최단 시간 내에 최 의 충격력을 상 에게 달하여 공격하거나,최단 시간

내에 가장 안 한 동작으로 방어를 하는 동시에 공격 비를 하는 것을 목표

로 한다.따라서 태권도의 많은 동작들이 과거 보여주기 한 시범 성격의

큰 동작들에서 효율을 바탕으로 보다 빠르고,강력한 동작들로 변화를 거듭

해 왔다.손동작들은 좁은 공간에서도 작은 손동작만으로 민첩한 회 을 통

해 강하고 빠른 공격과 방어의 역할을 수행하도록 변화되었고,각종 차기들

은 경기에서의 순간 인 단력과 타이 을 놓치지 않는 순발력이 강화된 형

태로 진화하 다.

주먹,손날,손끝,손바닥,팔꿈치,발끝,앞축,뒤꿈치,발바닥 등의 신체부

를 목표 까지 최 의 속도로 가속시키는 방법은 던지는 듯한(throw-like)

동작 형태와 미는 듯한(push-like)동작 형태로 알려져 있다(Kreighbaum과

Barthels,1990).던지는 듯한 동작 형태는 스피드와 정확성에 한 운동수행

목표의 우선순 에 따라 분 들의 회 이 차례 로 일어나게 동작 형태를 취

하는 것이고,이 형태는 스피드 총합의 원리,분 순서 원리에 따라,원 분

의 운동이 근 분 의 최 스피드의 순간에 시작되며 근 분 보다 큰 최

스피드 값을 보인다고 하 다(Plagenhoef,1971;Bunn,1972;Putnam,1993).

미는 듯한 동작 형태는 정확성 는 힘을 발생시키기 해 분 들의 회 이

동시에 일어나는 형태이며,개방 연결(open-linked)시스템의 원 끝분 에서

최 스피드 혹은 힘을 갖기 해서 말단분 들의 각속도가 동시에 최 값에

근 해야 한다고 하 다(Joris,vanMuyen,vanIngenSchenau과 Kemper,1985;

VanGheluwe와 Hebbelinck,1985). 분류에 맞추어 태권도 손기술을 나 어

보면 크게 주먹,손 팔꿈치 사용부 를 미는 듯한 동작의 지르기․찌르기

와 던지는 듯한 동작의 치기와 막기로 분류할 수 있으나, 와 같은 손동작

- 2 -

분류에 한 선행연구는 아직 없는 실정이며,다만 김승재,진 완과 신제민

(1995)이 차기 동작을 통하여 뒤차기와 돌려차기를 각각 어차기와 후려차기

유형으로 분류하여 미는 듯한 동작과 던지는 듯한 동작의 범주에 포함시켰다.

미는 듯한 동작 형태와 던지는 듯한 동작 형태 모두가 말단분 을 가속시

키기 한 략이라면,이 분 들을 빠르게 움직이게 할 수 있도록 도와주는

보다 더 근본 인 기시분 인 허리의 움직임에 주목할 필요가 있는데,

Manning,Mitchell과 Blanchfield(1984)는 종축을 심으로 회 하는 상체의 회

은 인체의 가장 일반 인 신체 움직임 3번째를 차지한다고 할 만큼 허

리의 종축 회 에 한 연구들이 주를 이뤘다.황인승과 이성철 (1999)은 태

권도 돌려차기에 한 분석을 통하여 최고 기시분 인 상체 운동이 나머지

다리분 들의 운동을 가동시키고,다리분 내의 각 에서의 근활동은 가

동보다 조 역할을 한다고 보고하 다.Lee,Hoozemans와 vanDieen(2012)의

무거운 카트를 미는 동작에 한 연구,최민철,이기 ,손지훈과 임 태

(2010)의 골 스윙 시 X-factor X-factorstretch에 한 연구에서는 골반을

심으로 하체가 상체의 움직임을 발하거나 리드한다고 하 다.즉,골반과

상체의 움직임을 통한 허리 회 이 각 분 들로 하여 힘과 속도를 발생시

킬 수 있도록 근본 인 힘을 제공한다는 것인데,골 ,보행 등 매우 제한

인 종목에서만 수행되었고 그마 도 운동학 정보 제공에 그쳐 허리 회 이

요한 이유 효과에 한 정보가 많이 부족한 편이었다.

상체의 회 과 련하여,팔만 회 하거나 상체와 팔을 같이 회 한 경우보

다 상체를 선행 회 후 팔을 회 한 경우 말단 분 의 속도와 힘의 증가가

나타났고(한제희,2008),상체의 회 속도를 변화시키는 상황에서는 각속도보

다도 처음 틀어진 각도가 더 큰 회 력을 얻게 하는 역할을 한다는 선행연구

의 보고가 있었다(McGill과 Hoodless,1990).이 원리는 허리의 종축 회 이

요시 되는 골 연구에서 많이 다루어졌는데,Burden,Grimshaw와 Wallace

(1998)는 백스윙과 다운스윙 환 구간에서 상체와 골반 사이의 회 방향이

- 3 -

서로 다르게 일어나는 것을 발견하고 상체와 하체의 꼬임을 증 시키면 클럽

의 가속도를 증가시킬 수 있다고 하 다.Cheetham,Martin,Mottram과 St

Lauren(2001)은 다운 스윙 기 골반의 선 회 으로 인한 X-factor증가를

X-factorstretch라 명명하고 X-factorstretch가 크면 클수록 큰 힘이 유발되어

임팩트 시 보다 큰 클럽헤드 스피드를 얻을 수 있다고 주장하며 숙련자와

보자를 구별할 수 있는 척도가 될 수 있다고 하 다. 한 숙련자들은 보

자들에 비하여 더 짧은 시간에 더 큰 stretch를 수행함으로써 Stretch-Shortening

Cycle(SSC)효과를 극 화시킨다고 하 다.이 게 큰 가속도와 힘을 낼 수

있는 이유로 Enoka(1994)는 골반의 선 회 동작(leadingwiththehips)시 척

추 회 근군의 빠른 사 원심성 수축 후 구심성 수축 원리를 주장하 는데,

SSC원리가 용되면 사 원심성 수축을 하지 않을 때보다 어깨의 가속도

가 증가되고 근육군은 더 많은 일을 한다고 보고하 다(Burden등,1998;

Fletcher와 Hartwell,2004). 한 백스윙 동안 상체와 골반의 분리는 상체에 탄

성에 지를 비축하여 다운스윙 시 클럽 헤드의 속력을 증 시키는 역할을 함

으로써, 한 하체의 회 으로 상체의 회 부하를 증가시켜 다운스윙 시

의 에 지 효율을 높일 수 있다고 하 다(Burden등,1998;Myers,Lephart,

Tsai,Sell,Smoliga와 Jolly,2008).

와 같이 골반을 상체 회 에 앞서서 종축을 심으로 선 회 시키는 동

작을 태권도 장의 코치들과 선수들은 ‘허리를 튕긴다'라고 표 한다.선수

들은 이 동작을 차기 동작을 하기 사 동작으로 수행하고,간혹 상 방

선수의 을 속이는 동작으로 사용하기도 한다.차기 동작을 수행할 때 골반

회 을 선행시키지 않으면, 퇴와 하퇴만을 진행방향으로 던지는 듯한 동작

을 하게 되어 허리를 이용하지 못하는 차기가 된다. 한 기본동작이나 품새

를 수행할 때 역시,허리를 비롯한 상체의 회 이 없는 팔 동작은 어색하고,

힘을 제 로 싣지 못하는 느낌을 들게 한다.반면에 골반을 선 회 시키며

수행한 동작은 리듬을 맞출 수 있고,말단 분 에 힘이 더 실림을 경험 으

로 알 수 있다.

- 4 -

이 동작을 수행하는 이유와 련한 유사 태권도 연구는 다음과 같이 매우

제한 이다.황인승,이성철과 임정 (2004)은 태권도 돌려차기 시 상체,골반

을 회 시키기 한 반동동작이 동작 반만이 아닌 동작 에도 발생하고,

숙련자가 반동동작을 더욱 잘 사용하는 략을 취한다고 보고하 는데,이는

근 군의 사 신 을 경험 하고 이 동안 근육들은 SSC를 통하여 사 충

이 되어 뒤이어 일어나는 구심성 수축 시 강한 힘을 낼 수 있기 때문이라고

하 다. 연구는 여러 분 들의 반동동작에 한 일반론이어서 골반 종축

선 회 을 반동동작의 일부분으로 해석할 수 있는 여지를 제공한다.태권도

차기에 한 김승재 등 (1995),최지 ,이옥진과 김승재 (2007)의 연구는 인

분 들 가운데 가장 근 분 이 외 토크에 의한 가속으로 움직임이 시작

되어 원 분 들의 연결부 에서 내 토크가 차례로 발생되어 끝 분 의 최

속도를 발생시킨다고 하 고,최지 ,이옥진,김로빈과 김승재 (2007)는 태

권도 뒤후려차기,돌려차기,뒤차기에 한 응 변인들에 해 상체와 골반

부분에서 탄도 응 형태,스 링형태 응 형태, 진 가속과 감속,다

이나믹스 환 등의 변인들이 발생한다고 하 다. 연구는 기시분 로부터

말단분 로의 토크 이 과정과 골반 상체의 응 형태에 한 정보를 일

부 제공하 다.

유사 동작에 한 연구로서 골 의 X-factor stretch(Burden 등,1998;

Cheetham 등,2001;Fletcher등,2004;Myers등,2008;장재 ,2010;박태진과

서국은,2010),테니스의 스탠스 별 골반 수평회 (임형 ,서국은,강 택과

박태진,2011)연구 등이 있는데 특정 종목에 국한되어 있고,그마 도 시간

각도와 같은 운동학 분석에 그치고 있어,그 기 을 이해하는데 어려움

이 있었다.상지를 움직이거나 하지를 움직일 때,태권도 동작 뿐 아니라 골

,테니스,야구의 타격과 같은 워를 요하는 스포츠 상황에서는 자주 수반

되는 동작임을 감안할 때,이 동작에 한 체계 인 연구를 통한 과학 인

원리 제시가 아직 이 지지 않았다고 할 수 있다.따라서 다양한 조건 하에

- 5 -

서의 실험 분석과 그 원리에 한 이해 용이 매우 필요하다.이에

태권도 주춤서 지르기의 동작 분석을 통하여 골반 종축 선 회 동작의 특성

을 악하고 정량화 하여,그로 인한 효과는 무엇인지 알아보고자 하 다.

한편 골반 종축 선 회 동작 시 동작 시간과 힘의 이득의 이유로서,선행

연구들은 허리 근육군의 SSC유발과 상체의 탄성에 지 축 을 측하 다.

임형 등 (2011)은 테니스의 스탠스 별 골반 수평회 에 한 연구를 통하여

테니스의 오 스탠스 자세는 스퀘어 스탠스 자세와 골반과 상체의 꼬임이

달라져 동작 시간과 힘에서 이득을 얻을 수 있었다고 하 다.Burden등

(1998),Cheetham 등 (2001),Fletcher등 (2004),Myers등 (2008).장재

(2010),박태진 등 (2010)은 골 백스윙 시 골반과 상체의 최 꼬임 이후 다

운스윙 시 골반이 종축 선 회 할 때 발생하는 X-factorstretch가 에 지 축

워 증 의 역할을 한다고 보고하 다.하지만 해당 연구들을 살펴보

면 시간 각도 등의 운동학 자료 제시에 그쳐,SSC원리가 실제로 이용

되고 있음을 입증하는데 한계가 있었다.따라서 골반 종축 선 회 동작의

이득의 이유로 제시했던 SSC원리가 실제로 태권도 주춤서 지르기 시 용

되고 있는지 확인하고, 한 허리 주변 근육군의 탄성에 지 장을 측할

만한 정보가 있는지를 탐색하 다.

만약 선행연구의 주장 로 골반 종축 선 회 동작을 통하여 허리 어깨

에서 더 빠른 각속도 워가 발생하는 이유가 SSC원리 때문이었다면,보

다 더 근본 으로 어떤 힘으로 인하여 회 이 발생하게 되고,어떻게 회 을

하는지, 한 어떻게 상체에 이되어 주먹을 지르게 되는지에 한 종합

인 설명이 필요할 것이다.이에 역( )동역학 (inversedynamics)인 변인들을

활용하여 허리 회 동작의 힘 발생 요인 이 과정을 탐색함으로써 골반

종축 선 회 동작을 비롯한 허리 회 의 원리에 한 보다 더 근본 인 원

리에 하여 탐색하고자 하 다.

이 연구를 통하여 태권도 동작 시 허리 회 에 한 기 자료가 축 되기

- 6 -

를 바라며,나아가 태권도 동작만이 아닌 일반 인 운동에서 골반 종축 선

회 동작의 역할을 규명하는데 도움이 되기를 기 한다.

1.연구 목

본 연구의 목 은 태권도 주춤서 지르기 시 골반 종축 선 회 동작의 특

성과 함께 종축을 심으로 한 허리 회 동작의 힘 발생 이 과정을 연

구하는데 있다.이러한 목 을 달성하기 해 다음과 같은 세부목표를 설정

하 다.

1)골반 종축 선 회 동작의 특성 효과 분석

2)골반 종축 선 회 동작의 SSC유무 분석

3)허리 회 동작의 힘 발생 이 과정 분석

2.연구 가설

태권도 주춤서 지르기 시 골반 종축 선 회 동작이 미치는 향과 허리

회 동작의 힘 발생 이 과정을 알아보기 하여 다음과 같은 가설을

설정하 다.

1)골반 종축 선 회 동작은 허리 어깨 주변 근육군의 워를 증

시킬 것이다.

2)골반 종축 선 회 동작은 허리 주변 근육군의 SSC효과를 유발할 것이다.

3)지면반력 수평 성분으로 인하여 발생한 허리 회 동작은 상체의 후·좌

우축 회 운동을 통하여 어깨 회 운동으로 이될 것이다.

- 7 -

Burden등 (1998),Cheetham 등 (2001),Fletcher등 (2004),Myers등 (2008)의

선행 연구는 골반 종축 선 회 은 짧은 시간 내에 큰 각도를 움직임으로써

어깨 가속도의 증 ,허리 근육군의 일량 증가,SSC효과의 극 화 등을

측하 다.본 연구에서는 태권도 주춤서 지르기의 골반 종축 선 회 동작에

서도 동일한 특성 효과가 나타나는지 검증하기 하여 의 1),2)가설을

설정하 다. 한 선행 연구들이 다루지 않았던 골반 종축 선 회 동작을

포함한 허리 회 력 발생의 원인과 어깨로의 회 력 이 과정을 알아보기

하여 의 3)가설을 설정하 다.

의 가설을 검증하기 하여 다음과 같은 변인을 분석하 다.

1)골반 종축의 회 방법에 따라 실험 상자 유형을 분류하여 집단을 설정

하고 시간,골반과 상체의 각도 각속도,허리와 오른쪽 어깨 주변

근육군의 워,주먹 속도의 자료를 평균 비교 하 다.

2)골반 종축의 회 방법에 따라 실험 상자 유형을 분류하여 집단을 설정

하고 허리 의 각도-각속도 도면을 분석하 으며,허리 주변 근육

군의 워,각 주변 근육군의 일 자료를 평균 비교하 다.

3)골반 종축의 회 방법에 따라 유형을 분류하여 지면반력,유리 토크,허

리와 오른쪽 어깨 에 작용하는 합력과 합회 력을 평균 비교

하 다.

3.연구 범

본 연구의 범 는 다음과 같다.

1)분석의 범 는 오른쪽 주먹을 오른쪽 장골릉 주 에 붙이고 비 자세를

취한 시 부터,허공에 있던 왼쪽 주먹을 당겨 왼쪽 장골릉에 붙이는 동시

에 오른쪽 주먹을 허공 몸통 높이를 향해 지르는 구간까지이다.

- 8 -

2)허리의 회 운동을 찰할 수 있도록 15개 분 모델(손(2), 완(2),상

완(2),머리,발(2),하퇴(2), 퇴(2),골반,상체)을 사용하 다.

3)발목,무릎,엉덩,허리 등 하지 분 에 한 역동역학 변인은

Visual3D에서 기본 제공하는 산출값(ModelBasedComputation)으로 분석하

고,손목,팔꿈치,어깨,목 등 상지 분 에 한 역동역학 변인은

Visual3D 상 Pipeline–Evaluation메뉴에서 연구자가 직 수식을 입력하여

계산해 산출하 다.단,허리 과 오른쪽 어깨 의 합력과

합회 력은 필요에 의해 연구자가 직 계산하 는데,Visual3D에서 제공

하는 수치와 일치함을 확인한 후 분석에 활용하 다.

4)역동역학 방법으로 얻은 변인들은 연구자가 설정한 매 임별 지역

좌표계의 값을 반 하지 못하므로,각운동량, 합력과 합회 력 변

인 제시 시 Matlab 로그램을 이용하여 각 임 별로 회 변환행렬을

곱하여 지역좌표계의 방향과 일치하도록 하 다.

4.연구의 제한

본 연구를 수행함에 있어 다음과 같은 가정과 제한 을 갖는다.

1)연구의 실험 상자들은 태권도 품새 선수들로 선정하 다.

2)본 연구에서는 인체의 을 핀 조인트(pinjoint)로 가정하 다.

3)본 연구에서는 인체를 인체분 의 질량 심 치가 변하지 않는 강체로

간주하 다.

4)본 연구에서는 동작 속도를 별도로 통제하지 않고 최 한 빠르고 강한

동작을 요구하 다.

5)골반 종축 선 회 동작을 하지 않은 집단과 선 회 을 한 집단은 수행

동작의 상분석을 통하여 동작의 유무를 가지고 분류하 다.

- 9 -

6)두 주먹을 허리에 붙이고 동작을 시작(두주먹허리 비 자세)한 것이 아

니고,미리 질 던 왼 주먹을 거둬들임과 동시에 오른 주먹을 지르기 시작

하는 동작이기 때문에,각 동작 시작 시 에서 골반과 상체 사이의 각도는

오른쪽 뒤 시계방향으로 이미 최 각을 이루고 있었다.

5.용어의 정의

본 연구에서 사용되는 표 인 용어들에 한 정의는 다음과 같다.

1)골반 종축 선 회 :골반과 상체 사이의 상 각도가 최 인 지르기 비

자세에서 진행방향으로 상체보다 골반의 외측회 을 먼 발생시키는 동작

이다.본 연구에서는 골반의 종축 기 선 회 각도가 상체보다 5°이상

앞서고,이 때의 최 각속도가 100°/s이상인 조건을 골반 종축 선 회

동작을 수행한 것으로 설정하 다.골반 종축 선 회 동작을 하지 않은

집단을 ‘비(非)선회 집단’,선 회 동작을 한 집단을 ‘선회 집단’으로

설정하 다.

2)SSC수축 :구심성 수축에 앞서 짧은 원심성 수축을 한 다음 구심성 수

축을 하는 근 수축 형태이다.

3)몸통 지르기 :장골능 근처에서 비하여 미는 듯한 동작으로 허리 회

과 함께 상완과 완을 동시에 펴며 주먹을 회선시켜 바른주먹(正拳)을 사

용하여 상 의 명치 부근을 공격하는 동작이다.

4)주춤서기 :두 발의 비는 두발 길이로 발끝을 정면으로 향하여 나란히

선 자세로서,두 다리의 무릎은 굽히고,허리를 바로 세우며,체 은 두 다

리에 균등하게 나눠 싣는다.

5)골반 각도 :왼쪽 상장골극(ASIS)으로부터 오른쪽 상장골극을 연결한

벡터를 골반 지역좌표계의 좌우축(x축)으로 설정하고,양쪽 후상장골극

- 10 -

(PSIS)의 으로부터 두 상장골극의 을 연결한 벡터를 골반 지역

좌표계의 후축(y축)으로 설정하 을 때,두 벡터를 외 하여 생성된 벡터

를 골반 지역좌표계의 종축(z축)으로 설정하 다. 역좌표계의 좌우축(Y

축;두 지면반력기의 좌우축과 동일)과 골반 지역좌표계의 좌우축(x축)이

평행하도록 두 발을 치시키면서 주춤서기 자세로 정지해 있을 때를 골반

지역좌표계 각 축 회 의 시 (orientation)으로 설정하 고,특히 종축에

해서는 골반 분 좌우축(x축)을 역좌표계의 후축(X축)-좌우축(Y축)면

에 투사시켜 투사된 벡터와 역좌표계 후축(X축)간의 각을 측정하여

90°를 뺀 후 양(+)의 값을 골반의 반시계방향 회 ,그리고 음(-)의 값을 골

반의 시계방향 회 각도로 하 다.

6)상체 각도 :왼쪽 견 (acromion)으로부터 오른쪽 견 을 연결한 벡터를

상체 지역좌표계의 좌우축(x축)으로 설정하고,양쪽 장골릉(ILIAC)의

으로부터 두 견 의 을 연결한 벡터를 상체 지역좌표계의 종축(z축)으

로 설정하 을 때,두 벡터를 외 하여 생성된 벡터를 상체 지역좌표계의

후축(y축)으로 설정하 다. 역좌표계의 좌우축(Y축;두 지면반력기의

좌우축과 동일)과 상체 지역좌표계의 좌우축(x축)이 평행하도록 두 발을

치시키면서 주춤서기 자세로 정지해 있을 때를 상체 지역좌표계 각 축 회

의 시 으로 설정하 고,특히 종축에 해서는 상체 분 좌우축(x축)을

역좌표계의 후축(X축)-좌우축(Y축)면에 투사시켜 투사된 벡터와 역

좌표계 후축(X축)간의 각을 측정하여 90°를 뺀 후 양(+)의 값을 상체의

반시계방향 회 ,그리고 음(-)의 값을 상체의 시계방향 회 각도로 하 다.

7)골반-상체 상 각도 :종축 심 골반 회 각도에서 종축 심 상체 회

각도를 뺀 값으로서 양(+)의 값은 상체가 골반보다 반시계방향으로 더 회

되어 있는 상태이고,음(-)의 값은 상체가 골반보다 시계방향으로 더 회

되어 있는 상태이다.

8)허리 :골반 분 의 원 과 상체 분 의 근 이 만나는 곳으로

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3차원 운동을 수행한다(최지 ,김승재,1998;황인승 등,1999,C-motion

Homepage,2012).

9)골반 각속도 :골반 각도를 시간에 하여 1차 미분한 값이다.

10)상체 각속도 :상체 각도를 시간에 하여 1차 미분한 값이다.

11)주먹 최 속력 :주먹 분 3축 방향 속도 모두를 제곱하여 더한 후 제

곱근으로 나타낸 속력이 최 일 때의 값이다.

12)허리 합력(jointresultantforce;JRF):역동역학 방법으로 양쪽 발

목,무릎,엉덩 의 순서 로 합력을 계산한 후,골반 질량과 골반

가속도를 곱한 유효 힘(effectiveforce)에서 양쪽 엉덩 합력에 의한 짝

힘(couplingforce)과 력을 뺀 값으로 나타내었으며,각 임별 골반 지

역좌표계의 회 변환행렬을 곱하여 표 하 다.

13)허리 합회 력(jointresultanttorque;JRT):역동역학 방법으로 양

쪽 발목,무릎,엉덩 의 순서 로 합회 력을 계산한 후,골반

성모멘트와 골반 각가속도를 곱한 유효 회 력(effectivetorque)에서 양쪽

엉덩 합회 력,골반 심으로부터 양쪽 엉덩 까지의 변 와 양쪽

엉덩 합력의 곱에 의한 회 력,골반 심으로부터 허리 까지의

변 와 허리 합력의 곱에 의한 회 력을 합한 짝회 력(couplingtor-

que)을 뺀 값으로 나타내었으며,각 임별 골반 지역좌표계의 회 변환

행렬을 곱하여 표 하 다.

14)허리 주변 근육군의 워 :허리의 합력 벡터와 허리 속도 벡

터의 내 에 허리 합회 력 벡터와 허리 각속도 벡터의 내 을 더하여

나타내었다.

15)어깨 합력 :역동역학 방법으로 손목,팔꿈치의 순서 로 합

력을 계산한 후,상완 질량과 상완 가속도를 곱한 유효 힘에서 팔꿈치

합력에 의한 짝힘과 력을 뺀 값으로 나타내었으며,각 임별 상완

지역좌표계의 회 변환행렬을 곱하여 표 하 다.

- 12 -

16)어깨 합회 력 :역동역학 방법으로 손목,팔꿈치 의 순서

로 합회 력을 계산한 후,상완 성모멘트와 상완 각가속도를 곱한

유효 회 력에서 팔꿈치 합회 력,상완 심으로부터 팔꿈치까지의

변 와 팔꿈치 합력의 곱에 의한 회 력,상완 심으로부터 어깨

까지의 변 와 어깨 합력의 곱에 의한 회 력을 합한 짝회 력을 뺀

값으로 나타내었으며,각 임별 상완 지역좌표계의 회 변환행렬을 곱

하여 표 하 다.

17)어깨 주변 근육군의 워 :어깨의 합력 벡터와 어깨 속도 벡

터의 내 에 어깨 합회 력 벡터와 어깨 각속도 벡터의 내 을 더하여

나타내었다.

18) 주변 근육군의 구간별 일량 :각 의 합회 력 벡터와

각속도 벡터의 내 으로 산출된 주변 근육군의 워를 일정 시간에

하여 분한 값이다.

19) 신 각운동량 :한 분 의 각운동량은 신체 심으로부터 해당 분 까

지의 변 와 그 분 의 속도를 외 하고 질량을 곱한 공 각운동량과

분 성모멘트에 분 각속도를 곱한 자 각운동량으로 구성된다.특

히 자 각운동량을 구하기 해 곱하는 분 성모멘트는 역좌표계

에 한 값으로서 각 임별 역좌표계로부터 지역좌표계로의 회 변환

행렬과 그 치 행렬 지역좌표계에서 분 의 성 텐서를 의미한다.

신 각운동량은 모든 분 의 공 각운동량과 자 각운동량을 합하여

계산하 다.

- 13 -

Ⅱ.이론 배경

본 연구의 목 은 태권도 주춤서 지르기 시 골반 종축 선 회 동작의 특

성과 함께 종축을 심으로 한 허리 회 동작의 힘 발생 이 과정을 연

구하는 것이다.본 연구의 이론 배경이 되는 연구들을 상․하지 말단 분

최 속도 발생 략,상체 회 시 동원되는 근육과 근력의 변화,골반 회

의 변화가 동작 수행에 미치는 향 순으로 구성하고 요약하 다.

1.상․하지 말단 분 최 속도 발생 략

1)미는 듯한 동작과 던지는 듯한 동작

상지의 경우 미는 듯한 동작 형태가 상지의 동작에 용될 때,부분 운동

량의 최 응의 원리(theprincipleofoptimalcoordinationofpartialmomenta)

에 근거하고,이는 개방된 연결(open-linked)시스템의 원 끝분 에서의 최

스피드 혹은 힘을 갖기 해서는 말단 분 들의 각속도가 동시에 최 값에

근 해야 한다고 보고하 다(Joris등,1985;VanGheluwe등,1985).

던지는 듯한 동작 형태가 하지의 동작에 용될 때,속도 총합의 원리

(summationofspeedprinciple)와 분 운동시 근 분 에서 원 분 로의 운

동 진행 방향을 서술한 분 순서 원리(proximal-to-distalsequenceofsegment

motions)에 근거하는데,이는 어떤 연결 시스템의 원 끝 분 에서의 스피드

를 최 화하기 해서는 동작이 보다 근 분 에서 시작하여 보다 원 분

로 진행돼야 하는데 이 때 원 분 의 운동은 근 분 의 최 속도의 순간

에 시작되며 근 분 보다 큰 최 속도 값을 보인다고 하 다(Plagenhoef,

1971;Bunn,1972;Putnam,1993).

- 14 -

2)스 링 제어와 탄도 제어

이옥진,최지 과 김승재 (2007)는 태권도 뒤차기의 인체 과 분 사이

의 응 형태 연구에서 태권도 뒤차기 기술에 여하는 과 분 들 사이

의 응 형태를 정성 으로 분석하고,앞서 연구된 돌려차기 응 형태와 비

교하여 그 차이 을 제시하기 한 목 으로,한국 올림픽 국가 표로 선발

된 남자선수 6명의 뒤차기 동작 시 각 들의 각도 각속도 사이의 계

를 3차원 동작분석 방법을 이용하여 분석하 다.그 결과 뒤차기 동안 하부,

상부몸통의 동 상 응과 스 링 형태의 회 제어기 이 하부몸통과 엉덩

의 자유도 고정 제어 략과 굴곡-신 을 번갈아가며 이용하는 공간

응 특성을 매개로 하여 하지 의 직선 스 링형태의 제어기 으로 이

되는 과정을 찰하 다고 보고하 다.이는 뒤차기가 돌려차기에 비해 부드

러운 기술이라는 특성을 갖고 있어 상해의 험이 상 으로 을 수 있다

는 을 시사한다고 하 다.

최지 등 (2007)은 태권도 뒤후려차기의 인체분 사이의 응 형태 연구

에서 태권도 뒤후려차기 기술에 여하는 과 분 들 사이의 응 형태를

조사하고,앞서 연구된 돌려차기와 뒤차기의 응 형태와 비교하여 그 차이

을 제시하기 한 목 으로,한국 올림픽 국가 표로 선발된 남자선수 6명

의 뒤후려차기 동작 시 각 들의 각도 각속도 사이의 계를 3차원 동

작분석 방법을 이용하여 분석하 다.그 결과 뒤후려차기 동안 하부와 상부

몸통에서 환 일치가 포함된 동 상 응과 스 링 형태의 회 제어기

이 하부몸통과 엉덩 의 자유도 고정,반 상 응,비결속 응 등의

략을 이용하는 3차원 공간 응 특성을 매개로 하여 하지 의 탄도 제어

기 과 스 링형태 제어기 특성을 함께 갖는 이 인 제어기 으로 이

되는 과정을 찰하 다고 보고하 다.이는 뒤후려차기 동작을 돌려차기나

뒤차기 가운데 어느 한 쪽의 제어기 특성으로 분류하기 보다는 두 차기 기

술과는 독립 인 유형의 제어기 의 하나로 인식하고 있다는 것을 보여 다.

- 15 -

운동학 변인들을 이용한 동작형태의 분류는 신경-근육들의 움직임의 결

과로 나타나는 인체분 들의 겉모습만을 표 하여 내 으로 작용되는 신경-

근육들의 제어기 을 이해하는데 어려움이 있다는 단 이 있는 반면, 응

변인은 인체의 근육 움직임을 원천 으로 발생시키고 제어하는 기 을 이해

하게 하고,뿐만 아니라 한 동작의 특성을 가장 잘 변해 주는 동작의 본질

변인으로 볼 수 있다.

3)인 분 들의 상 변화

Bruijn등 (2008)은 보행 다리스윙,상체 회 ,골반 회 의 응 신

각운동량의 구성 연구에서 골반과 몸통의 수평면상의 회 이 퇴의 움직임

과 어떻게 련되는지, 그러한 패턴들이 몸 체의 각운동량에 기여하는

지 분석하기 한 목 으로,9명의 건강한 남자를 상으로 트 드 에서

2.0~5.2km/h의 9가지의 각각 다른 속도로 보행하게 한 후 신의 운동학

변인들을 3차원 동작분석 장비를 이용하여 분석하 다.이 연구를 통하여 빠

른 속도 보행에서 골반각이 증가하여 골반 걸음이 나타나는데,이 때 종축에

한 온몸의 각운동량을 제한하기 해 몸통을 반 로 회 시킨다는 주장은

충분한 설명이 되지 않는다고 의문을 제기하 다.즉,느린 보행 속도에서는

골반과 몸통이 같은 방향으로 회 하는 동 상(in-phase)을 나타내고,빠른 보

행속도에서는 120°가량의 상차를 보이고,그러한 반 회 이 종축을 회

하는 온몸 각운동량을 감소시키는 역할을 한다는 선행연구들에 반 의견을

보인 것이다.그들은 속도에 따른 보행 시 퇴-골반,골반-상체, 퇴-몸통

간 상 상을 찰을 통해 속도가 증가함에 따라 골반-상체는 동 상

응에서 상이 서로 벗어나는 쪽(out-of-phase)으로 변화했고,상체는 계속하여

퇴와 반 로 회 함을 보 다고 하 다.

황인승 등 (1999)은 태권도 돌려차기시 근활동 모양에 한 분석 연구를 통

하여 8명의 태권도 선수들의 돌려차기 기술을 3차원 상분석 하여 각

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의 각운동과 토크를 구한 후 각 분 에서의 근활동 양상과 상호 계를 조사

하 다.그 결과 개개분 들의 동작방향의 근군들만이 작용하는 것이 아니라

동작 반에는 동작방향의 근군이 약하게 작용하고 동작후반에는 오히려 동작

반 방향의 근군들이 특히 원심성 수축으로 많은 부분 작용하는 것으로 나타

났다.이러한 상은 말 분 로 갈수록 더욱 분명하게 나타나,최고 기시 분

인 상체운동이 나머지 다리분 들의 운동을 가동시키고,다리분 내의 각

에서의 근활동은 가동보다 조 역할을 한다고 보고하 다.

2.상체 회 시 동원되는 근육과 근력의 변화

1)근육 신 련 선행 연구

McGill등 (1990)은 남성과 여성의 몸통 회 시 정 ,동 회 력의 실측

치와 시뮬 이션 비교 연구에서 몸통의 회 정도와 회 속도의 변화에 따

른 몸통의 토크 발생 잠재력에 해 확인해보고,평균 몸통 회 력에 한

데이터베이스를 구축,각 근육의 최 토크 잠재력을 모델화하여 허리의 근

육제어 시스템이 몸통 회 시 체 근육의 움직임을 용이하게 할 수 있는지

확인하기 한 목 으로,서른 한명의 건강한 성인 남녀를 상으로 등속성

근력 측정장비를 이용하여 실제 측정된 최 허리 회 토크와 시뮬 이션(가

슴우리,골반,척추 5개 50개의 근육으로 구성된 모델)을 -30°,0°(정 앙),

30°의 출발 치에서 30°/s와 60°/s의 각속도로 비교 분석하 다.시뮬 이션

결과 L4/L5척추 를 기 으로 바깥빗근만이 5% 가량 신 되고,나머지 근육

들은 1% 미만의 신 을 나타냈다고 보고했다.1% 미만의 신 을 보인 외복

사근을 제외한 많은 근육들은 측정된 토크에 으로 향을 미치지는 않지

만 허리 회 토크를 비롯한 여러 기 에 조 씩 향을 미치는 것으로 생각

되어진다고 하 다.

- 17 -

2)근력 증가 련 선행 연구

McGill등 (1990)은 동일 연구에서 체 으로 여성은 남성의 2/3정도의 토

크를 발생시켰고.각속도 변화 상황에서 각속도보다는 상체가 틀어져 있는

각도에 큰 향을 받았으며,0°를 지나쳐 ±20°지 에서 최 토크값이 발생

하 다.이 결과를 통해 30°가량 미리 회 해 있는 상황이라면 9% 정도 더

큰 회 토크를 얻을 수 있을 것이라 상했다.

황인승 등 (2004)은 5명의 보자와 5명의 숙련자를 상으로 돌려차기 시

분 들의 반동동작을 살펴보기 하여 돌려차기 동작에 한 3차원 상분석

을 실시하고 각 집단에서 발의 속도가 가장 빠른 숙련자 1인과 가장 느린

보자 1인의 각 각운동 곡선을 제시하 다.근육의 효율 인 사용여부를

간 으로 진단할 수 있는 방법이 반동동작이라 할 때,숙련자는 보자보

다 모든 분 에서 더 크고 많은 반동동작을 보여 효율 으로 사용하고 있다

고 보고하 다. 한 반동동작은 근 군의 사 신 을 경험 하고 이 동안

근육들은 SSC를 통하여 사 충 이 되어 뒤이어 일어나는 단축성 수축 시

강한 힘을 낼 수 있다고 하 다.

한제희 (2008)는 신체 윤축을 용한 체간 회 운동에 련된 운동을 하는

선수들이나 일반인들에게 문 인 자료를 제공하기 한 목 으로, 학교

남학생 12명을 상으로 체간의 윤축 쓰임에 따른 체간의 회선 회 동작의

세 가지 유형에 따른 운동역학 변인과 체간의 8개 근육의 근 도 변인을 3

차원 동작분석 장비와 근 도 측정 장비를 이용하여 분석하 다.그 결과 ①

상체를 고정하고 팔만 회 한 경우,② 상체와 팔을 동시에 회 한 경우,③

상체의 선행 회 동작 후 팔 회 한 경우 세 번째 경우와 같은 윤축 회

동작에서 가장 빠른 속도와 가속도,충격량을 나타냈으며 이 때 백스윙과 스

윙 동작 모두에서 공통 으로 외복사근의 역할이 요하다고 보고하 다.

- 18 -

3.골반 회 의 변화가 동작 수행에 미치는 향

1)보행 속도에 따른 골반과 인 분 의 운동학 변화

Kubo,Holt,Saltzman와 Wagenaar(2006)는 보행 속도에 따른 상체의 회 축

강도(axialstiffness)변화 연구에서 보행 상체의 회 축 강도를 추정할 수

있는 장비를 발 시키고,상체 회 축 강도의 기능 역할을 조사하기 한

목 으로, 고 건강한 남녀 14명을 상으로 트 드 에서의 보행동작을

3차원 동작분석 장비를 사용,분석하여 운동학 자료들을 수집하 다.이 때

상체 회 축 강도는 상체 분 의 각변 와 종축 회 에 한 토크를 이용하

여 추정하 다.결과를 살펴보면 보행속도가 0.85,1.07,1.3,1.52m/s으로 빨

라짐에 따라 수평면상에서 상체 각도는 0.096(0.85와 1.07m/s에서)과 0.089(1.3

과 1.52m/s에서)rad로 다소 어들고,골반각도는 각각 0.10,0.11,0.14,

0.17rad로 유의한 증가치를 보 다고 한다.이에 따라 상체와 골반의 상

각도는 보행속도에 따라 0.17,0.19,0.22,0.25rad로 증가하 고,회 축강도

(TStiffness)역시 2.42,3.34,4.23,4.85Nm로 유의한 증가를 보 다.이 때 회

축강도 TStiffness는 상부몸통의 유효 회 력(TNET)에서 팔 회 에 의해 종축에

발생하는 회 력(TJRF)의 차로 정의하는데(TStiffness=TNET -TJRF),속도에 따라

상부몸통 순 회 력(TNET)은 0.51,0.57,0.59,0.60Nm의 다소 미미한 증가를

보 고,반면에 팔 회 에 의한 회 력(TJRF)은 2.37,3.24,4.01,4.60Nm의 유

의한 차이를 나타냈다.보행속도 증가에 따라 증가한 회 축 강도는 상부몸

통과 골반 회 의 빈도 증가를 동반하는데 기여했으며,골반각의 증가는 보

폭 증가를 유도하며 이는 골반 걸음(pelvicstep)의 기여도 감소와 어깨띠(견갑

)반 회 으로 보상되어 찰되어진다고 하 다.

2)골반과 상체의 회 시 모멘트가 미치는 향

Bruijn등 (2008)은 보행 다리스윙,몸통회 ,골반회 의 응: 신 각

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운동량의 구성 연구에서 골반과 몸통의 수평면상의 회 이 퇴의 움직임과

어떻게 련되는지, 그러한 패턴들이 몸 체의 각운동량에 기여하는지

분석하기 한 목 으로,9명의 건강한 남자를 상으로 트 드 에서

2.0~5.2km/h의 9가지의 각각 다른 속도로 보행하게 한 후 신의 운동학

변인들을 3차원 동작분석 장비를 이용하여 분석하 다.그 결과 빠른 속도

보행에서 골반과 몸통이 온몸 각운동량에 기여하는 정도는 10% 미만에 불과

하고,다리와 팔에 의한 각운동량의 기여도가 거의 90%에 가까움을 보여,골

반과 몸통의 응은 온몸 각운동량의 구성에 있어 상 으로 다고 보고하

다.

장재 (2010)은 골 스윙 시 클럽헤드 운동에 지에 한 신체분 의 기

여도 연구에서 골 스윙 시 신체 각 분 의 한 일이 클럽헤드의 운동에 지

에 기여하는 정도를 규명하기 한 목 으로, 로 골 선수 7명을 상으로

골 다운스윙 시 각분 의 힘과 모멘트,일,운동에 지와 효율성,일과 클

럽헤드 에 지와의 계, 각 분 이 클럽헤드의 운동에 지에 미치는 기

여도를 3차원 동작분석 장비를 이용하여 분석하 다.그 결과 요추부 가 한

일의 양이 42.35±17.49J로 가장 많았으며 클럽헤드의 운동에 지에 미치는

기여도 역시 몸통에서 32.39±2.67%로 가장 큰 값을 나타내는 것으로 나타났

다고 보고하 다.이는 큰 근육을 사용하여 신체를 회 시키며 회 시에 한

일은 운동에 지로 변환되어 클럽헤드의 최 스피드를 만든다고 보고한 선

행연구들과 일치한다고 하 다.

Lee등 (2012)은 카트를 면서 방향 환 할 때 상체 근육 조정반응에 한

연구에서,12명의 건강한 남녀를 상으로 200kg의 무거운 카트를 완만한

곡선의 방향 환과 직각의 격한 방향 환,그리고 상치 못한 경우의

격한 방향 환으로 나 어 상체의 근 도와 모멘트 등을 근 도 측정 장비와

힘 측정 장비,3차원 동작분석 장비를 이용하여 분석하 다.그 결과 완만한

방향 환에 비해 격한 방향 환에서 더 큰 모멘트가 발생하 고 상치 못

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한 격한 방향 환에서는 상체의 회 속도와 상체 회 근의 활성도가 상

된 방향 환보다 더 증가하 다고 보고하 다. 상된 방향 환의 경우 상체

의 회 근이 미리 활성화되어 상체의 회 축 강도를 증가시켜 방향 환 기

의 회 움직임을 조 하며, 상치 못한 방향 환의 경우 근육의 활성이 늦

게 일어나 불규칙한 회 동작으로 인해 허리 통증을 유발할 험이 있다고

하 다. 한 이러한 모멘트가 상체의 움직임을 발한다고 하 다.

3)골반의 사 회 동작

최민철 등 (2010)은 국내 X-factor와 련된 연구를 한 기 자료 제공

골 스윙 기술훈련에 기여하기 한 목 으로 한국 학골 연맹(KCGA)소

속 엘리트 선수 13명과 로선수 3명의 엘리트 골 선수의 드라이버 스윙 동

작 X-factor X-factorstretch의 수치와 이들 두 요인간의 시간차를 3차원 동

작분석 장비를 이용하여 분석하 다.그 결과 X-factor와 X-factorstretch의 시

차는 0.9 로 매우 짧은 시간동안 상체의 움직임 없이 하체의 리드가 발생하

다고 보고하 다.이 같은 X-factorstretch가 나타나는 것은 순수한 하체의

리드에 의한 것으로 클럽헤드가 임팩트 시 Latehitting에 유리한 작용을 하여

임팩트 시 클럽헤드 스피드가 높아져 비거리에 큰 향을 것이라고 하 다.

McLean과 Andrisani(1997)은 골 와 같이 임팩트가 일어나는 운동에서 상

체의 꼬임 특히 다운스윙 직 에 상체와 골반의 수평회 축이 다른 방향

으로 작용하는 것을 발견하고,이 꼬임을 증 시키는 X-factorstretch이론을

세웠다.이 이론에 따르면 백스윙 동안 상체와 골반의 수평회 정도가 요

한 것이 아니라 상체와 골반 수평회 의 차이가 요한 요소라 보고하 다.

Burden등 (1998)은 싱 골퍼들의 스윙동작 시 엉덩이와 어깨의 회 연구

에서 임팩트 시 빠른 클럽헤드 속도를 결정하는 신체 질량 심의 움직임과

엉덩이,어깨의 회 패턴을 규명하기 한 목 으로,8명의 싱 골퍼들을

상으로 드라이버 티샷 동작을 3차원 동작분석 장비를 이용하여 분석하 다.

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그 결과 엉덩이와 어깨의 순차 인 회 이 임팩트 에 클럽에 더욱 큰 토크

가 용되는 결과를 가져올 것으로 가정하는 ‘속력 총합의 원리(summationof

speedprinciple)’를 따르며,드라이버의 속력은 신체 질량 심 이동에 의한

향을 받는다고 하 다.

Myers등 (2008)은 골 드라이 스윙 동작 시 상부몸통과 골반 회 의 역

할 연구에서 골 스윙 동작 시 상부몸통과 골반의 회 회 속도를 설명

하고 이러한 변인들이 볼의 속도에 미치는 향을 알아보기 한 목 으로,

100명의 골 동호인들을 볼의 속도에 따라 3집단으로 나 어 자신들의 드라

이버를 이용한 골 스윙 동작 시 상부몸통과 골반의 회 회 속도,상

부몸통과 골반의 분리각과 각속도 등을 3차원 동작분석 장비를 이용하여 비

교분석하 다.그 결과 볼의 속도 증가에 향을 주는 요인은 탑스윙 시 상

체와 골반의 회 각 차이,최 상체-골반 각 차이,최 상부몸통 회 속도,

리드팔이 수평을 이룰 때와 임팩트 40ms 의 상부몸통 회 속도,상체와

골반의 상 각속도,리드팔이 평행을 이룰 때와 임팩트 40ms 의 몸통과

골반의 상 각속도 등이라고 보고하 다. 한 상체와 골반의 분리는 상부

몸통의 회 속도와 다운스윙 시 몸통과 골반의 상 각속도를 크게 하는데

기여하고,최종 으로 볼의 속도를 높이는데 기여한다고 하 다.

즉,Burden등 (1998),Fletcher등 (2004),Myers등 (2008)에 따르면 X-factor

stretch이론은 백스윙 시 상체와 골반이 분리되면서 일어나는 상으로 운동

역학 인 에서 볼 때,근육이 구심성 수축을 하기 에 활성화되어 수축

효과를 향상시키는 사 신 수축 운동으로 분류할 수 있으며,백스윙 동안

상체와 골반의 분리는 허리에 탄성에 지를 비축하여 포워드 스윙 시 회

운동량을 증 시키는 요한 역할을 한다고 하 다. 한 Hume,Keogh과

Reid(2005)의 주장처럼 상체와 골반의 수평회 보다 골반 회 의 제어가 일

으키는 상체 꼬임이 더 요한 것으로 단하 다.

박태진 등 (2010)은 남자 로골퍼의 드라이버와 아이언 스윙 시 X-factor

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Stretch에 한 비교 분석 연구에서 백스윙에서 다운스윙으로 환되는 구간

에서 부분의 워가 발생되는 상체의 꼬임 시 작용하는 X-factorstretch를

거리와 정확성을 고려한 클럽의 사용 용도에 따라 비교 분석하여 경기력 향

상에 기여하기 한 목 으로,국내 로골퍼 10명을 상으로 드라이버와

아이언 스윙 시 X-factorstretch의 소요시간,각도,지면반력 등의 운동역학

변인들을 3차원 동작분석 장비와 지면반력 측정 장비를 이용하여 분석하

다.그 결과 드라이버와 아이언 스윙 시 백스윙 구간 최 어깨,골반 수평회

시 양발의 지면반력,X-factorstretch의 소요시간,어깨와 골반의

X-factorstretch각은 유사한 것으로 나타났다고 보고하 다.즉 드라이버와 아

이언 스윙 시 백스윙 구간의 상체 회 정도는 다르지만 상체의 작용

(X-factorstretch)은 동일하다고 볼 수 있으며, 로골퍼에게 있어서 두 가지

클럽의 스윙 모두 동일한 원리가 용되는 것으로 단된다고 하 다.

임형 등 (2011)은 남자 테니스 선수들의 양손 백핸드 동작 시 스탠스에

따른 어깨와 힙 수평회 에 한 운동학 비교 분석 연구에서 상체의 꼬임

과 스탠스 형태에 따른 계를 악하고 경기력 향상을 한 기능 측면을

강화하기 한 정량 자료를 제시하기 한 목 으로,2009년도 국체육

회 지역 표 남자선수 6명을 상으로 스탠스 유형에 따른 양손 백핸드 스트

로크 동작 시 상체 링크시스템(trunklinksystem)에서 나타나는 각 변인들에

해 3차원 동작분석을 통하여 분석하 다.그 결과 백스윙 구간에서 오 스

탠스가 스퀘어스탠스보다 어깨와 힙의 최 수평회 이 이루는 시 이 빠르

게 나타났고,상체 꼬임 작용시간은 유사하지만 상체 꼬임의 크기는 오 스

탠스에서 더 크게 나타났다고 보고하 다.오 스탠스와 스퀘어 스탠스의

상체 회 각은 유사하지만 골반 최 회 각이 스퀘어 스탠스가 약 18°더

큰 반면,오 스탠스가 약 13°더 꼬임 상이 일어나 상체의 탄성에 지 축

이 크다고 상했다.이처럼 거의 같은 시간에 더 큰 꼬임 각도를 이룬 것

은 결과 으로 라켓의 이동속도가 더 빠르다고 볼 수 있으며 힘 있는 공을

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칠 수 있는 동작이라고 하 다. 한 오 스탠스는 상체 회 의 작용에

한 골반의 회 을 억제함으로써 생긴 근의 빠른 반작용으로 인해 스피드가

높은 공을 여유를 가지고 칠 수 있다고 하 다.

Dapena(1997)는 높이뛰기 시 각운동량과 고양이동작(catting;공 에서 회

작용-반작용을 이용하여 몸을 회 시키는 동작), 는 그 두 가지의 복합 인

요인이 높이뛰기의 후 최고 에 이르는 구간동안 일어나는 비틀어 공

회 동작에 향을 미치는지 알아보기 한 목 으로, 5명의 남성과 5명의

여성 높이뛰기 선수들의 동작을 3차원 동작분석 장비를 이용하여 분석하

다.이 연구를 통해서 고양이동작이 각운동량만큼 허리를 회 시키는데 기여

함을 밝혔고, 체 실험 상자 10명 반 이상이 허리 회 을 고양이동작

으로 하 으나,높이뛰기 수행 시 회 동작에 문제를 일으키는 결함이 될

가능성도 보고하 다. 한 고양이동작이 어떻게 생겨나는지,남자선수들은

각운동량을 더 많이 사용하는데 반해 왜 여자선수들은 고양이동작을 더 많이

사용하는지 등은 추후 연구가 필요하다고 하 다.

- 24 -

Ⅲ.연구 방법

본 연구는 태권도의 주춤서기 자세에서 몸통을 목표로 지르기 시 종축 방

향에서의 골반 선 회 동작이 미치는 향과 종축을 심으로 한 회 력의

이 과정을 규명하는데 목 이 있다.본 장은 연구 상,실험 도구,실험

차 방법,자료 산출 방법,통계 처리로 구성하 다.

1.연구 상

본 연구에서는 상·하지 근골격계에 병 인 이상이 없는 오른손·발을 주로

쓰는 품새 선수 경력의 남성 11명을 실험 상자로 선정하 으며,연구 목

과 실험 차에 하여 설명 후 동의서를 받아 실험에 참여시켰다.본 연구

의 실험 동작인 태권도 주춤서 지르기 시 골반과 상체의 회 유형이 두 분

을 동시에 회 시키는 유형과 상체보다 골반을 먼 빠르게 회 시키는 유

형의 두 가지로 나뉘는 것을 발견하 고,이에 각 유형에 따라 다음 <표 1>

과 같이 두 집단으로 분류하 다.

2.실험 도구

1) 상 분석 시스템

태권도 지르기 동작을 촬 하기 하여 Qualisys사(Sweden)의 Oqus3225

series카메라 8 를 사용하 고,카메라의 촬 속도는 150Hz로 설정하 다.

각각의 모션 캡쳐 카메라는 랜선을 통해 동조(synchronization)되어 있고,카메

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라와 컴퓨터 간은 랜선을 통하여 자료를 송하며, Qualisys Track

Manager(QTM)소 트웨어를 사용하여 각 마커의 3차원 공간 좌표 값을 산출

하 다.

Group SubjectHeight

(cm)

Mass

(kg)

Age

(yrs.)

Career

(yrs.)

Grade

(Dan)

골반

종축

비선회

집단

(n=6)

A 180 71 19 6 4

C 183 75 18 8 4

E 170 74 54 40 7

F 165 57 47 40 7

I 178 72 19 12 4

K 175 68 20 16 4

M±SD175.17 69.50 29.50 20.33 5.00

±6.68 ±6.60 ±16.43 ±15.62 ±1.55

골반

종축

선회

집단

(n=5)

B 175 68 27 13 5

D 171 63 26 21 5

G 168 60 27 18 5

H 175 68 19 6 3

J 174 65 34 25 6

M±SD172.60 64.80 26.60 16.60 4.80

±3.05 ±3.42 ±5.32 ±7.37 ±1.10

체

(n=11)M±SD

174.00 67.36 28.18 18.64 4.91

±5.27 ±5.70 ±12.19 ±12.14 ±1.30

표 1.실험 상자의 특성

- 26 -

2)지면반력 측정 시스템

지면반력을 측정하기 하여 스트 인 게이지 센서를 장착한 미국 AMTI사

(AdvancedMechanicalTechnologyInc.,USA)사의 OR6-5-1지면반력기 2 를

사용하 다.각 장치는 x,y,z세 축의 힘 성분과 지면 반력기 에서의 압력

심 의 치 그리고 유리 토크(freemoment)를 산출해 낼 수 있고,본 연구

에서는 1,000Hz로 samplingrate을 설정하 다.지면반력기의 좌표계는 실험

상자를 기 으로 후축 방향은 X축,좌우축 방향은 Y축,수직축방향은 Z

축으로 설정하고(그림 1),실험장비들을 배치하 다(그림 2).

실공간의 역좌표계는 실험 상자를 정면에서 바라본 에서 실험 상

자의 우측 후방에 원 을 두고, 방을 X축,수직 방향을 Z축으로 각각 설정

하며,Y축은 두 벡터의 외 으로 설정하 다.3차원 좌표는 실험 과제를 충

분히 포함하는 공간 체에 T자형 기 척(길이 60cm,폭 45cm)을 골고루 움

직여서 획득한 공간상의 치정보를 이용하여 NLT(Non-lineartransformation

method)방법을 이용하여 산출하 다.

3)자료 분석도구

모션 캡쳐 카메라와 QualisysTrackManager(QTM)소 트웨어를 사용하여

추출된 3차원 공간 좌표값과 지면반력 자료는 C3D 방식으로 변환한 후

Visual3D(C-MotionInc.,USA)를 이용하여 각종 변인들을 분석하 다. 한 기

타 자료처리들은 엑셀 2010(MicrosoftInc.,USA),MatlabR2012a(Mathworks

Inc.,USA) 로그램을 사용하 다.

3.실험 차 방법

격 와 같이 실제 타격에 한 충격력을 측정하여 비교하는 것이 지르기의

- 27 -

X

Y

Z

그림 1.지면반력기 좌표계

그림 2.실험 장비 배치도

- 28 -

효율을 악하는 편리한 방법이겠지만,다음 동작의 연결과 자세의 균형 유

지,상 의 역습을 피하기 한 이유로 허공에서 분 의 동작을 정지하는 연

습 역시 태권도에서 매우 유용하기 때문에 허공에서의 주춤서 지르기를 실험

동작으로 설정하 다.

우선 동작 분석 실험 에 충분히 실험 상자들이 몸을 워 업 할 수 있는

시간과 사 에 실험에서 수행하는 동작들을 연습할 시간을 20분간 제공하

다.두 의 지면반력기 에 양 발을 하나씩 주춤서기 자세로 놓은 채 정면

(X축 방향)의 몸통 높이 허공을 향하여 연구자는 ‘시작’이라는 음성 신호와

함께 최 한 빠르고 강하게 지르기를 좌우 5회씩 수행하 다.오른손으로 지

른 지르기 표 인 것을 선택하여 각 변인을 분석하 다.

1)실험 차

(1)3차원 공간 좌표 설정을 해 마커가 붙어있는 L자형 frame을 역좌

표계의 원 에 설치 후 마커가 붙어있는 T자형 막 를 30 간 실험 공간

을 모두 포함하도록 움직여 캘리 이션 하 다.

(2)주요 과 분 을 규정하기 하여 8개의 클러스터(마커 32개)와 30

개의 반사 마커를 마커 셋 매뉴얼을 참고하여 부착하 다(그림 3).본

연구에서 요한 변인이 되는 골반의 움직임을 찰하기 해서 <그림

4>와 같이 마커를 부착하고 Visual3D의 CODA 골반 모델을 사용하 다.

한 주먹 분 을 정의하기 하여 손바닥 폭보다 약간 긴 막 를 손에

쥐게 하 으며,막 의 양 끝에 마커를 부착하여 주먹의 움직임을 추

하 다.

(3)마커 부착이 완료된 후 두 의 지면반력기 에 한 발씩 올려놓고 주

춤서기 자세를 취한 상태에서 실험 상자의 정면 몸통 높이 허공을 향하

여 최 한 빠르고 강하게 양쪽 주먹으로 지르기를 5차례씩 수행하게 하

다.

- 29 -

그림 3.마커 부착 치

그림 4.CODA골반 모델 정의를 한

마커 부착 치 (Visual3D인용)

- 30 -

(4)오른쪽 주먹으로 지른 시행 표 인 동작을 선택하여 상 자료와

지면반력 자료를 획득해 분석에 활용하 다. 상 자료 가장 빠른 움

직임을 보인 오른쪽 주먹의 마커 자료(Rlwand,Rmwand)를 스펙트럼 분

석(DiscreteFourierTransformation)하 더니 6~8.5Hz의 주 수 역을 보

고,이에 따라 차단 주 수를 10Hz로 설정하여 모든 상 자료를

역 필터링하여 노이즈를 제거하 다.

2)이벤트와 국면의 설정

본 연구는 골반의 종축 회 운동이 동작에 미치는 향을 분석하기 한

것으로,골반 종축의 각도와 골반 종축-상체 사이 상 각도가 매우 요한 기

이 된다.따라서 의 두 각도를 기 으로 다음 <그림 5>와 같이 이벤트를

설정하 다.먼 오른쪽 주먹이 오른쪽 장골릉 에서 멈춘 지르기 비 자

세(E1)에서 실험 상자 기 골반을 반시계방향으로 틀어 골반과 상체 사이

의 상 각도가 최 가 되는 시 (E2)을 하나의 이벤트로 설정하 다.이후 수

평면에서 0°로 설정한 역좌표계의 좌우축(Y축)을 지나 반시계방향으로 골

반이 계속 회 하여 최 각을 나타낼 때(E3),다시 골반이 시계방향으로 되돌

아오다 멈추는 시 (E4),그리고 지른 오른 주먹이 완 히 멈추는 시 (E5)을

각 이벤트로 설정하 다.골반 종축 비선회 집단은 지르기 비 자세(E1)

시 에 이미 골반-상체 사이 상 각도가 거의 최 값을 가져 <그림 5>의 아

래 왼쪽과 같이 E1과 E2간 차이가 별로 없지만,선회 집단은 <그림 5>의

아래 오른쪽과 같이 골반이 상체보다 먼 빠르게 회 을 하면서 골반의 각

도가 늘어나 E1과 E2간 차이가 생겼다.

(1)이벤트

① 지르기 비 자세(E1):지르기 오른쪽 주먹의 후,좌우,수직속

도가 0인 시 (허리가 오른쪽 뒤로 틀어져 있음)

- 31 -

② 골반-상체 상 각도 최 (E2):골반과 상체가 반시계방향으로 회 하

면서 종축 회 각 차이가 최 인 시

③ 골반 각도 최 (E3):E2이벤트 이후 골반의 각도가 반시계방향으로

돌아 최 인 시

④ 골반 각도 최소(E4):E3이벤트 이후 골반의 각도가 시계방향으로

되돌아 최소인 시

⑤ 주먹 멈춤(E5):지른 후 오른쪽 주먹의 후,좌우,수직속도가 다시

0인 시 (허리가 왼쪽 뒤로 틀어져 있음)

그림 5.이벤트 설정 ( :각 이벤트 시 에서의 동작,아래 왼쪽:비선회 집단

1인의 자료,아래 오른쪽:선회 집단 1인의 자료)

- 32 -

(2)국면

① P1(E1-E2):정지 상태에서 반시계방향으로 회 시키기 시작하는 구간

② P2(E2-E3):골반을 반시계방향으로 최 로 회 시키는 구간

③ P3(E3-E4):상체 오른팔을 던져 지른 후 골반이 격하게 반 인

시계방향으로 회 하며 회 을 멈출 때까지의 구간

④ P4(E4-E5):골반이 회 을 멈추고 진정되는 구간

4.자료 산출 방법

본 연구를 한 실험에서 얻은 3차원 공간 좌표 자료 지면반력의 자

료 처리는 Visual3D 동작분석 로그램을 사용하 고, 역좌표계와 지역좌

표계 간 회 변환행렬을 이용한 계산은 Matlab 로그램을 이용하 다.

1) 상 분석 자료 산출

상자에게 부착된 해부학 마커 정보를 이용하여 발목 (anklejoint),

무릎 (knee joint),엉덩 (hip joint),허리 (waist joint),어깨

(shoulderjoint),팔꿈치 (elbow joint),손목 (wristjoint)의 과 발

(foot),하퇴(shank), 퇴(thigh),골반(pelvis),상체(trunk),머리(head),상완(upper

arm), 완(lowerarm),주먹(fist)의 총 15개 분 을 강체로 모델링하 다.이

때 각 의 심 의 치를 찾기 하여 실험 과제 측정 에 정지된 상

태에서 촬 된 상(statictrial)을 이용하 다.엉덩 은 CODA방식을 사용

하 고(Bell,Pederson과 Brand(1989;1990)),허리 은 골반의 근 과 상

체의 하지 쪽 원 이 만나는 곳으로 설정하 으며,그 외 다른 들은

mid-point방식으로 심을 찾았다.

한 운동을 총체 으로 설명하기 한 성의 역좌표계와 함께 분 의

- 33 -

운동을 설명하기 하여 각 분 을 강체로 모델링한 15개의 각 분 에 지역

좌표계를 설정하 다. 역좌표계는 앞서 설명한 바와 같이 실험 상자를 정

면에서 바라 본 에서 실험 상자의 우측 후방에 원 을 두고 정면 방향

을 X축,수직방향을 Z축으로 각각 설정하고 Y축은 두 벡터의 외 으로 설정

하 다.각 지역좌표계는 분 의 후축 방향을 Y축(<그림 6>의 록색 벡터

방향)으로 설정하 고,각 분 의 원 분 로부터 근 분 로의 종축 방향을

Z축(<그림 6>의 란색 벡터 방향)으로 설정하 으며,두 벡터의 외 인 좌우

축 방향을 X축(<그림 6>의 빨간색 벡터 방향)으로 설정하 다.단,상체 분

의 근 를 허리,원 를 목 로 설정하여 종축 방향을 결정하 는데,이는

상체 각도를 골반 각도와 비교 분석 시 편의를 도모하기 해서 다.골반

15개의 지역좌표계는 주먹 2, 완 2,상완 2,발 2,하퇴 2, 퇴 2,머리,T6

치의 상체,골반 분 에 각각 설정하 다(그림 6).

그림 6.각 분 의 지역좌표계

- 34 -

2)지면반력 분석

지면반력기에서 측정된 각 축에 한 3가지의 힘 성분(FxFyFz)과 모멘트

성분(MxMyMz) 유리모멘트 성분을 분석에 이용하 다.특히 지면반력기

로부터 획득한 자료는 역동역학 방법을 통해 운동학 자료와 연계하여 각

에 작용하는 힘과 모멘트 등을 산출하는데 사용하 다.본 실험에서는

1,000Hz로 샘 링 한 자료를 사용하 다.

3)주요변인 산출 방법

상 분석을 통하여 얻은 분 심 의 시간에 한 치 정보와

지면반력기를 통해 얻은 지면반력을 이용하여 변 ,속도,가속도,각도,각속

도, 합력, 합회 력,각운동량, 워와 일 등을 계산하 는데,주

요한 변인에 한 산출 방법은 다음과 같다.

(1)신체 심의 치,속도 가속도

본 연구에서 분석한 직선의 운동학 변인은 신체 심의 치와 속도,가

속도이다.우선 신의 신체 심의 치는 역 좌표계에 한 각 분 의

심 치를 통해 얻어진다. 역 좌표계에 한 각 분 을 구성하는 좌표

의 치 벡터의 성분 ,, 각각에 하여 분 i의 심 좌표 는

( :i번째 분 의 근 단의 좌표, :i번째 분 의 원 단의 좌표,

:분 길이의 백분율로 표시된 근 단으로부터 심까지의 거리)

로 구할 수 있으며, 역 좌표계에 한 각 분 심의 치 벡터의 성분 ,

, 각각에 하여 신의 무게 심 치 CG는

- 35 -

⋅

( :i번째 분 의 무게 심 치, :i번째 분 의 질량,

:분 질량을 합한 체 질량)

으로 구하 다.

의 방법에 의해 산출된 신의 신체 심의 치에 하여,3차 스 라인

함수(cubicsplinefunction)를 이용해 시간에 한 변 함수 S(t)를 산출한다.

이러한 변 함수를 일차 미분하여 시간에 한 치의 변화율을 나타내는

속도 함수 S'(t)를 구하고,이차 미분하여 가속도 함수 S"(t)를 얻음으로써 신

체 심의 속도와 가속도를 산출한다.

⋅⋅

⋅

′ ⋅⋅

＂ ⋅

(S:변 ,t:시간,C3,C2,C1,C0:스 라인 계수)

(2)각도와 각속도

본 연구에서 각도는 발목 ,무릎 ,고 에 하여 각 의 굴곡-

신 각을 산출하 으며,이러한 각에 하여 각속도를 계산하 다.우선,

각 각은 각도를 구성하는 두 벡터의 내 을 통해 이용하여 구하 다.즉,

내 의 정의에 의해 두 벡터 와 가 이루는 각

는

- 36 -

cos ⋅

⋅

⋅

로 정의되므로 계산된 cos 의 값을 라 하면 cos 로 구한다.

∙발목 각의 계산

발의 분 벡터 와 하퇴의 부 분 벡터 -

이 이루는 각도

cos ⋅

⋅

∙무릎 각의 계산

하퇴의 분 벡터 와 퇴의 부 분 벡터 -

가 이루는 각도

cos ⋅

⋅

∙엉덩 각의 계산

퇴의 분 벡터 와 골반의 분 벡터 가

이루는 각도

- 37 -

cos ⋅

⋅

각 의 각속도는 에서 구한 각에 하여 스 라인 함수를 이용하

여 일차 미분해 각속도를 구하 다.

(3)CODA골반 모델을 통한 엉덩 심 치

Visual3D에서 제공하는 CODA모델은 Bell등 (1989;1990)이 연구한 다음의

엉덩 심 치 추정식을 사용하 다.

(4) 합력과 합회 력

정철수와 신인식 (2005),Winter(2005)가 제시한 역동역학 운동방정식과

측정한 힘,질량,가속도를 이용하여 각 에 작용하는 운동역학 자료를

얻었다.인체측정학 자료는 Hanavan(1964)의 모델을 이용하여 분 의 질량

과 성모멘트를 추정하 다.구체 인 산출 방법은 다음과 같다.

인체의 을 심으로 이웃한 분 은 근육,인 , 등을 통해 많은 힘

들을 주고받는데,이러한 힘들과 한 힘에 의한 회 력들은 에 작용하

는 하나의 힘과 회 력으로 표 할 수 있다.이를 에 작용하는 합력

과 합회 력이라고 한다.

일반 으로 분 에 가해진 모든 힘의 합에 합력이 포함되므로,분 에

가해진 힘의 총 합을

- 38 -

∑ ＋＋

( :이웃하는 근 분 에 의한 힘, :이웃하는 원 분 에 의한 힘,

:분 의 질량, : 력 가속도, :분 의 가속도)

로 나타낼 수 있으며,분 에 작용하는 회 력의 총합을

∑ ＋＋

( :근 의 회 력, :원 의 회 력, :근

의 반력에 의한 회 력, :원 의 반력에 의한 회 력,

:분 의 무게에 의한 회 력(힘팔이 0이므로 값은 0),

:분 심에 의한 성모멘트, :분 의 각가속도)

로 나타낼 수 있다.

Zatsiorsky(2002)는 RecursiveNewton-EulerFormulation에 한 설명에서

식의 우변인 와 를 각각 유효 힘과 유효 회 력으로 설명하 다.

Zatsiorsky와 Aleshinsky(1976),Aleshinsky와 Zatsiorsky(1978)은 Newton의 제3

법칙에 따라 인 한 두 분 간 주고 받는 힘을 짝힘,주고 받는 힘을 짝회

력으로 정의하고,한 을 심으로 한 같은 크기의 짝힘과 토크가 근

분 과 원 분 에 반 부호를 붙여(방향이 반 )역동역학 계산을 차례

로 수행한다고 하 다.Kautz와 Hull(1993)은 자 거 페달을 밟는 힘을 분

석하는 과정에서 힘을 근력에 의한 요소(;muscularcomponent)와 력과

성의 향에 의한 근력 외 인 요소(;nonmuscularcomponent)로 나 어

해석하 다.Kubo등 (2006)은 걸음 속도에 따른 상체의 종축 강성도(axial

stiffness)연구에서 상체의 성모멘트와 각가속도의 곱인 를 역동역학

인 방법으로 획득한 순 토크를 ,팔에 의해 커 링 되는 토크를 로

- 39 -

정의하 으며,이 둘의 차를 로 방정식을 세워 계산하 다.

본 연구에서는 자료들을 근거로 상기의 식을 다음과 같이 분해하고 정

의하여 합력과 합회 력을 산출하고 분석에 활용하 다.먼 힘과

련하여 - 합력, -짝힘, - 력에 의한 힘, -실제 작용

하는 유효 힘으로 분해하 고. 토크와 련하여 - 합회 력,

-짝회 력, -실제 작용하는 유효 회 력으로 각각 구성하

다.

① 하지 의 합력과 합회 력

실제,무릎 에 작용하는 힘은

－

－

( :무릎 에 가해지는 힘, :하퇴 질량 심의 가속도,

:하퇴의 질량, :발목 에 가해지는 힘)

가 되며,무릎 의 회 력은

⋅－

－ ×－×

( :무릎 의 합회 력, :하퇴의 심에 한

성모멘트,α :하퇴의 각가속도, :발목 의 회 력,

:하퇴 심에서 발목 까지의 변 , :발목 의

반력, :하퇴 심에서 무릎 까지의 변 ,

- 40 -

:무릎 의 반력)

로 계산된다.

같은 방법으로 엉덩 에 작용하는 합력과 합회 력을 계산하

고,본 연구의 발목,무릎,엉덩,허리 모멘트, 워 변인은 Visual3D소

트웨어 내 ModelBasedComputation메뉴를 통해 기본 으로 계산되는 값

을 산출하 다.

② 상지 의 합력과 합회 력

역동역학 방법을 통하여 상체를 거쳐 상지 분 의 합력과 합회

력을 산출하는 것은 오차가 많이 발생하기 때문에(정철수 등,2005), 상분

석을 통하여 얻은 각 말단분 (주먹,머리)의 가속도 자료를 활용하여 상지

들의 합력과 합회 력을 다음과 같이 산출하 다.

먼 손목의 합력은

( :손목 합력, :주먹 질량,

:주먹의 가속도, : 력가속도)

으로 계산하 고,손목에 작용하는 합회 력은

⋅×

( :손목 합회 력, :주먹의 성모멘트,

:주먹의 각가속도, :주먹의 심으로부터 손목까지의 변 ,

- 41 -

:손목의 합력)

로 산출하 다.

손목의 합력과 합회 력을 이용하여 팔꿈치에 작용하는 합

력과 합회 력은 다음과 같이 산출하 다.

for for

( :팔꿈치 합력,for : 완 질량,

for : 완의 가속도, : 력가속도)

for⋅ for

for × for ×

( :팔꿈치 합회 력,for : 완의 성모멘트,

for : 완의 각가속도,for : 완의 심으로부터

팔꿈치까지의 변 ,for : 완의 심으로부터 손목까지의 변 )

③ 허리 의 합력과 합회 력

좌우 엉덩 과 연결된 허리 의 합력과 합회 력은 다음과

같이 산출하 다.

- 42 -

( :허리 합력, :골반 질량, :골반 가속도,

:왼쪽 엉덩 합력, :오른쪽 엉덩 합력, : 력가속도)

⋅

× × ×

( :허리 합회 력, :골반 성모멘트, :골반

각가속도, :왼쪽 엉덩 합회 력, :오른쪽 엉덩 합회 력,

:골반의 심으로부터 왼쪽 엉덩 까지의 변 , :

골반의 심으로부터 오른쪽 엉덩 까지의 변 , :골반의

심으로부터 허리 까지의 변 )

본 연구의 손목,팔꿈치,어깨,목,허리 합력, 합회 력 변인

은 Visual3D 소 트웨어 내 PIPELINE-EVALUATE메뉴에 직 수식을 입력

하고 계산된 값을 산출하 고,입력한 수식은 부록에 수록하 다.

(5)각운동량

움직임이 없을 때 0이었던 각운동량은 운동 시 근력,지면반력의 작용으로

각 에 모멘트를 발생시키고,이에 따라 자세가 변하며 각 분 의 각운동

량 변화를 야기한다.한 분 의 각운동량은 신의 심에 한 분 심의

공 각운동량,분 심에 한 분 자체의 자 각운동량으로 구성

되고, 신 각운동량은 각 분 각운동량의 체 합으로 나타낼 수 있다(정철

수 등,2005).구체 인 산출방법은 다음과 같다.

- 43 -

×

(: 신 각운동량,:공 각운동량,:자 각운동량,:

분 의 질량,:신체의 심으로부터 분 까지의 변 ,:분 의 속도,:

분 의 성모멘트, :분 의 각속도)

한편,어떤 분 의 성모멘트 는 지역좌표계(LocalCoordinateSystem;

LCS)에서의 성모멘트()를 역좌표계(GlobalCoordinateSystem;GCS)에

한 상 인 값으로 회 변환 시켜 역좌표계에서의 성모멘트()로

나타낸다(Yeadon,1993,Kwon,2000).이 때 역좌표계에 한 지역좌표계의

회 변환행렬(rotationmatrix)이 필요한데,이 값은 Visual3D내의 ModelBased

Computation– JointRotation메뉴를 통해 얻었으며,이를 용하여 의 수

식을 다시 표 하면 다음과 같다.

×⋅

×⋅

(:지역좌표계로부터 역좌표계로의 회 변환행렬,

:지역좌표계에서 분 의 성 텐서,: 역좌표계로부터

지역좌표계로의 회 변환행렬(의 치 행렬)

Visual3D를 통하여 얻은 매 임 회 변환행렬은 n×9행렬로서,이 행렬

을 Matlab을 이용하여 3×3행렬로 변환시켜 각 임별 를 계산하고,이

- 44 -

값들을 활용하여 분 별 자 각운동량을 산출하 다.

Visual3D에서 PIPELINE-EVALUATE메뉴에 직 수식을 입력하여 얻은 분

별 공 각운동량과 Matlab을 통하여 얻은 분 별 자 각운동량을 합

하여 분 별 신 각운동량을 산출하 으며,공 각운동량을 얻기 하여

입력한 수식은 부록에 수록하 다.

특정 시 에서 체 각운동량에 한 상 기여도 산출을 하여 Brujin

등 (2008)의 다음 식을 활용하 다.

×

( :j번째 분 의 체 각운동량에 한 상 기여도, :j번째

분 각운동량의 값, :각 분 각운동량 값의 합)

(6) 워(power)와 일(work)

각 분 의 근 부와 원 부에서 에 지가 유입되거나 유출되는 것은

합력에 의한 워와 합회 력에 의한 워로 이루어지며, 워는 다음과

같이 정의할 수 있다.

⋅⋅ ⋅

⋅

( : 주변 근육군의 워, : 합력,

: 이 움직인 거리,

: 합회 력, : 이 움직인 각도,

: 의 속도,

: 의 각속도)

- 45 -

하지만 Nesbit과 Serrano(2005)에 의하면 각 에서는 상호 직선운동

(relativelinearmotion)이 일어나지 않아 선운동의 힘은 일을 할 수 없다고 하

으므로,따라서 에서 일어나는 일은 각운동 성분의 일정 시간 동안

분한 다음과 같은 식으로 정의할 수 있다.

⋅

( : 주변 근육군의 일, :시작시간, :끝시간,

: 합회 력, : 의 각속도)

본 연구의 각 일 변인은 Visual3D 소 트웨어 내 PIPELINE

-EVALUATE메뉴에 직 수식을 입력하여 분시킨 값을 산출하 고,입력

한 수식은 부록에 수록하 다.

신의 총 일량을 구성하는데 있어서 각 이 한 일의 기여 정도를 알아

보기 하여 구간별로 체 일에 한 각 일의 백분율로 기여도를 산출

하고 순서를 매겨 표 하 다(장재 ,2010).

5.통계 처리

본 연구는 골반 종축 선 회 동작이 태권도 주춤서 지르기에 미치는 향

을 살펴보기 한 것이다.이를 하여 우선 동작 수행 시 골반 종축 선 회

동작의 유형에 하여 살펴보고,해당 동작 유무에 따라 실험 상자들을

유형별로 분류하 다.동작 시간,골반 상체의 각변 ,골반 상체의 각

- 46 -

속도,최 주먹 속력,이벤트별 지면반력,이벤트별 유리 토크,허리 오른

쪽 어깨 의 합력과 합회 력, 신 각운동량,허리 오른쪽 어

깨 주 근육군의 워,각 주 근육군의 구간별 일량 등의 변인

을 조사하 다.

골반 종축 선 회 동작 유무의 차이에 따른 두 집단 간 각 변인들의 평균

차이를 검증하기 하여 독립표본 t검증 방법을 사용하 다(유의수 은 .05).

모든 통계 방법은 IBM SPSSStatistics20 로그램을 이용하 다.

- 47 -

Ⅳ.연구 결과

본 연구는 골반 종축의 선 회 동작의 특성과 함께 태권도 주춤서 지르기

시 종축을 심으로 한 회 력의 이 과정을 연구하는데 목 이 있다.그

결과는 다음과 같이 종축 골반 회 동작의 특성 효과 분석,종축 골반

선 회 동작의 SSC유무 분석,허리 회 동작의 힘 발생 이 과정 분

석의 순으로 제시하 다.

1.골반 종축 선 회 동작의 특성 효과 분석

주춤서기 자세에서 지르기 시 골반과 상체를 회 시키는 시작하는 반부

에 종축을 심으로 골반을 회 시키는 두 가지 유형이 있음을,많은 모션

캡쳐 자료 분석을 통하여 발견하 다.<그림 7>과 같이 연구자가 정의한 P1

구간(동작의 시작부터 골반과 상체 사이의 각도가 최 가 되는 시 까지)에서

첫 번째는 골반과 상체 사이의 각도를 최 로 유지한 채 골반과 상체를 거의

동시에 회 시키는 경우(<그림 7>왼쪽)이고,두 번째는 골반을 상체보다 먼

회 시키거나 상체를 뒤로 약간 젖히는 동작 직후 골반을 먼 회 시키

는 경우(<그림 7>오른쪽)이다.

의 두 가지 골반 회 유형을 분류하는 기 은 E1이벤트에서 E2이벤트

까지 골반-상체 상 각도 차이를 5°,골반-상체 상 각도의 순간 최 기울기

를 100deg/s로 설정하고,기 보다 낮으면 비선회 집단으로 기 보다 높으

면 선회 집단으로 분류하 다.분류 결과 49쪽 <표 2>와 같이 골반과 상체

를 같이 회 시키는 경우는 6명,골반을 먼 회 시키는 경우는 5명으로 나

뉘었다.P1구간에서의 골반-상체 사이 상 각도의 최 값,최소값 차이는 골

반과 상체를 같이 회 시키는 경우에 2.47±1.87°의 값을 나타내었고,골반을

먼 회 시키는 경우 10.71±6.67°의 값을 나타내 두 집단 간 유의한 차이가

- 48 -

나타났다(t4.528=-2.676,p<.05). 한 골반-상체 최 상 각속도는 골반과 상체를

같이 회 시키는 경우 39.71±25.47 deg/s,골반을 먼 회 시키는 경우

165.77±53.33deg/s의 값을 나타내 역시 두 집단 간 유의한 차이를 나타내었다

(t9=-5.165,p<.01)(그림 8).

그림 7.골반과 상체 사이의 상 각도가 최 가 될 때까지 골반을 회 시키는 두 유형

(왼쪽 :골반과 상체를 거의 같이 회 시키는 경우,오른쪽 :골반을 상체보다 먼

빨리 회 시키는 경우 ;집단별 실험 상자 각 1인의 자료)

이에 첫 번째 집단을 골반 종축 선 회 동작을 하지 않는 집단(비선회

집단),두 번째 집단을 골반 종축 선 회 동작을 하는 집단(선회 집단)으

로 이름 붙이고 분류하여 다음의 각종 변인들을 비교 분석하 다.

1)동작 구간별 소요 시간

시작부터 골반과 상체 사이의 상 각도가 최 가 되는 시 (E1)까지의 구

간인 P1에서 비선회 집단은 0.11±0.03sec,선회 집단은 0.13±0.12sec를

기록하 으나 통계 으로 유의한 차이는 없었다(표 3).하지만 골반과 상체의

빠른 회 이 일어나는 구간인 P2에서 선회 집단은 0.09±0.02sec를 기록하

여,비선회 집단의 0.15±0.04sec보다 빠르게 동작을 수행하 고 통계 으로

- 49 -

집단

변인비선회 집단 선회 집단

P1구간 골반-상체 상 각도

최 값,최소값 차이(°)2.47±1.87 10.71±6.67

P1구간 골반-상체

최 상 각속도(°/s)39.71±25.47 165.77±53.33

실험 상자A,C,E,F,I,K

(n=6)

B,D,G,H,J

(n=5)

*p<.05,**p<.01

표 2.골반 회 유형에 따른 실험 상자 분류

그림 8.P1구간 골반-상체 상 각도 차이 최 상 각속도의 집단 간 비교

( :골반-상체 상 각도 차이,아래 :골반-상체 최 상 각속도,

왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단)

**

*

- 50 -

유의한 차이를 보 다(t9=2.973,p<.05).즉,주먹을 지르기 해 골반과 상체를

뒤로 젖 비하는 시간은 선회 집단(27.1%)이 비선회 집단(22.4%)에 비

해서 다소 길지만,지르는 동작을 수행하기 하여 골반을 빠르게 반시계방

향으로 회 시키는 시간은 선회 집단(18.8%)이 비선회 집단(30.6%)에 비

하여 비교 많이 단축시키는 경향을 보인 것이다.주먹의 최 속력이 나타

나는 구간인 P3구간과 체 동작 시간이 유사함을 고려할 때,선회 집단

이 실제 지르는 동작을 수행한 시간은 비선회 집단에 비하여 상 으로

짧았다.

집단

구간

비선회 집단

(n=6)

선회 집단

(n=5)

P10.11±0.03

(22.4%)

0.13±0.12

(27.1%)

P20.15±0.04

(30.6%)

0.09±0.02

(18.8%)

P30.09±0.01

(18.4%)

0.09±0.01

(18.8%)

P40.14±0.03

(28.6%)

0.17±0.04

(35.4%)

합계0.49±0.07

(100.0%)

0.48±0.05

(100.0%)

*p<.05

표 3.구간별 소요 시간 상 비율 (M±SD) (단 :s)

2)골반과 상체의 회 각도

집단별 실험 상자 각 1인의 골반과 상체의 종축 심 회 각도 양상을

*

- 51 -

그림 9.골반과 상체의 종축 심 회 각도

(왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단;집단별 실험 상자 각 1인의 자료)

<그림 9>에 나타내었고,시작(E1)시 부터 종축을 기 으로 한 골반과 상체

의 회 각도가 최 가 될 때(E3)까지의 최 각변 값을 <표 4>와 <그림 10>

에 나타내었다.선회 집단의 골반 최 각변 는 50.51±8.96°로 비선회

집단의 33.10±9.13°에 비해 약 1.5배 크고,통계 으로 유의한 차이를 나타내

(t9=-3.176,p<.05),선회 집단의 골반 종축 회 운동 범 가 비선회 집단

에 비해 상 으로 크다는 것을 알 수 있었다.상체의 최 각변 역시 비

선회 집단에 비해 선회 집단에서 약 1.3배 크게 나타났으나 통계 으로

유의한 차이는 나타나지 않았다.

3)골반과 상체의 각속도

종축을 심으로 한 골반과 상체의 각속도는 53쪽 <그림 11>과 같이 나타

났다.골반의 각속도가 먼 증가하고 이후 상체의 각속도가 연이어 증가하

는 양상을 보 고,골반과 상체의 각속도 모두 E2와 E3이벤트 시 사이에

서 최 값을 기록하 는데 골반의 각속도가 먼 최 값에 도달한 직후에 상

- 52 -

집단

변인

비선회 집단

(n=6)

선회 집단

(n=5)

골반 최 각변 33.10±9.13 50.51±8.96

상체 최 각변 74.17±18.09 93.56±11.44

*p<.05

표 4.골반과 상체의 종축 심 회 최 각변 (M±SD) (단 :°)

그림 10.골반과 상체의 종축 심 최 각변 집단 간 비교

( :골반의 최 각변 ,아래 :상체의 최 각변 ,

왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단)

*

- 53 -

체의 각속도가 최 값을 나타내었다.선회 집단의 골반 최 각속도 발

시 이 골반-상체 사이 최 각 시 (E2)인 반면에 비선회 집단은 골반이 반

시계방향 회 을 마칠 때(E3)직 에 최 값을 나타내었다.한편 선회 집단

의 상체 최 각속도 발 시 은 E2와 E3이벤트 사이인 반면 비선회 집

단은 골반의 반시계방향 회 이 끝나는 시 (E3)에 이르러 최 각속도를 나

타냈다.

그림 11.골반과 상체의 종축 심 회 각속도

(왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단;집단별 실험 상자 각 1인의 자료)

골반과 상체의 회 시 최 각속도의 집단 간 평균을 <표 5>와 <그림 12>

에 나타내었다.종축 골반 최 각속도는 비선회 집단(296.62±63.20deg/s)에

비해 선회 집단(469.86±80.68 deg/s)이 약 1.5배 정도 크게 나타났다

(t9=-4.415,p<.01).상체 각속도 역시 비선회 집단(627.58±134.77deg/s)에 비

해 선회 집단(912.19±139.43deg/s)이 약 1.5배 정도 크게 나타났으며

- 54 -

집단

변인

비선회 집단

(n=6)

선회 집단

(n=5)

골반 최 각속도 296.62±63.20 469.86±80.68

상체 최 각속도 627.58±134.77 912.19±139.43

**p<.01

표 5.골반과 상체의 종축 심 최 각속도(M±SD) (단 :°/s)

그림 12.골반과 상체의 종축 심 최 각속도 집단 간 비교

( :골반의 최 각속도,아래 :상체의 최 각속도,

왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단)

**

**

- 55 -

(t9=-3.912,p<.01),두 변인의 평균 모두 집단 간에 통계 으로 유의한 차이를

나타내었다.

4)허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워

허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워에 한 결과를 <표 6>과 <그

림 13>에 제시하 다.허리의 최 워는 골반의 각도가 최 가 되는 E3이

벤트 직 선회 집단이 686.49±251.92W로 비선회 집단의 347.68±101.84

W에 비하여 약 2배 가량 유의하게 큰 값을 나타내었고(t9=-3.036,p<.05),양의

일 구심성 수축을 하는 것으로 나타났다.허리 주변 근육군의 최

워 발 이후 주먹을 최 속력으로 지르는 E3와 E4이벤트 사이 구간에서

오른쪽 어깨의 주변 근육군은 선회 집단 –817.45±618.63W,비선회 집

단 –521.38±213.36W로 음의 일 원심성 수축을 하면서 상완 주먹을

지르는 역할을 하 다.두 집단 간 오른쪽 어깨의 워 평균 차이에 유의한

차이는 없었지만,선회 집단의 워가 약 1.5배 큰 값을 나타내었다.

집단

구분 값비선회 집단(n=6) 선회 집단(n=5)

허리

최 값 347.68±101.84 686.49±251.92

최소값 -466.44±239.82 -512.89±210.08

오른쪽

어깨

최 값 147.32±52.91 102.69±106.16

최소값 -521.38±213.36 -817.45±618.63

*p<.05

표 6.허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워 (단 :W)

*

- 56 -

그림 13.허리와 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워

(왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단;집단별 실험 상자 각 1인의 자료)

5)주먹의 최 속력

주춤서 지르기 시 주먹의 최 속력을 비선회 집단과 선회 집단을 비

교했을 때,<표 7>과 같이 선회 집단이 더 빠른 속력을 나타냈으나 통계

으로 유의한 차이는 나타나지 않았다.

집단

변인

비선회 집단

(n=6)

선회 집단

(n=5)

주먹의 최 속력 6.73±0.77 7.91±1.34

표 7.주먹의 최 속력(M±SD) (단 :m/s)

- 57 -

2.골반 종축 선 회 동작의 SSC유무 분석

골반 종축 선 회 동작과 유사한 골 의 X-factorstretch 련 선행연구에

따르면 어깨의 가속도 증가와 근육군이 더 많은 일을 할 수 있는 이유로 사

신 에 이은 구심성 수축을 하는 SSC이론과 상체의 꼬임을 통한 탄성

에 지 축 을 주장하 는데,태권도 주춤서 지르기 시 골반 종축 선 회

동작에서도 이 이론들이 같이 용되는지 확인하기 하여 다음과 같은 변

인을 분석하 다.

1)허리 회 각도-각속도 도면

비선회 집단과 선회 집단의 각 회 축별 허리 평균 각도-각속도

도면을 <그림 14>에 나타내었다.

그림 14.허리 의 각 회 축별 평균 각도-각속도 도면

(왼쪽 :좌우축( 방-후방기울기),오른쪽 :후축(우측-좌측 측면기울기),아래 :

종축(좌측-우측 회 ); 선:비선회 집단(n=6),실선:선회 집단(n=5))

- 58 -

Winstein등 (1989)과 최지 등 (2007)의 자료를 이용하여 <그림 14>를 해

석하면 허리의 방-후방 기울기가 일어나는 좌우축(X축)은 스 링형태 회

응 형태,좌측-우측 회 이 일어나는 종축(Z축)은 진 가속과 감속 응

형태,우측-좌측 측면기울기가 일어나는 후축(Y축)으로는 다이나믹스 환

격한 가속과 감속을 하는 탄도 응 형태를 나타냈다.

각도-각속도 도면에서는 원형에 가까울수록 스 링(spring)이나 진자

(pendulum)와 같이 치-의존 인 복원력(position-dependentrestoringforce)이

되는 주기 진동자(limitcycleoscillator)의 응 형태인데,좌우축에서 골반

종축 선 회 하는 집단은 크기가 작지만 E2에서 E3이벤트 사이 원에 가까

운 형태를 보인 반면 비선회 집단은 같은 구간 각속도의 증가 없이 각도만

증가하는 경향을 보 다. 한 속도가 0이 되는 선과 각도 각속도 궤 이

만나는 이 많을수록 해당 의 다이나믹스 변화가 많다(Winstein등,

1989)는 것에 비추어 봤을 때,골반이 최 각도를 나타내는 E3이벤트까지

후축에서는 선회 집단이 비선회 집단에 비하여 다이나믹스 변화가 많

았다고 할 수 있다.가운데 부분이 볼록한(convex)형태는 동작의 단 없이

연속 이고 진 인 가속과 감속 제어를 나타낸다는 것에 비추어 봤을 때,

종축의 비선회 집단은 E3이벤트 후에 진 감·가속을 나타낸 반면 선

회 집단은 감·가속에서 약간의 변화가 있었음을 측할 수 있다.

2)허리 회 각도와 주변 근육군의 워 비교

비선회 집단과 선회 집단의 실험 상자 각 1인의 허리 주변 근육

군 워를 골반-상체 사이 상 각도(허리의 회 각도)와 함께 <그림 15>에 나

타내었다.골반-상체 사이의 상 각도가 최 가 되는 E2이벤트 시 이 에

<그림 15>의 오른쪽 선회 집단의 실험 상자의 워 곡선은 음의 값을 취

한 후 양의 값으로 환됨을 확인할 수 있는 반면에,왼쪽 비선회 집단의

실험 상자 워 곡선은 음의 값이 미미함을 찰할 수 있었다. 워 곡선의

- 59 -

그림 15.허리 의 회 각도와 주변 근육군의 워

( 선 :골반-상체 사이 상 각도(허리의 회 각도),실선 :허리 주변 근육군의

워,왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단;집단별 실험 상자 각 1인의 자료)

음의 값 분은 음의 일,양의 값 분은 양의 일(positivework)을 의미하고,

음의 일(negativework)은 원심성 수축(eccentriccontraction),양의 일은 구심성

수축(concentriccontraction)을 나타낸다.즉,선회 집단의 허리 인근 근

육군들은 E2이벤트 이 원심성 수축을 수행한 이후,바로 구심성 수축을

하는 사 신 후 수축운동(SSC)기 을 나타냄을 확인할 수 있었다.

3)허리 각 주변 근육군의 일

의 워에 한 정성 분석을 정량 으로 표 하기 하여 체 실험

상자의 워 곡선을 분하여 각 구간별 일을 산출하고,<표 8>과 61쪽 <표

9>에 나타내었다.<표 8>,61쪽 <표 9>의 구간별 일량은 해당 구간에서 각

이 한 일의 양을 나타냄과 동시에 양의 값이면 근의 수축 방향과 동작

방향이 일치하는 구심성 수축,음의 값이면 근의 수축 방향과 동작 방향이

반 인 원심성 수축을 나타낸다.

- 60 -

구간P1 P2 P3 P4

Lankle 0.47±0.54 1.72±1.83 **-1.60±0.54 *0.71±0.15

Lelbow 0.00±0.60 -0.99±1.65 -3.44±25.70 -7.11±6.10

Lhip *0.38±0.98 *6.00±5.96 17.08±13.15 -5.75±4.05

Lknee *-0.10±0.59 -1.68±3.65 1.03±1.54 *-0.33±0.50

Lshoulder -3.85±6.80 -6.64±11.88 -13.03±5.09 -2.86±2.74

Lwrist -0.21±0.60 0.19±1.04 1.78±2.50 -0.56±2.13

Neck -0.12±0.13 -0.68±1.13 0.01±0.49 -0.28±0.36

Rankle -0.89±0.33 -1.60±0.98 0.03±0.65 -0.88±0.33

Relbow 1.60±2.26 2.16±19.66 -1.88±5.61 -2.40±2.67

Rhip **2.55±1.92 8.77±4.66 *4.12±1.85 *-2.31±2.00

Rknee -0.20±0.18 -0.50±0.98 -5.04±3.12 0.74±2.87

Rshoulder 0.78±0.87 *4.27±7.11 -18.33±13.00 1.97±2.90

Rwrist -0.07±0.46 1.90±1.18 -1.25±1.00 -0.33±0.15

Waist *-0.27±0.73 25.26±8.18 -19.02±13.99 0.35±2.36

평 균 **0.00±0.49 *2.73±1.63 -2.83±1.86 -1.36±0.70

*p<.05,**p<.01

음 처리한 부분은 비선회 집단과 선회 집단 간 유의한 차가 나타났음을 의미함

표 8.비선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량 (M±SD)(단 :J)

- 61 -

구간P1 P2 P3 P4

Lankle 1.49±1.42 2.12±1.37**-0.63±0.41 *-0.59±1.03

(t9=-3.293,p<.01) (t4.141=2.810,p<.05)

Lelbow -0.29±0.72 0.43±1.85 27.77±45.34 -3.36±2.88

Lhip*8.97±5.77 *18.80±9.31

11.33±5.61 -6.68±5.70(t4.192=-3.286,p<.05) (t9=-2.769,p<.05)

Lknee*1.92±1.42

0.79±3.25 -0.06±1.03*0.65±0.86

(t9=-3.199,p<.05) (t9=-2.386,p<.05)

Lshoulder 0.54±1.07 -6.94±17.47 -12.28±9.30 -1.43±5.34

Lwrist 0.10±0.09 -0.03±0.22 3.43±3.74 -2.99±4.47

Neck 0.11±0.21 0.22±1.53 -0.65±0.91 0.30±0.55

Rankle -1.08±0.48 -0.67±0.42 -0.11±0.44 -1.01±0.89

Relbow 2.01±0.68 19.72±9.29 -3.16±14.47 -1.44±1.31

Rhip**13.57±6.34

11.96±9.54*7.96±3.61 *-5.19±1.15

(t9=-4.080,p<.01) (t9=-2.289,p<.05) (t9=2.838,p<.05)

Rknee 0.54±1.63 1.03±1.92 -6.28±3.20 -0.92±1.76

Rshoulder 0.67±1.03*-14.98±13.30

-37.91±31.89 -1.18±5.26(t9=3.077,p<.05)

Rwrist 1.18±1.31 -0.25±4.72 -0.73±1.58 -0.20±0.36

Waist*-6.97±4.78

38.80±15.80 -17.66±13.49 -0.41±4.96(t4.156=3.107,p<.05)

평 균**1.63±0.68 *5.07±1.51

-2.07±2.60 -1.75±0.73(t9=-4.590,p<.01) (t9=-2.457,p<.05)

*p<.05,**p<.01

표 9.선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량 (M±SD)(단 :J)

- 62 -

골반과 상체 사이의 각도가 최 가 되는 시 (E2)까지의 비 구간인 P1에

서 골반 종축 비선회 집단과 선회 집단 간 여러 차이가 나타났다.선회

그룹의 경우 우선 골반을 회 시키기 해 지면반력을 달해 주는 왼쪽

무릎 이 1.92±1.42J(t9=-3.199,p<.05)의 구심성 수축을 했고,이어 왼쪽 엉

덩 (8.97±5.77 J;t4.192=-3.286,p<.05),오른쪽 엉덩 (13.57±6.34 J;

t9=-4.080,p<.01)의 구심성 수축에 의하여 허리 의 원심성 수축(-6.97±4.78

J;t4.156=3.107,p<.05)이 일어남을 악할 수 있었던 반면에,비선회 그룹의

같은 주변 근육군의 일량은 값은 미미하여 평균에 있어서 유의한 차이

가 발생하 다.골반의 반시계방향 각도가 최 가 되는 시 (E3)까지의 골반

회 구간인 P2에서 선회 집단은 오른쪽 어깨의 원심성 수축(-14.98±13.30

J)이 나타나는 반면에,비선회 집단에서는 같은 구간 어깨의 구심성 수축

(4.27±7.11J)이 나타났다(t9=3.077,p<.05).이어지는 P3구간은 주먹을 최 속

도로 지르는 구간인데,선회 집단은 –37.91±28.53J의 오른쪽 어깨의 신

성 수축을 보이는 반면,비선회 집단은 –18.33±11.87J의 약 1/2의 수치를

나타내 워가 그만큼 떨어진다는 결과를 나타냈다.즉,선회 집단은 무릎

과 양쪽 엉덩 의 구심성 수축으로 발생시킨 에 지를 골반을 사 신

시키는데 사용하 고,이후 구심성 수축을 하는 허리 은 SSC기 을 이

용함을 알 수 있다.이러한 과정을 거쳐 엉덩 주변 근육군의 일보다 크

게 구심성 수축을 하는 허리 은 다시 오른쪽 어깨 을 사 신 시

키며,이 게 이된 에 지는 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워를 증

시키는데 사용되었다.

반면에 비선회 집단은 비 구간(P1)거의 일을 하지 않고 있다가 동작

구간(P2)에 허리와 오른쪽 어깨 의 구심성 수축을 통해 일을 하려하지만

어깨 주변 근육군의 워를 증 시키는 일은 선회 집단에 비해 비효

율 이라고 할 수 있다.

- 63 -

3.허리 회 동작의 힘 발생 이 과정 분석

골반 종축 선 회 동작의 여러 운동역학 분석을 통하여 골반 종축 선

회 의 특성과 효과,그리고 선 회 동작 사용의 이유가 SSC작용을 통한

워의 극 화라는 사실을 앞서 살펴보았다.하지만 이러한 작용들이 어떤

힘에 의해서 어떻게 발생하게 되었는지, 한 어떻게 팔까지 이되는지 알

아보기 하여 다음과 같은 운동역학 분석을 실시하 다.

1)지르기 동작 시 지면반력

후축,좌우축,종축 지면반력의 이벤트별 평균값을 <표 10>에 나타내었

다.

후축의 오른발과 왼발에 작용하는 이벤트별 지면반력 평균값을 비교해

보면,오른발,왼발 간 크기가 거의 비슷하고 부호가 반 임을 알 수 있다.

즉,지면에 맞닿은 오른발과 왼발을 마찰력을 이용하여 서로 앞과 뒤로 고

당기며 지면반력을 이용하고 있는 것인데,E2이벤트 시 까지 선회 집단

이 121.99±38.99N으로 비선회 집단의 38.89±22.85N보다 약 3배 가량 큰

힘으로 오른발을 뒤로 당기고 있었고(t9=-4.421,p<.01),한편 왼발의 경우는 –

105.86±24.95N과 -37±31N으로 역시 약 3배 가까이 큰 힘으로 앞으로 고

있어(t9=5.627,p<.01)두 집단 간 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.E4이

벤트 시 에서 오른발의 후축 지면반력도 선회 집단(-83.26±22.33N)이

비선회 집단(-56.79±7.81N)에 비하여 통계 으로 유의한 차이의 큰 지면반

력을 나타냈다(t9=-2.735,p<.05).

좌우축 지면반력 자료는 허리 회 을 하는 동안 오른발,왼발이 각각 바깥

쪽으로 미끄러지지 않도록 잡아주는 역할을 한다. 한 오른발,왼발이 각각

같은 힘으로 고 있다면 균형을 이루겠지만,한쪽의 힘을 빼거나 한쪽에 힘

을 더 경우 균형이 깨지며 어느 한쪽으로의 쏠림 상을 나타내는데,비

- 64 -

축

집단

이벤트

방향

후축(X축) 좌우축(Y축) 종축(Z축)

비선회

집단

(n=6)

선회

집단

(n=5)

비선회

집단

(n=6)

선회

집단

(n=5)

비선회

집단

(n=5)

선회

집단

(n=5)

왼발

E1-6.25

±10.00

-23.99

±23.59

-99.59

±15.48

-64.75

±39.51

336.71

±71.81

265.66

±119.29

E2-37.31

±15.88

-106.86

±24.95

-110.30

±18.78

-86.13

±20.63

363.76

±72.36

367.68

±76.64

E3-0.54

±21.08

23.42

±19.63

-79.88

±38.15

-45.49

±34.94

347.42

±57.39

241.05

±47.56

E462.31

±16.49

87.71

±32.53

-92.46

±26.47

-64.34

±40.05

347.94

±87.69

270.74

±68.51

E518.41

±6.28

16.71

±24.98

-90.85

±31.31

-73.61

±36.77

332.06

±52.58

263.19

±33.54

오른발

E111.11

±11.80

43.39

±34.67

92.96

±25.01

73.62

±17.70

325.73

±37.67

329.17

±88.37

E238.89

±22.85

121.99

±38.93

80.58

±17.02

33.57

±29.25

322.40

±12.58

333.06

±74.93

E3-22.33

±19.58

-15.80

±19.64

85.47

±28.40

54.34

±18.51

261.67

±67.25

190.24

±56.31

E4-56.79

±7.81

-83.26

±22.33

60.38

±41.72

22.51

±29.83

394.80

±67.66

347.45

±73.40

E5-22.28

±17.13

-16.06

±40.51

97.37

±30.46

92.80

±19.67

369.96

±46.38

355.94

±39.13

*p<.05,**p<.01

표 10.각 축별 지면반력의 이벤트별 평균값 (M±SD) (단 :N)

** *

*

*

**

**

- 65 -

선회 집단의 오른발은 각 이벤트 간 평균값의 변화가 크지 않았지만,선회

집단은 평균값의 변화 폭이 상당히 컸다.특히 비 구간 동안의 오른발

E2이벤트 시 에서는 33.57±29.25N으로 비선회 집단 80.58±17.02N보다

유의하게 작아서(t9=3.336,p<.01),오른쪽으로의 쏠림을 유발한 것으로 보인다.

주먹을 지르고 난 후에 왼발의 종축 지면반력은 E3이벤트(t9=3.299,p<.01)

와 E5이벤트(t9=2.521,p<.05)시 에서 집단 간 유의한 차이를 나타내었다.

비선회 집단은 동작 수행 반에 걸쳐 왼발의 종축 지면반력이 유사한 반

면,선회 집단은 비 구간인 E2이벤트에서 최 값을 보인 후 상 으로

작은 왼발 수직 지면반력을 나타냈다.즉,선회 집단의 지면반력 종축 성분

은 E2이벤트 시 에는 왼발에 종축 지면반력을 증가시키다가 감소시키

고,오른발의 경우는 오히려 지면반력을 감소시키다가 주먹을 지른 이후에

증가시키는 양상을 보 다.

비선회 집단과 선회 집단의 왼쪽 발과 오른쪽 발에 작용하는 지면반력

의 후축,좌우축,종축 성분의 양상을 한 에 볼 수 있도록 각 집단 실험

상자 1인의 자료를 <그림 16>에 제시하 다.<그림 16>을 통해 알 수 있듯

이 골반과 상체 사이의 각도가 최 가 되는 E2이벤트 시 을 후해 종축

선 회 을 하는 집단의 지면반력 후축은 왼발에서 최소값,오른발에서 최

값을 나타내었고,좌우축에서는 양 발 모두 1~2구간(E1에서 E3이벤트까

지)내에서 최소값을 기록하 으며,종축에서는 같은 구간 왼발의 최 값을

나타내었다.반면에 비선회 집단의 지면반력들은 같은 값들을 이벤트 E2와

E3사이에 나타냈다. 한 선회 집단 지면반력의 반 인 변화 폭이 선

회 을 하지 않는 집단에 비해 큰 것으로 나타났다.

선회 집단은 지르기 비 시 (E2이벤트)에서 이 방향 최 값과 최

소값을 각각 나타낸 반면,비선회 집단은 주먹의 최 속력이 나타나는 시

인 E3와 E4이벤트 사이 구간에서 최 값과 최소값에 도달하는 것이 확연

히 드러난다. 한 좌우축에 있어서는 선회 집단이 비선회 집단보다

- 66 -

비 구간 동안 양 발의 좌우축 지면반력을 오른쪽으로 작용시켜 신체를 오른

쪽으로 쏠리게 하는 것으로 나타났다.종축 지면반력을 보면 선회 집단은

왼발과 오른발의 곡선의 굴곡이 동시에 일어나지만,비선회 집단은 왼발의

수직 지면 반력은 거의 같게 유지시킨 채 오른발의 수직 지면 반력의 변화만

나타났다.

그림 16.왼발과 오른발에 작용하는 지면반력의 합성

(실선 :왼발, 선 :오른발;왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회 집단;

로부터 지면반력 후축,좌우축,종축 성분;집단별 실험 상자 각 1인의 자료)

- 67 -

2)지르기 동작 시 유리 토크(freemoment)

오른발과 왼발에 작용하는 유리 토크를 <그림 17>과 <표 11>로 정리하

다.비선회 집단은 지르기 동작을 수행하는 동안 계속하여 오른발의 유리

토크가 곧 양의 값을 나타내었고,왼발은 주먹을 지른 이후 음의 값을 나

타내었다.반면에 선회 집단은 오른발의 유리 토크가 비구간인 E2이벤

트 이후 큰 폭으로 은 이후 계속 작은 값을 유지하 고,왼발 역시 E2이

벤트 이후 감소하는 경향을 나타냈다.하지만 동작구간에서는 집단 간 유의

한 차이가 나타나지 않았고,가장 마지막 이벤트인 E5이벤트 시 에서 비선

회 집단과 선회 집단의 유리 토크값이 각각 –1.81±2.11 Nm와 –

1.41±2.52Nm로 나타나 유의한 차이를 보 다(t9=-2.308,p<.05).

그림 17.유리 토크(Z축 성분)의 앙상블 평균 (왼쪽 :비선회 집단,오른쪽 :선회

집단 왼발 :왼발 작용 유리 토크,아래 :오른발 작용 유리 토크;

실선은 평균,음 처리한 부분은 표 편차를 의미함)

- 68 -

집단

방향 이벤트

비선회 집단

(n=6)

선회 집단

(n=5)

왼발

E1 -0.14±2.33 3.37±5.82

E2 1.12±2.38 4.22±5.40

E3 -1.22±2.41 -1.07±1.94

E4 -0.93±3.50 1.39±1.96

E5 -1.81±2.11 1.41±2.52

오른발

E1 4.90±2.64 4.83±2.59

E2 4.39±2.62 4.91±4.20

E3 3.50±3.54 -0.40±1.75

E4 4.92±3.46 0.59±3.71

E5 4.37±2.34 3.83±3.61

*p<.05,**p<.01

표 11.이벤트별 유리 토크 값(Z축) (단 :Nm)

3)허리와 오른쪽 어깨의 합력과 합회 력

정철수 등 (2005)에 의하면 인체의 에서 원 분 과 근 분 사이에

인 ,근육에 의한 힘,골 골력 등 많은 힘들을 주고 받는데 이러한 힘들을

의 심에 작용되는 하나의 힘으로 합칠 때 이 하나의 힘을 합력이

라 하며,이 모든 힘들이 의 심에 해서 갖는 회 력을 합친 것이

합회 력이라 하 다.

Fleisig,Andrews,Dellman과 Escamilla(1995)는 숙련된 야구 투구 동작을 바

탕으로 부상 기 에 한 연구 조사를 실시하 는데,어깨 에 작용하는

*

- 69 -

합력과 합회 력의 최 값을 동작 시 스와 함께 제시함으로써 어깨

주 에서 일어나는 힘과 회 력 상을 설명하고 부상 험을 경고하

다.

본 연구에서는 주춤서 지르기 동작 시 허리 오른쪽 어깨에 어떠한 힘들

이 작용했는지를 악하기 하여 허리 에 작용하는 합력을 계산하

고,더 나아가 합력을 구성하는 성분에 하여 살펴 으로써 각

주 의 자체 힘인지,원 분 의 응에 의한 힘인지 여부를 살펴보고자 하

다. 합력의 각 구성성분은 연구방법에 제시한 것처럼 짝힘 요소,유효

힘 요소, 력 요소로 나 었다. 한 회 시 허리 오른쪽 어깨 에

작용하는 합회 력은 각 구성성분을 짝회 력 요소,유효 회 력 요소로

분류하 다.

Zatsiorsky(2002)에 의하면 역동역학 방법으로 구한 합력 합

회 력은 역좌표계의 좌표축을 기 으로 설명되기 때문에,Fleisig등 (1995)

의 연구결과처럼 한 의 좌표축으로 설명하기 해서는 각 임별 지역

좌표계 회 변환행렬을 곱해주어야 한다.따라서 본 연구자는 역동역학 으

로 구한 합력 합회 력에 각각 허리 의 지역좌표계와 오른쪽

어깨 의 지역좌표계 회 변환행렬을 곱하고,다시 100% 시간으로 평 화

하여,비선회 집단과 선회 집단 간 다음과 같은 결과를 도출하 다.

허리에 작용하는 합력 합회 력의 최 값과 최소값을 나타낸

<표 12>를 보면,허리 합력의 최 값은 주먹을 지르고 난 후인 E3와 E4

이벤트 사이에서 나타나며,비선회 집단과 선회 집단 간 종축 방향의 최

값이 각각 –255.8±50.91N과 –149.64±64.03N으로 유의한 차이가 나타났

다(t9=-3.070,p<.05). 의 종축 방향 최 값 차이를 제외하고는 각 축별

합력 최 값과 최소값들은 두 집단 간 별로 차이가 나타나지 않았다.종합하

면 골반이 최 각을 나타내는 E3이벤트 부근에서 각 축별 합력 최 값

양상을 나타내는데,허리에 오른쪽으로 약 170N,앞쪽으로 약 80N, 력과

- 70 -

함께 아래로 르는 힘으로 비선회 집단이 약 250N,선회 집단은 약

150N을 나타냈다.

변인

집단

값 축

합력(단 :N) 합회 력(단 :Nm)

비선회

집단(n=6)

선회

집단(n=5)

비선회

집단(n=6)

선회

집단(n=5)

최 값

좌우축170.65

±98.47

170.83

±20.13

22.16

±6.43

45.38

±15.09

후축78.34

±34.90

88.54

±6.93

41.95

±7.30

65.63

±23.50

종축-255.8

±50.91

-149.64

±64.03

81.73

±21.37

78.98

±18.12

최소값

좌우축-170.71

±91.43

-151.44

±57.12

-40.94

±19.94

-39.49

±23.44

후축-147.44

±33.06

-188.91

±51.28

-50.59

±25.20

-48.31

±22.91

종축-496.9

±107.53

-451.33

±58.32

-55.59

±8.19

-86.68

±17.76

*p<.05

표 12.허리 합력과 합회 력

허리에 작용하는 종축 합회 력의 최소값,즉 최 음의 회 력은 허리

를 반시계방향으로 회 시키기 해,선회 집단의 경우 골반과 상체 사이

의 각도가 최 가 되는 E2이벤트 시 에서 최 값(-86.68±17.76Nm)을 나타

내었고,비선회 집단의 경우 E2 이벤트 이후에 약 1.5배 작은 값

(-55.59±8.19Nm)의 유의한 차이를 나타내었다(t3.608=3.608,p<.05). 한 좌우축

*

*

*

- 71 -

에서의 합회 력 최 값이 선회 집단 45.38±15.09Nm로 비선회 집단

의 22.16±6.43Nm 보다 약 2배 가까이 큰 수치를 나타내었고(t5.206=-3.207,

p<.05),발 시 은 E3이벤트 후로 나타났다.

원 의 합력에 의한 짝힘을 <그림 18>에 선으로 표 하 고,

이 짝힘은 원 인 양쪽 엉덩 의 합력이다.유효 힘 요소가

합력과 짝힘 요소의 합임을 감안하면,유효 힘 요소가 0에 가까운 경향을

보이는 축에서는 합력이 짝힘에 거의 의존한다는 것을 나타내고,그 지

않은 축은 커 링에 의한 힘 외에 근력,탄성력 등의 힘을 발휘한 것으로 해

석할 수 있다.즉,종축은 짝힘 요소에 많이 좌우되지만,그 외 좌우축과

후축에서는 양 발과 무릎 엉덩 을 통해서 올라온 지면반력 외에 허리

근육군의 힘을 발휘하여 동작을 수행함을 알 수 있었다.

허리 의 합회 력을 73쪽 <그림 19>와 같이 나타내었다.짝회 력

요소와 합회 력의 합이 유효 회 력 요소임을 감안하고 비교했을 때,

유효 회 력 요소를 나타내는 선이 거의 0에 가까우므로 허리에 작용하는

합회 력의 상당부분은 원 분 의 커 링에 의해 발생된 것임을 확인할

수 있었다.

오른쪽 어깨 에 작용하는 합력과 합회 력을 74쪽 <표 13>에

제시하 는데,이것은 골반과 상체를 거친 힘과 회 력이 어떻게 오른쪽 어

깨에 달되는지 악하기 해서이다.74쪽 <표 13>의 결과와 같이 선 회

을 하지 않는 집단과 선회 집단 간 오른쪽 어깨 에 작용하는 합력

과 합회 력에는 통계 으로 유의한 차이가 나지 않았으나,좌우축과

후축에서 선회 집단이 비선회 집단보다 각 값이 종축을 제외하고 다

소 큼을 확인하 다.이는 허리 에서 선회 그룹의 종축 방향 회 력이

컸던 것과는 다른 결과로서 허리의 종축 회 이 오른쪽 어깨의 좌우축, 후

축 회 으로 이되었음을 증명한다.

- 72 -

그림 18.허리에 작용하는 합력 구성요소의 평균 ( 로부터 좌우축, 후축,종축,

왼쪽 :비선회 집단(n=6)),오른쪽 :선회 집단(n=5))

- 73 -

그림 19.허리에 작용하는 합회 력 구성요소의 평균 ( 로부터 좌우축, 후축,

종축;왼쪽 :비선회 집단(n=6)),오른쪽 :선회 집단(n=5))

- 74 -

변인

집단

값 축

합력(단 :N) 합회 력(단 :Nm)

비선회

집단(n=6)

선회

집단(n=5)

비선회

집단(n=6)

선회

집단(n=5)

최 값

좌우축69.06

±19.82

82.85

±36.20

26.79

±8.99

27.97

±5.70

후축111.06

±25.35

129.31

±31.52

25.62

±8.41

32.82

±8.83

종축142.8

±66.00

134.74

±39.46

10.6

±3.15

9.77

±6.02

최소값

좌우축-135.7

±30.63

-167.24

±65.56

-32.78

±11.79

-42.13

±3.38

후축-245.67

±62.22

-266.06

±121.94

-7.08

±3.28

-10.21

±3.37

종축-49.07

±34.49

-41.94

±25.34

-24.9

±5.86

-30.35

±11.17

표 13.오른쪽 어깨 합력과 합회 력

골반과 상체의 회 이 끝나는 시 인 E3이벤트에서 좌우축에서 오른쪽 어

깨에 미치는 합력은 선회 집단이 비선회 집단에 비해 약 30N가량

몸 안쪽으로 더 크게 미치고, 후축 방향으로는 선회 집단의 합력

이 비선회 집단에 비해 약 20N 가량 몸 앞쪽으로 크게 작용하는 것으로

나타났다(그림 20).허리 합력과는 달리 커 링에 의한 향보다는

합력에 의해 유효 힘 성분이 좌우되는 것으로 보아,어깨 에서는 커 링

힘 요소에 의한 작용이 상 으로 작은 것으로 보여진다.

오른쪽 어깨 에 작용하는 합회 력의 결과를 76쪽 <그림 21>로 나

타내었는데,허리의 종축 합회 력이 오른쪽 어깨에서는 후축과 좌우

축의 회 으로 이되었음을 확인할 수 있었다. 후축과 좌우축 곡선의 진

- 75 -

그림 20.오른쪽 어깨에 작용하는 합력 구성요소의 평균 ( 로부터 좌우축, 후축,

종축;왼쪽 :비선회 집단(n=6)),오른쪽 :선회 집단(n=5))

- 76 -

그림 21.오른쪽 어깨에 작용하는 합회 력 구성요소의 평균 ( 로부터 좌우축,

후축,종축;왼쪽 :비선회 집단(n=6)),오른쪽 :선회 집단(n=5))

- 77 -

폭은 선회 그룹이 비선회 그룹에 비해 주먹의 최고 속력이 나타나는 E4

이벤트 이 까지 크고,그 이후에는 두 집단 모두 0에 가깝게 어들었다.따

라서 종축 합회 력은 다른 축의 회 력에 비하여 상 으로 매우 작아

주먹 는 완의 회 에 의한 회 력은 미미한 것으로 나타났다.

4)분 별 각운동량의 기여도

정철수 등 (2005)의 운동방정식을 이용하여 각 분 별 공 각운동량과

자 각운동량을 구하고 이를 합해 체 각운동량을 산출하 다.특히 자

각운동량을 산출할 때 성모멘트에 곱해주는 성모멘트의 역좌표계

회 축변환을 하여 Visual3D를 통해서 얻은 회 변환행렬(1×9)을 Matlab을

이용하여 원래의 모양으로 변환(3×3)한 후 계산에 사용하 다.분 별 각운동

량은 조 더 간단히 비교하기 하여 크게 오른쪽 상지(R_upper),왼쪽 상지

(L_upper),오른쪽 하지(R_lower),왼쪽 하지(L_lower),골반(Pelvis),상체(Trunk),

머리(Head)의 7개로 나 어 표 하 다.각 분 의 각운동량의 기여도를 알아

보기 하여 Brujin등 (2008)의 식을 활용하 다.

각 회 축별 신 각운동량과 각 분 별 각운동량을 <그림 22>로 나타내었

다.골반 종축 비선회 집단과 선회 집단의 좌우축, 후축,종축 모두 상

체,왼쪽 상지,오른쪽 상지의 각운동량 기여도가 상 으로 높이 나타났고,

좌우축에서는 추가 으로 머리의 각운동량 기여도가 높은 것으로 조사 다.

<그림 22>에 의하면 골반 종축 선회 집단의 체 각운동량은 동작 구간

(P2)내에서 최 를 나타냈다.이 구간 동안 최 각운동량이 나타나는 시

은 두 집단 간 차이가 있었지만 하지,골반,상체,상지의 순으로의 각운동량

이는 동일하 다.선회 집단이 선 회 을 하지 않는 집단에 비하여 최

각운동량이 각 축마다 크게 나타났으며 이는 앞서 운동학 분석을 통해서

알아낸 각도,각속도 등이 선회 집단이 상 으로 컸음에 기인한다.

- 78 -

그림 22. 신 각운동량의 평균 ( 로부터 좌우축, 후축,종축;왼쪽 :비선회 집단,

오른쪽 :선회 집단)

- 79 -

주요 분 들의 최 각운동량에 값을 취하여 체 각운동량의 값

에 한 비율을 기여도로 조사한 것을 <표 14>로 나타내었다.<표 14>에 의

하면 비선회 집단의 좌우축 각운동량은 상체의 기여도가 상 으로 큰 반

면(35.9%),선회 집단은 상체,왼쪽 상지,오른쪽 상지,머리의 기여도가 비

슷하 다. 후축은 두 집단 모두 양쪽 상지의 기여도가,종축은 상체와 오른

쪽 상지의 기여도가 높게 나타났다.

집단

값 축비선회 집단(n=6) 선회 집단(n=5)

좌우축

상체 2.11 35.90% 1.48 16.80%

왼쪽 상지 1.19 20.20% 1.65 18.70%

오른쪽 상지 1.23 20.90% 1.78 20.20%

머리 0.71 12.10% 1.42 16.10%

체 5.89 8.8 　

후축

상체 0.46 4.20% 1.26 7.80%

왼쪽 상지 1.99 18.30% 2.02 12.50%

오른쪽 상지 2.3 21.10% 2.56 15.90%

체 10.89 16.13 　

종축

상체 3.05 15.70% 2.98 12.10%

왼쪽 상지 2.3 11.90% 1.92 7.80%

오른쪽 상지 3.01 15.50% 3.05 12.30%

체 19.38 24.73 　

표 14. 체 각운동량에 한 분 별 각운동량 기여도 (단 :kg·m2/s)

- 80 -

5)각 주변 근육군의 일량

비선회 집단,선회 집단의 각 구간별 주변 근육군들이 한 일의

인 비교를 하여 음의 일에 값을 취하여 양의 일과 합한 값을 각각

<표 15>,82쪽 <표 16>에 나타내었다. 체 으로 골반 상체에 인 한

의 주변 근육군에서 큰 일량을 나타내었고,양 무릎,발목,팔꿈치,손목

주변 근육군의 일량의 크기는 상 으로 매우 작아 지르기 동작 시 기여

하는 바가 매우 작았다.

비구간인 P1구간에서의 일량의 합은 선회 집단이 46.66±18.88J로 비

선회 집단의 15.93±12.78J에 비하여 약 3배 가량 많은 일을 하는 것으로

나타났으며,통계 으로 유의한 차이를 나타냈다(t9=-3.215,p<.05).골반 회

동작구간인 P2구간과 주먹을 지르는 구간인 P3구간에서도 선회 집단이

많은 일을 하는 것으로 나타났지만 통계 으로 유의한 차이가 나타나지는 않

았다.P1구간 선회 집단의 허리 ,양쪽 무릎과 엉덩 주변 근육군

의 일량의 합이 비선회 집단에 비하여 모두 유의하게 큰 값을 나타내,P1

구간에서 선회 집단은 허리를 회 시키기 하여 허리 주변의 근육군이 많

은 일을 하는 것으로 나타났다.통계 으로 유의하지는 않았지만,P2구간에

서 오른쪽 팔꿈치 주변 근육군의 일량이 선회 집단과 비선회 집단

에서 각각 47.15±28.37J,26.71±25.90J로 나타나 오른쪽 상체를 던질 비를

하고 있는 것으로 보이고,주먹을 최 로 지르는 구간인 P3구간에서 선회

집단과 비선회 집단은 각각 오른쪽 어깨 주변 근육군의 일량이

44.49±25.59J,31.45±8.07J로 나타나 모두 선회 집단이 많은 일을 하고 있

었다.

- 81 -

구간P1 P2 P3 P4

Lankle *0.53±0.48 2.53±1.69 *1.61±0.54 1.28±0.78

Lelbow 0.38±0.43 2.05±0.96 40.19±18.73 7.79±5.68

Lhip *1.04±0.50 *7.03±4.63 18.15±12.72 8.74±4.90

Lknee **0.48±0.31 3.74±2.69 2.03±1.23 1.66±1.00

Lshoulder 5.77±9.13 12.73±13.57 14.59±5.85 4.08±2.08

Lwrist 0.43±0.95 1.67±2.32 6.75±3.56 3.24±3.24

Neck 0.12±0.13 1.26±0.83 1.16±0.96 0.84±0.35

Rankle 0.89±0.33 *2.25±1.17 0.94±0.53 1.32±0.59

Relbow 1.60±2.26 26.71±25.90 7.66±4.04 3.72±3.55

Rhip **2.55±1.92 9.74±5.19 *4.50±1.81 3.62±2.26

Rknee 0.32±0.15 1.34±0.50 5.04±3.12 3.22±2.90

Rshoulder 0.78±0.86 7.10±4.92 31.45±8.07 6.33±3.48

Rwrist 0.26±0.38 **2.38±1.59 2.14±1.01 0.59±0.42

Waist *0.78±0.41 25.28±8.18 22.86±13.16 6.49±2.70

합계 *15.93±12.78 105.79±34.03 159.06±41.43 52.90±21.99

*p<.05,**p<.01

음 처리한 부분은 비선회 집단과 선회 집단 간 유의한 차가 나타났음을 의미함

표 15.비선회 집단의 각 주변근육군구간별일량 (M±SD)(단 :J)

- 82 -

구간P1 P2 P3 P4

Lankle*1.96±0.85

2.39±1.31*0.84±0.39

0.99±0.85(t6.063=-3.319,p<.05) (t9=2.632,p<.05)

Lelbow 0.77±0.38 1.35±1.36 56.43±31.68 4.35±3.37

Lhip*9.07±5.73 *18.90±9.28

12.63±4.95 10.28±5.95(t4.050=-3.124,p<.05) (t9=-2.766,p<.05)

Lknee**2.23±1.17

2.76±2.04 1.49±1.13 1.82±1.10(t9=-3.575,p<.01)

Lshoulder 1.54±0.89 15.61±22.77 20.12±12.85 5.39±3.55

Lwrist 0.11±0.07 0.21±0.13 7.30±4.16 4.36±7.10

Neck 0.33±0.20 1.68±0.79 1.53±0.53 0.81±0.39

Rankle 1.10±0.46*0.78±0.26

0.48±0.16 1.50±0.78(t5.571=2.992,p<.05)

Relbow 2.01±0.69 47.15±28.37 12.68±8.96 2.50±1.57

Rhip**13.61±6.34

13.40±9.86*8.17±3.40

6.22±1.78(t9=-4.094,p<.01) (t9=-2.304,p<.05)

Rknee 2.08±1.63 2.29±1.05 6.41±2.96 3.91±1.33

Rshoulder 1.96±1.54 15.25±13.13 44.49±25.59 9.07±7.25

Rwrist 2.57±4.22**6.08±1.29

2.51±1.24 0.48±0.23(t9=-4.173,p<.01)

Waist*7.32±4.77

38.92±15.70 24.61±15.21 9.65±5.13(t4.050=-3.058,p<.05)

합계*46.66±18.88

166.78±83.67 199.70±59.23 61.33±23.48(t9=-3.215,p<.05)

*p<.05,**p<.01

표 16.선회 집단의 각 주변 근육군 구간별 일량 (M±SD)(단 :J)

- 83 -

Ⅴ.논 의

본 연구는 골반 종축의 선 회 동작의 특성과 함께 태권도 주춤서 지르기

시 종축을 심으로 한 회 력의 이 과정을 연구하는데 목 이 있다.그

논의는 다음과 같이 종축 골반 회 동작의 특성 효과,종축 골반 선 회

동작의 SSC유무,허리 회 동작의 힘 발생 이 과정의 순으로 제시

하 다.

1.골반 종축 선 회 동작의 특성 효과

Cheetham 등 (2001)의 골 연구에서 장타자의 경우 백스윙 후 다운 스윙

기에 X-factor의 증가가 발견되어 이를 수치화하여 X-factorstretch라 명명하

다.본 연구의 태권도 주춤서 지르기는 숙련자일수록 백스윙 시 가동범

의 일부만을 사용하거나 비 자세에서 허리가 뒤로 젖 져 있다면 백스윙을

생략하고 지르기 동작을 수행하기 때문에,골반과 상체의 가동범 를 사

용하여 뒤로 젖히는 골 백스윙과는 차이가 있지만,골반과 상체 사이의 상

각도가 최 인 상태에서 골반이 먼 종축 선 회 하는 동작의 개념은 골

의 X-factorstretch와 일치하므로 두 동작 간의 비교는 의미가 있다.

박태진 등 (2010)의 골 드라이버와 아이언 스윙 시 X-factorstretch연구

에 의하면 로 골퍼들의 스윙 동작은 백스윙 탑과 다운스윙 사이에 클럽이

잠시 멈춘 것처럼 보이지만 이는 백스윙과 다운스윙의 방향 환에 의한 상

으로 클럽이 멈추고 있는 동안에도 힙은 드라이버와 아이언 스윙 모두 목표

방향으로 수평회 을 일으키면서 X-factorstretch작용을 발생시킨다고 하

다.최민철 등 (2010)은 X-factorstretch가 일어난 실제 값을 EffectiveX-factor

로 표 하 는데 골 선수들에게서 나타난 수치는 1.00~13.82°범 에서

- 84 -

4.36±1.78°의 평균값을 약 0.09sec의 시간 동안 나타내었다고 한다.본 연구

의 골반 종축 선회 집단 실험 상자들은 허리가 오른쪽 뒤로 젖 져 있는

비 자세에서 방의 목표 방향으로 상체보다 앞서 골반을 수평회 시키고

있는 것으로 나타났는데,골반이 먼 빠르게 회 을 하는 동안 상체 역시

느리게 회 을 진행하고 있어 X-factorstretch발생 시 의 양상과 유사하 지

만,10.71±6.67°의 선 회 각도 평균값과 약 0.13sec의 시간 소요는 상기 골

연구와 차이가 있었다.

지르기 동작을 수행 시 골반의 최 각변 가 비선회 집단에 비해 약 1.5

배 크게 나타났지만(50.51±8.96°vs.33.10±9.13°),지르기 해 골반을 회 시

키는 국면(P1~P2)에서의 수행 시간이 짧은 것(약 0.22secvs.약 0.26sec)을

동시에 고려해 보면,짧은 시간 안에 골반을 종축 심으로 더 많이 회 시

킨다는 것을 확인할 수 있었으며,이는 골반 종축 선 회 동작을 특징짓는

가장 요한 특성이라고 할 수 있을 것이다.이 같은 결과는 임형 등

(2011)의 테니스 양손 백핸드 스트로크 시 오 스탠스와 스퀘어 스탠스에서

상체꼬임 시간은 약 0.07sec로 동일하나 상체꼬임각이 각각 약 44°와 32°를

나타내 오 스탠스가 상체의 꼬임을 빠른 시간 안에 처할 수 있는 자세임

을 확인한 것과 유사하 다.

황인승 등 (2004)은 숙련자와 보자의 태권도 돌려차기의 분석 결과 차기

비동작구간에서의 시간이 숙련자가 보자에 비하여 긴 반면 스윙구간에서

소요되는 시간은 상 으로 짧았다고 보고하 다. Schneider, Zernicke,

Schmidt와 Hart(1989)는 동작 수행시간이 감소함에 따라 력을 제외한 모든

합회 력 성분이 증가하고,회 력-시간의 계가 EMG와 함께 큰 폭으

로 변화한다고 보고하 다.연습을 반복함에 따라 동작 시간은 고,분 들

의 동작을 수동 이면서 즉각 반응할 수 있도록 하는 반동동작의 근육 회

력으로 사용하는 상을 나타내는 쪽으로 운동 응이 체된다고 하 다.

본 연구의 결과와 비교하면 체 동작 수행시간은 비선회 집단과 선회

- 85 -

집단이 각각 0.49±0.07sec,0.48±0.05sec로 유사하지만,골반의 회 동작을

수행하는 2구간에서의 시간은 선회 집단(0.09±0.02sec)이 비선회 집단

(0.15±0.04sec)보다 유의하게 짧아,선행 연구 결과들처럼 골반 종축 선 회

이 보다 숙련 기술일 가능성을 유추할 수 있다.

황인승 등 (2004)의 연구는 돌려차기 시 보자에 비하여 숙련자에게 반동

동작이 많이 나타난다고 하면서,이에 한 근거로 허리 과 엉덩 의

각 축별 회 각도 도면에서 곡선 변곡 수의 많고 음을 숙련성 여부를

악하는 척도로 제안한 바 있다. 의 연구결과를 <그림 9>,<그림 11>의 종

축 골반과 상체의 각도 각속도 도면에 입해 보면,두 집단 모두 비슷한

곡선 변곡 수를 가지므로 여러 분 들을 반동동작을 이용하여 다양하게 활

용하고 있음을 유추할 수 있지만,곡선의 기울기,변화폭 등에 있어서 선회

집단이 비선회 집단에 비해 더 크고 다양하게 움직이는 경향을 보여 신체

여러 분 들을 더 잘 활용하고 있다고 생각한다.Myers등 (2008)의 공의 속

도를 기 으로 한 골퍼들의 수 분류 연구에 의하면,골반과 상체의 회 을

분리하여 얻은 X-factorstretch와 같은 변인들이 골 공의 임팩트 속도를 빠르

게 하는 요 변인이라고 하 다. 에 비추어 볼 때,본 연구의 골반과 상체

가 동시에 움직이는 비선회 집단보다 골반과 상체의 분리가 일어나는 선회

집단이 반동동작을 이용하여 신체 여러 분 들을 더 잘 활용하는 숙련된

기술을 구사하는 집단이라 사료된다.

Cheetham 등 (2001)은 드라이버 스윙 동안 로골퍼 집단과 아마추어골퍼

집단을 비교하면서 X-factorstretch가 로골퍼 집단이 아마추어골퍼 집단보다

19% 더 크게 나타나 X-factorstretch가 워를 형성시키는 요한 역할을 한

다고 하 고,박태진 등 (2010)은 X-factorstretch가 로골퍼들에게는 드라이

버 스윙이나 아이언 스윙에서 상체에 탄성에 지를 비축하여 워를 생성하

기 해 항상 작용되는 원리라 보고하 다.본 연구에서는 골반 종축 선 회

동작이 실제 으로 워를 증 시키는지 알아보기 하여 허리와 오른쪽

- 86 -

어깨 주변 근육군의 워를 조사하 는데,허리에서는 선회 집단이

686.49±251.92W이고 비선회 집단이 347.68±101.84W로 약 2배 가량 크게

구심성 수축을 하는 것으로 나타났고,오른쪽 어깨에서는 선회 집단이 –

817.45±618.63W이고 비선회 집단 –521.38±213.36W로 약 1.5배 가량 큰

원심성 수축을 하는 것으로 나타났다.이는 선행연구 보고와 같이 골반 종축

선 회 동작에 의하여 큰 워가 생성되었음을 확인한 것이며,아울러 허리

의 구심성 수축에 의한 워가 오른쪽 어깨 의 원심성 수축에 의한 워

로 이된 것을 부가 으로 확인할 수 있었다.

Myers등 (2008)은 100명의 골퍼를 볼의 속도 차이(약 56m/s,66m/s,75

m/s)로 집단을 지어 골반 각도,상체 각도,골반-상체 상 각도 등을 비교한

결과 X-factorstretch와 같은 개념인 상체와 골반의 최 분리 각도와 최 각

속도가 요한 변인이 된다고 보고하 다.본 연구에서 골반 종축 선회 집

단의 주먹 최 속력은 7.91±1.34m/s로 비선회 집단의 6.73±0.77m/s에 비

해서 더 빠르게 나타나 상기 연구 결과와 유사함을 보여 주었고,앞서 살펴

본 오른쪽 어깨 주변 근육군의 워가 빠른 주먹의 속도를 생성시켰을

것으로 상한다.

따라서 골반 종축 선 회 동작에 의해 허리 어깨 주변 근육군의

워가 증 될 것이라는 가설은,본 연구의 결과 여러 선행연구 결과와의

비교를 통하여 채택할 수 있었고,이로 인해 말단 분 의 속도를 증가시켜

주먹의 속도 역시 선회 집단에서 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다.

2.골반 종축 선 회 동작의 SSC유무

Cheetham등 (2001)은 X-factorstretch가 크면 클수록 큰 힘이 유발되어 임팩

트 시 보다 큰 클럽헤드 스피드를 얻을 수 있다고 주장하는 근거로 SSC효

- 87 -

과를 들면서,Enoka(1994)가 골반의 선 회 동작 시 수행한다고 제안했던

SSC원리를 용시켰다. 한 Burden등 (1998)과 Fletcher등 (2004)역시 사

원심성 수축에 의한 어깨의 가속도 증가와 근육군의 일이 증가할 것이라

측하 는데,X-factorstretch에 한 운동학 자료 분석 외 SSC원리를 증

명할 만한 정량 인 자료를 제시하지는 않았다.따라서 본 연구의 태권도 주

춤서 지르기 시 골반 종축 선 회 동작의 워와 일 분석을 통한 SSC기

의 확인은,골반을 선 회 시키는 동작이 SSC원리를 활용하고 있다는 검증

임과 동시에 선행연구들의 측을 증명한다는데 의의가 있다.

Burden등 (1998)과 Myers등 (2008)은 백스윙 동안 상체와 골반의 분리는 상체에

탄성에 지를 비축하여 다운스윙 시 클럽 헤드의 속력을 증 시키는 역할을

한다고 하 다.따라서 허리 에서 탄성에 지 장과 련된 기 을 찾

기 하여 <그림 14>의 각 회 축별 각도-각속도 도면 분석 결과,좌우축과

종축은 진 가속-감속 회 스 링 응 형태를 나타내지만, 후축을

심으로 격한 가속-감속을 하면서 다이나믹스 변화를 나타내면서 직선의

탄도 응 형태로 이시킬 비를 하는 것으로 생각된다. 반-후방 기울

기를 담당하는 허리 의 좌우축 각도-각속도 도면 상에서 골반의 각도가

최 가 되는 E3이벤트 시 까지 비선회 집단은 각도만 증가하는 양상을

나타낸 반면에,선회 집단은 같은 구간 스 링 형태로 에 지를 장해 복

원시키는 것으로 나타났다.즉,각도와 각속도 변인만으로 허리 주변 근육군

의 탄성에 지 장을 간 으로 유추할 수 있었다.

Winter(2005)에 의하면 근육이 구심성 수축을 하면 양의 일을 하고 이 값

은 근육에서 발생하여 사지로 달된 에 지량으로 설명할 수 있으며,반면

에 근육에서 원심성 수축이 일어나면 음의 일을 하고 분 로 에 지가 달

된 것과는 반 로 분 에서 근육으로 에 지가 달되었음(에 지의 흡수)을

의미한다고 하 다. 한 음의 일은 일반 으로 분 에 작용한 외력에 의한

모멘트가 근육이 수축하면서 작용한 모멘트보다 클 때 나타나는 상이라고

보고하 다.

- 88 -

<그림 13>의 선회 집단의 허리 워 곡선의 음의 역에서 양의

역으로 환은 SSC원리가 선회 집단에 용되고 있음을 정성 으로 확인

시켜 주는 자료이다.<표 8>과 <표 9>는 <그림 13>에 한 정량 인 자료를

제공하는데,비선회 집단과 선회 집단 간 동작 비에서부터 골반을 최

로 회 시키는 P1→P2구간에서 허리 일량의 음의 일에서 양의 일로

환에 있어 유의한 차이(-0.27±0.73J→ 25.26±8.18Jvs.-6.97±4.78J→

38.80±15.80J)는 골반 종축 선회 집단의 허리 주변 근군이 사 신

(원심성 수축)-구심성 수축-원심성 수축의 과정을 거치면서 SSC기 으로 충

분한 워를 발휘하고 있음을 확인시켜 주었다.

부가 으로 P2구간 이후 P3구간에서 허리 주변 근육군의 일량이 음

의 일을 하는 것으로 나타나 허리 부 의 충격을 흡수하는 기 을 나타

내었다. 한 좌우 엉덩 은 동작 수행 내내 구심성 수축을 하면서 회

력의 이 는 균형 유지를 수행하 고,허리 주변 근육군의 높은

워는 다시 상체로 이되어 오른쪽 어깨 의 원심성 수축을 유발해 해당

에 연결된 분 들을 던지는 것으로 보인다.

골반 종축 선 회 동작이 허리 주변 근육의 SSC를 유발할 것이라는 가설

은 본 연구의 결과를 통해 검증할 수 있었고,SSC작용으로 인해 허리

주변 근육군에 큰 워를 생성시켰으며,이는 다시 상체의 오른쪽 어깨

로 이됨을 확인할 수 있었다.

3.허리 회 동작의 힘 발생 이 과정

먼 지면반력 후축 성분은 왼발과 오른발의 값들이 서로 반 의 상을

가지고 교차하기 때문에,이 지면반력의 작용으로 인하여 다리에 연결된 골

- 89 -

반과 상체는 수평면 상에서 회 을 할 수 있는 것으로 측 가능하다(그림

16). 후축 상에서 양 발을 통하여 앞뒤로 고 당기는 짝힘은 수평면 상에

서의 회 력을 발생시켰고,특히 선회 집단의 경우 골반-상체 상 각도가

최 가 되는 E2이벤트 시 에서 비선회 집단보다 약 3~4배 큰 후축 지

면반력 최 값을 나타내(표10), 에서 살펴본 골반 종축 선 회 동작의 효

과들이 E2이벤트 시 에서의 후축 지면반력으로부터 비롯되었을 것이라

사료된다.한편 신체가 왼쪽 는 오른쪽의 한쪽 방향으로 쏠리는 것을 막아

주는 역할을 담당하는 지면반력의 좌우축 성분의 경우, 비 구간(P1)동안

비선회 집단보다 선회 집단의 좌우축 지면반력이 유의하게 작았다는 것

은 왼발에 의한 좌우축 지면반력의 효과를 상 으로 더 크게 만들어 신체

를 오른쪽으로 쏠리게 하는 힘으로 작용하 을 것이라 상한다.이러한 쏠

림 힘 역시 수평방향으로 나타나므로 신체의 수평면 상 회 력 발생에 일정

정도 기여를 하 을 것으로 사료된다.

지면반력의 종축 성분 변화는 실험 상자의 체 을 변화시킴으로써 가능하

다. 비 구간에서 왼발에 체 을 증가시키다가(weighting)감소시키고,오른발

의 경우는 오히려 체 을 감소시키다가(unweighting)주먹을 지른 이후에 증가

시키는데,이는 시계방향으로의 골반과 상체 회 오른쪽 상지 분 을

방으로 던지는 듯한 동작을 쉽게 하기 하여 오른발에 실려 있는 체 을 조

정하는 것으로 보인다.특히 이후 E4이벤트 시 이후에 증가하는 것은 오

른팔을 지른 후 더 이상의 시계방향 회 을 막고 균형을 유지하기 하여

항력으로 작용된 것으로 생각된다.

박태진 등 (2010)의 드라이버와 아이언 스윙 시 지면반력 연구 결과에 의하

면 X-factorstretch시 에서의 종축 지면반력이 왼발 0.29~0.33BW,오른발

0.62~0.67BW를 기록하 으나,본 연구에서는 같은 시 (E2)두 집단 모두 왼

발 약 360N(약 0.55BW),오른발 약 330N(약 0.50BW)을 나타내,골 의

백스윙은 오른발에 체 이 실리는 반면 태권도의 지르기는 양 발에 고루 체

- 90 -

을 싣는 차이가 있는 것으로 나타났다.

집단의 양 발 유리 토크가 동작 비 구간 이후 0에 가까운 값으로 떨어지

고 이후 그 수 에 계속 머물 다는 것은,선회 집단은 지르기 해 허리

를 반시계방향으로 회 시켜 던진 이후에는 유리 토크를 거의 이용하지 않았

다는 증거이다. 의 사실은 선회 집단의 경우 <그림 16>의 지면반력 후

축 성분의 양 발 최 값,최소값 발 시 이 E2이벤트 시 과 일치하는 것

과 련이 있는 것으로 유추되는데,선회 집단은 지면반력 유리 토크를

통하여 얻은 회 력을 통해 골반 상체를 회 시킨 후 작용-반작용에 의한

성으로 주먹을 지르는 반면,비선회 집단은 지르기 해 주먹을 던지는

순간과 그 이후에도 계속하여 지면반력 유리 토크를 작용시킨 것으로 사

료된다.따라서 지면반력,유리 토크의 분석으로 골반 종축 선 회 동작이

비구간(P1)에서 지면반력과 유리 토크의 차에 의하여,비선회 집단과 차

별될 수 있음을 확인하 다. 선회 집단은 골반 회 동작구간(P2)이후

에는 지면반력의 향을 비선회 집단보다 작게 향을 받도록 제어 략을

취하고 있었고,유리 토크의 값은 거의 나타나지 않았다.

허리의 합력을 나타낸 <그림 18>의 유효 힘 성분을 염두에 두고

합력과 짝힘을 보게 되면 좌우축과 후축은 짝힘 요소보다 합력 요소의

추이를 많이 따라가는 것을 볼 수 있다.즉,지면반력이나 좌우 고 등의

인 로부터의 커 링에 의한 힘의 방향과 크기를 추측할 수 있는데,종

축 방향의 합력은 짝힘 요소에 의해 거의 상쇄되어 유효 힘이 매우 작은

것을 확인하 다.즉,종축 방향 합력 성분은 커 링힘 요소가 부분이

라는 것을 유추할 수 있었다.Winter(2005)는 외부 힘에 의한 모멘트가 근력

의 작용보다 컸을 때 음의 일이 발생한다고 주장하 는데,<표 9>의 P1구간

허리 주변 근육군이 한 일이 음의 값을 나타낸 것은 허리 근육 자체의 힘보

다 짝힘 요소에 의존했다는 사실을 뒷받침하는 것이라 사료된다.비선회

집단에서의 짝힘 요소를 살펴보면 동작 기에 좌우축에서는 오른쪽(바깥쪽)

- 91 -

으로 미는 힘을 원 분 들이 생성하 고, 후축으로는 뒤로 미는 힘을 생

성한 반면,선회 집단에서는 커 링에 의한 힘들의 변화가 상당히 다양하

여 그에 따라 합력의 곡선도 여러 변곡 을 나타내었다.종축 지면반력

성분은 짝힘은 로 미는 압력으로 작용하고, 력 합력은 이 힘을

내리 름으로써 거의 상쇄시키는 경향을 보인다.단,주먹을 지르기 직 인

E3이벤트 시 에 짝힘 요소의 수직 지면반력을 임과 동시에 합력의

르는 힘도 감소시키는데 이 때 언웨이 이 발생하는 것으로 생각되고,선

회 집단은 이 작용을 하는 구간이 다소 길어 허리 근육군에 압축되는 힘이

어들었을 것이라 상한다.

특이한 은 <그림 19>에서 좌우축과 후축의 동작 비구간(E2이벤트까

지)에서 선회 집단에서만 나타나는 회 력 곡선이 나타난다는 것이다.동작

반에 나타나는 이 회 력 곡선들이 비선회 집단보다 상 으로 큰 선회

집단의 종축 큰 회 력을 도와 골반 종축 선 회 동작을 발생시키는 것

으로 생각된다.

Fleisig등 (1995)은 야구 투구 동작에서 오른쪽 어깨 에 내측회

합회 력이 67Nm, 방으로 310N의 힘이 최 로 작용하 으며,어깨를 잡

아당기는 최 합력은 최 1,090N으로 나타났다고 한다.본 연구에서

는 종축 선 회 동작이 일어나는 E2이벤트 시 의 허리 종축에서 선

회 집단이 약 87Nm,비선회 집단이 약 56Nm의 최 합회 력이

외측 회 력으로 나타나 이 힘으로 상체를 회 시키는 것으로 사료된다.

한 E3이벤트 후에 오른쪽 어깨는 선회 집단 약 42Nm,비선회 집단

약 33Nm의 최 수평 외 의 회 력을 사용하여 주먹 상완을 던지는 것

으로 보인다.

Dapena(1997)는 공 에서 작용-반작용을 이용하여 골반을 순간 으로 튕기

는 동작을 고양이동작이라 하고 이 동작이 어떻게 생겨나는지 추후 연구과제

로 남겨놓은 바 있었다.골반 종축 선 회 동작은 처음의 회 력을 지면반

- 92 -

력과 근력을 통해서 얻었지만,해당 회 력을 골반과 상체를 순간 으로 빨

리 돌리는데 사용하고 상쇄시키거나 소멸시킨다면 성에 의해서 나머지 분

의 회 이 발생하게 될 것이다.본 연구의 결과로 비추어 볼 때,Dapena의

고양이동작은 근력 기타 어떤 힘으로든 골반과 같이 무거운 분 을 순간

으로 회 시켰다가 멈춘다면 성 작용-반작용 법칙에 의하여 나머지

분 들의 회 이 연쇄 으로 일어나는 같은 원리일 것이라 사료된다.

한편, 워의 분치인 일의 구간별 제시를 통하여 별 근수축 양상과

워의 이를 악할 수 있었고,무릎 ,엉덩 을 거쳐 허리 주

변 근육군의 워는 오른쪽 어깨 로 이되고 있었다. 한 P1 P2구

간 동안 선회 집단의 양쪽 엉덩 ,허리 일의 양이 비선회 집단

에 비해 유의하게 컸던 것이,P3구간에서의 선 회 오른쪽 어깨 워

증 에 큰 향을 끼치는 것으로 나타났다.

한 골반 종축 선 회 동작은 각 축별 신 각운동량을 증가시키는데,최

각운동량이 나타나는 시 과 최 각운동량에 기여하는 분 들의 기여 정

도가 두 집단 간 차이를 나타내었다(표 14).기여 정도는 미미하지만 하지의

각운동량으로부터 기시된 체 각운동량은 골반으로 이되고,이후 상체와

양쪽 상지로 이가 되었다(그림 22).특히 상체의 각운동량이 나타난 이후에

는 오른쪽 상지의 각운동량 최 값이 왼쪽 상지 각운동량 최 값과 거의 동

시에 제일 늦게 나타났는데,오른쪽 상지 각운동량의 크기는 좌우축에서 반

로 상쇄되고,종축에서는 상체의 각운동량보다 작거나 비슷했지만,실제 주

먹의 속도를 좌우하는 후축에서 각운동량 양상은 두 집단 간 유의한 차이

가 나타났다.즉,비선회 집단이 상체와 머리의 후축 각운동량이 매우 작

아 체 각운동량에 향을 미치지 못했던 반면,선회 집단은 상체와 머리,

왼쪽 하지의 각운동량까지 더해져 체 각운동량을 구성하 고 이 각운동량

들이 오른쪽 상지로 이되어 큰 각운동량을 만들어 낼 수 있었다.

지면반력 후축의 짝힘으로부터 생성된 회 력은 골반 종축 선 회 동작

- 93 -

시 그 크기가 배 이상 증가하는 수평 회 력으로 작용하고,다리 자세 체

이동의 응을 통하여 좌우축(기울임)과 종축(웨이 ,언웨이 )의 지면반

력,그리고 발바닥에 작용하는 유리 토크 역시 골반 상체를 회 시킬 수

있는 힘으로 도움을 주었다. 한 허리와 오른쪽 어깨의 합력과 합

회 력 분석을 통하여,허리의 종축 회 으로 인한 외측 회 력이 오른쪽 어

깨의 좌우축, 후축 회 력으로 이되는 것을 확인하 다. 한 골반 종축

선 회 이 나타나는 구간에서의 음의 일은 커 링 요소에 의한 회 력이 발

생하고 있음을 뒷받침하며,이 구간 동안 양 엉덩 과 허리 은 많은

일을 하는 것으로 나타났다.이러한 사실은 각운동량의 이가 골반,상체,

오른쪽 상지와 왼쪽 상지 동시의 순으로 차례 로 나타나는 것으로도 간

으로 확인할 수 있었다.

이상에서 알아본 바를 종합하면 허리 회 동작의 발생은 지면반력 수평

성분이 주를 이루지만,지면반력의 수직 성분과 유리 토크 역시 회 을 돕는

요소로 악된다.이러한 수평성분은 허리의 종축 회 을 야기하고,이는 다

시 오른쪽 어깨의 후축,좌우축 회 을 불러 일으키는 것을 확인하는 것으

로 가설을 검증하 다.

- 94 -

Ⅵ.결 론

태권도 기술은 크고 화려한 시범 성격의 동작에서 민첩하면서도 강력한 순

발력이 강화된 형태로 진화하고 있다.말단 분 의 빠른 스피드,정확성,

는 강한 힘을 하여 던지는 듯 하거나 미는 듯한 연결 동작을 사용하는데,

이 동작을 발하거나 리드하는 것으로 알려진 골반 상체의 기시 분 에

한 연구는 매우 제한 인 종목에서 수행된 실이다.특히 종축을 심으

로 골반을 튕기는 듯한 회 동작은 태권도뿐만 아니라,골 ,야구,테니스

와 같은 여러 스포츠 종목에서도 발견되고 있음에도 불구하고,체계 인 연

구를 통한 이 동작의 과학 인 원리 제시가 아직 이 지지 않아 이유 효

과 등에 한 정보가 많이 부족한 편이다.운동학 자료 제시를 통하여 허

리 어깨에서 더 빠른 각속도 워를 발생시킨다는 것을 확인한 몇몇

선행연구들은 그 이유로 척추 회 근군의 SSC원리 활용과 상체의 탄성에

지 축 을 주장하 지만,실제로 해당 원리가 이용되고 있는지 태권도 주춤

서 지르기 시에 용되고 있는지 정량 으로 확인할 필요가 있었다. 한 골

반 종축 선 회 동작을 포함한 허리의 회 이 태권도 주춤서기 상태에서 어

떤 힘으로 인하여 발생되었고,어떻게 상체에 회 이되어 주먹을 지르

게 되는지에 한 종합 인 설명이 요원하 다.이에 본 연구에서는 태권도

주춤서 지르기 시 골반 종축 선 회 동작의 특성과 함께 종축을 심으로 한

허리 회 동작의 힘 발생 이 과정을 연구하는 것을 목 으로 하 다.

태권도 품새 문 선수 11명을 상으로 동작 속도를 별도 통제하지 않고

최 한 빠르고 강하게 허공의 몸통을 목표로 한 오른손 주춤서 지르기를 5회

실시할 것을 주문하 고,Qualisys동작분석 시스템(150Hz)과 AMTI지면반력

기(1,000Hz)를 이용하여 동작 촬 지면반력 자료를 획득하 다.부착된

마커의 치 자료는 QualisysTrackManager 로그램을 통하여 변환하고,

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Visual3D 로그램을 이용하여 실험 상자를 15개 분 로 모델링하여 각 분

에 지역좌표계를 설정하 다.오른손 주먹을 지르기 하여 허리를 젖

비하는 시 ,상체보다 골반을 먼 회 시키는 경우 골반-상체 각도가 최

각을 이루는 시 ,골반이 반시계방향으로 최 각을 이루고 되돌아오는 시

,골반이 시계방향으로 돌아와 진정되기 시작하는 시 ,주먹을 지르고 완

히 멈추는 시 을 이벤트를 설정하고 분석을 실시하 다.골반 종축 선 회

동작의 특성을 악하기 하여 구간 시간,골반의 종축 심 회 각도,

상체의 종축 심 회 각도,골반-상체의 상 각도,골반 상체의 각속도와

주먹 최 속력을 측정하 다.골반 종축 선 회 동작의 효과를 알아보기

하여 역동역학 인 방법을 통하여 허리와 오른쪽 어깨 의 워와 주먹

최 속력을 산출하 다.상체의 꼬임을 통한 탄성에 지 축 유무를 확인

하기 하여 허리의 각도-각속도 도면을 작성하고 분석하 고,허리 주변 근

육군의 워와 일을 산출하여 SSC원리가 용되었는지를 확인하 다.골반

종축 선 회 동작을 비롯한 허리 회 이 어떻게 비롯되었는가 알기 한 지

면반력과 유리 토크,양 다리와 엉덩 을 통해서 이된 힘들이 허리와

어깨에 어떠한 향을 미치는지 악하기 한 허리와 오른쪽 어깨의 합

력 합회 력을 산출하 다.특히 합력 합회 력의 각 힘

들이 근력,골 골력,인장력 등을 포함한 주변 근육군 자체의 힘인지

원 분 로부터 커 링된 힘인지 알기 하여 각 힘의 구성요소들을 분해하

여 도출하고 해석하 다. 체 각운동량을 구성하는데 있어서 각 분 들의

역할을 알기 하여 분 별 각운동량 기여도를 산출하 고,마지막으로 실제

주변의 근육군이 얼마만큼의 일을 해서 동작을 수행하 는지 알기 하

여 워를 값 취해 분한 일량을 산출하 다.두 집단 간의 평균 비교

를 하여 독립 t검정을 실시하고 유의수 은 .05로 설정하 다.

연구 결과에 따르면 골반 종축 선 회 동작은 주먹을 지르기 해 동작을

- 96 -

비하는 구간에서 골반을 상체보다 먼 빨리 목표방향으로 회 시키는 동

작이었다.비선회 집단은 동작 비 구간에서 골반과 상체를 거의 동시에

회 시키며 지르기 동작을 시작하는 반면에,선회 집단은 골반을 목표 방

향으로 먼 회 시킨 후 상체의 회 이 뒤따라가는 특성을 지녔으며 체

실험 상자 5명이 선 회 동작을 하고 있었고,나머지 6명은 선 회 동

작을 하지 않았다.이 때 특징 인 것은 선 회 동안의 골반-상체 상 각도

의 증가가 짧은 시간 안에 빠르게 이루어진다는 것인데,본 연구의 선회

집단과 비선회 집단 간의 골반-상체 상 최 각속도는 약 166deg/s와 약

40deg/s를 각각 기록하여 약 4배 가까운 차이를 보 다.이는 다시 선회

집단이 비선회 집단에 비하여 유의하게 빠른 골반 최 각속도와 상체 최

각속도를 더 이른 타이 에 발생시킴으로써 골반이 최 회 각까지 도달

하는 시간을 여 체 수행 시간을 단축시키는 효과를 나타내었다. 한 골

반의 최 각속도가 나타나는 시 에 선회 집단의 허리 부 근육군 최

워가 비선회 집단에 비하여 약 2배 가량 크게 나타났고,이후 오른쪽 어

깨 최 신 워 역시 비선회 집단보다 약 1.5배 큰 것으로 나타났

다.짧은 동작 수행 시간과 신체 여러 분 의 잘 응된 반동동작이 운동기

술의 숙련성 조건임을 감안할 때,골반 종축 선 회 동작은 짧은 동작 시간

동안 큰 워를 냄과 동시에 골반을 상체와 분리시켜 먼 회 시킴으로써

여러 분 의 반동동작을 활용하는 보다 숙련된 기술이라고 사료된다.

골반 종축 선 회 동작은 허리 의 각도-각속도 도면에서 좌우축의 스

링 응 형태를 보여 허리 주변 근육군의 탄성에 지 장과 련된 기

형태를 나타내었다. 한 허리 주변 근육군이 한 일을 분석한 결과,선

회 집단은 원심성 수축에 이은 구심성 수축의 양상을 보여 SSC기 을 사

용하고 있었으나,비선회 집단은 골반 회 동작 구간에서 허리의 구심성

수축만을 하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 련 선행연구들이 골반 선 회

동작의 운동학 자료를 제시하고 워 가속도의 증가 이유로 SSC원

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리를 측하 으나,SSC원리를 증명할 만한 구체 인 자료를 제시한 경우는

찾기 힘들었다.본 연구는 골반 종축 선 회 동작이 태권도 종목에도 나타

난다는 것과 해당 동작이 실제 SSC원리를 활용하고 있음을 정성 ,정량

으로 검증했다는데 의의가 있다.

선회 집단은 동작 비단계인 E2이벤트(골반과 상체 사이 상 각도 최

)시 에서 지면반력의 수평 성분 후축에서 왼발은 앞으로 고,오른

발은 뒤로 당겨 짝 회 력을 생성하 고 이는 비선회 집단의 약 3배 가까

이 되는 힘이었다.한편 골반이 최 로 회 하는 시 에서 오른발과 왼발의

유리 토크를 0에 가깝게 감소시키는 경향을 보 다.선회 집단은 지면반력

유리 토크로부터 얻은 회 력을 통해 골반 상체를 회 시키고 이후 작

용-반작용에 의한 성으로 주먹을 지르는 반면에,비선회 집단은 지르기

해 주먹을 던지는 순간과 그 이후에도 계속하여 지면반력 유리 토크를

작용시키는 것으로 사료된다.지면반력의 수평방향 성분은 양 다리를 통하여

이되고 엉덩 을 통하여 골반에 이되는데,허리 의 합력과

합회 력 성분을 분석한 결과 엉덩 로부터의 커 링 요소에 의한 힘

이 부분을 차지하고 있어,허리 부 의 근육군에 의한 자발 인 힘은

거의 나타나지 않았다. 한 골반 종축 선 회 이 나타나는 구간에서의 음의

일은 커 링 요소에 의한 회 력이 발생하고 있음을 뒷받침하며,이 구간 동

안 양 엉덩 과 허리 은 많은 일을 하는 것으로 나타났다.이러한 사

실은 각운동량의 이가 골반,상체,오른쪽 상지와 왼쪽 상지 동시의 순으로

차례 로 나타나는 것으로도 간 으로 확인할 수 있었다.

골반 종축의 선 회 동작의 특성과 함께 태권도 주춤서 지르기 시 종축을

심으로 한 회 력의 이 과정을 연구하는 본 연구의 결론은 다음과 같다.

골반 종축 선 회 동작은 지르기 한 비 구간에서 골반을 선 회 시키

는 반동동작으로서 동작 시간 감소,빠른 각속도,큰 각운동량을 생성시키는

- 98 -

것으로 나타났다.하지의 수평 지면반력을 이용하여 회 시킨 허리 은

종축 방향 큰 회 력 워를 생성하 고,이는 다시 어깨 의 후축,

좌우축 회 력과 워를 증 시키는 역할을 하 다.선행연구에 비추어 볼

때,이러한 효과 증 는 최 골반 종축 선 회 동작을 수행 시 허리를 구

성하는 골반과 상체 사이 여분의 자유도를 해제시킴으로써 효율 반작용 활

용 형태가 나타난 것으로,보다 더 숙련된 기술의 기 이라 할 수 있을 것이

다.

무술의 특성 상 태권도는 민첩하고 강한,즉 워가 큰 기술을 사용하여야

상 와의 결에서 우 를 할 수 있다.본 연구의 골반 종축 선 회 동작

은 하나하나의 낱기술이 아닌 체 기술에 용될 수 있는 기능으로서, 워

증 효과가 있는 SSC원리를 이용하고 있기 때문에,다른 손동작과 차기에

동일하게 용한다면 가동범 는 짧으면서도 빠르며 강한 회 동작을 만들

어 낼 수 있다. 한 허리의 종축 회 은 커 링 힘 요소들의 비 이 많이

차지하 던 것을 확인하 으므로,수평 회 력에 계되는 여러 변인들을 인

지하고 극 화 할 수 있는 방법을 고안하여 수련생들에게 교육시킨다면 보다

큰 교육효과와 기능 경기력 향상에 도움이 될 것이라 기 한다.

- 99 -

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- 104 -

부 록

Visual3D수식 입력

1)손목 의 합회 력 구하기

! R_Rfist

Subtract_Signals

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=CGPos+ProxEndPos

/SIGNAL_FOLDER=RHA+RHA

/RESULT_NAME=R_Rfist_wrist

! F_Rwrist

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=MODEL::SEGMENT::RHA::MASS*(KINETIC_KINEMATIC::RHA::CGAcc-vector(0,0,9.8

1))

/RESULT_NAME=F_Rwrist

! T_Rwrist

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=vector(MODEL::SEGMENT::RHA::IXX,MODEL::SEGMENT::RHA::IYY,MODEL::SEGMEN

T::RHA::IZZ)*vector(KINETIC_KINEMATIC::RHA::AngAcc)-cross(vector(DERIVED::PROCESSED::R_Rf

ist_wrist),vector(DERIVED::PROCESSED::F_Rwrist) )

/RESULT_NAME=T_Rwrist

2)팔꿈치 의 합회 력 구하기

! R_Rforearm

Subtract_Signals

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=CGPos+DistEndPos

/SIGNAL_FOLDER=RFA+RFA

- 105 -

/RESULT_NAME=R_Rforearm_wrist

Subtract_Signals

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=CGPos+ProxEndPos

/SIGNAL_FOLDER=RFA+RFA

/RESULT_NAME=R_Rforearm_elbow

! F_Relbow

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=MODEL::SEGMENT::RFA::MASS*(KINETIC_KINEMATIC::RFA::CGAcc-vector(0,0,9.8

1))+DERIVED::PROCESSED::F_Rwrist

/RESULT_NAME=F_Relbow

! T_Relbow

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=vector(MODEL::SEGMENT::RFA::IXX,MODEL::SEGMENT::RFA::IYY,MODEL::SEGMEN

T::RFA::IZZ)*vector(KINETIC_KINEMATIC::RFA::AngAcc)+DERIVED::PROCESSED::T_Rwrist-cross(v

ector(DERIVED::PROCESSED::R_Rforearm_elbow),vector(DERIVED::PROCESSED::F_Relbow) )-cross

(vector(DERIVED::PROCESSED::R_Rforearm_wrist),vector(-DERIVED::PROCESSED::F_Rwrist) )

/RESULT_NAME=T_Relbow

3)허리 의 합회 력 구하기

! R_RPV_Rhip

Subtract_Signals

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=CGPos+ProxEndPos

/SIGNAL_FOLDER=RPV+RTH

/RESULT_NAME=R_RPV_Rhip

! R_RPV_Lhip

Subtract_Signals

- 106 -

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=ProxEndPos+CGPos

/SIGNAL_FOLDER=LTH+RPV

/RESULT_NAME=R_RPV_Lhip

! R_RPV_waist

Subtract_Signals

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=CGPos+ProxEndPos

/SIGNAL_FOLDER=RPV+RPV

/RESULT_NAME=R_RPV_waist

! F_Waist

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=MODEL::SEGMENT::RPV::MASS*(KINETIC_KINEMATIC::RPV::CGAcc+vector(0,0,9.81)

)+LINK_MODEL_BASED::ORIGINAL::F_Lhip+LINK_MODEL_BASED::ORIGINAL::F_Rhip

/RESULT_NAME=F_Waist

! T_Waist

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=-(vector(MODEL::SEGMENT::RPV::IXX,MODEL::SEGMENT::RPV::IYY,MODEL::SEGMEN

T::RPV::IZZ)*vector(KINETIC_KINEMATIC::RPV::AngAcc))+LINK_MODEL_BASED::ORIGINAL::T_Rhip+L

INK_MODEL_BASED::ORIGINAL::T_Lhip+cross(vector(DERIVED::PROCESSED::R_RPV_Rhip),vector(-LIN

K_MODEL_BASED::ORIGINAL::F_Rhip))+cross(vector(-DERIVED::PROCESSED::R_RPV_Lhip),vector(-LIN

K_MODEL_BASED::ORIGINAL::F_Lhip))+cross(vector(DERIVED::PROCESSED::R_RPV_waist),vector(DER

IVED::PROCESSED::F_waist))

/RESULT_NAME=T_Waist

4)손목 주변 근육군의 워 구하기

! Rwrist_angle

Compute_Model_Based_Data

/RESULT_NAME=Rwrist_angle

- 107 -

/FUNCTION=JOINT_ANGLE

/SEGMENT=RHA

/REFERENCE_SEGMENT=RAR

! Convert degree to radian

Divide_Signal_By_Constant

/SIGNAL_TYPES=LINK_MODEL_BASED

/SIGNAL_NAMES=Rwrist_angle

/SIGNAL_FOLDER=ORIGINAL

/RESULT_NAMES=++++++

/RESULT_SUFFIX=_radian

/CONSTANT=57.29578

! Rwrist_AngVel

First_Derivative

/SIGNAL_TYPES=DERIVED

/SIGNAL_NAMES=Rwrist_angle_radian

/SIGNAL_FOLDER=PROCESSED

/RESULT_NAMES=++++++

/RESULT_SUFFIX=_AngVel

! Rwrist_Power

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=dot(vector(DERIVED::PROCESSED::T_Rwrist), vector(DERIVED::PROCESSED::Rwrist

_angle_radian_AngVel))

/RESULT_NAME=Rwrist_Power

5)발 분 각운동량의 remoteterm구하기

!SEGMENT 1 Right Foot

Subtract_Signals

/SIGNAL_TYPES=KINETIC_KINEMATIC+KINETIC_KINEMATIC

/SIGNAL_NAMES=CGPos+CenterOfMass

/SIGNAL_FOLDER=RFT+Model

- 108 -

/RESULT_NAME=R_RFT

H_remote_RFT

Evaluate_Expression

/EXPRESSION=MODEL::SEGMENT::RFT::mass*cross(vector(DERIVED::PROCESSED::R_RFT),

vector(KINETIC_KINEMATIC::RFT::CGVel))

/RESULT_NAME= H_remote_RFT

- 109 -

Abstract

BiomechanicalAnalysisoftheAxial

Pre-rotationalMovementofthePelvisforthe

JireugiintheTaekwondoJuchumseogiStance

Choi,Chi-sun

PhysicalEducationDept.

TheGraduateSchool

SeoulNationalUniversity

Thepurposeofthisstudywastoinvestigatethecharacteristicsofthepelvic

axialpre-rotationalmovementfortheJireugiintheTaekwondoJuchumseogi

stance,byfocusingonthetorquegeneratedanditstransferprocedurebythe

rotationofthewaist.EleveneliteTaekwondoPoomsaeathletesparticipated.Each

participantperformed5righthandJireugiinJuchumseogistanceasfastand

strongaspossiblewhiletheirmotionwasrecordedbya3D motionanalysis

system andthegroundreactionforcesbytwoforceplates.A15-segmentmodel

with15-localcoordinatesystemswereused.Thephasetime,axialrotationalangle

ofthepelvisandtrunk,relativepelvis-trunkrotationalangle,angularvelocity,and

maximalspeedofthefistweremeasuredaccordingtoeachofthepelvisaxial

- 110 -

pre-movementconditions.Toevaluatetheefficiency,thepowerofthewaistand

rightshoulderwerealsocalculated usingtheinversedynamicsmethod.The

angle-angularvelocitydiagramofthewaistjointwerecreated,andthepowerand

workofthemusculargroupsurroundingthewaistwereanalyzedtoverifythe

elasticenergyaccumulationandtheeffectofthestretch-shorteningcycle(SSC)

theory. From thegroundreactionforces,thefreemoments,theresultantjoint

forcesandtorquesofthewaistandrightshoulderjoint,theangularmomentum

contribution and thework ofwholebody werecomputed and analyzed to

understand thetorquegeneration anditstransferprocedurefrom thewaist’s

rotational movement.Through analysis of the pelvic rotational data, the

participantswereclassifiedintoapre-rotationalandnonepre-rotationalgroup.

Significantdifferencesweretheninvestigatedbyaseriesofindependentsamples

t-tests(α=.05).

Thepelvicaxialpre-rotationalmovementhadapelvisrotationearlierandfaster

than the trunk during the preparation phase ofthe Jireugi.Forthe none

pre-rotation group,the pelvis and trunk rotated almostsimultaneously,but

pre-rotationgrouprotatedthepelvisabout4timesfasterthantheothergroupand

thisledtothetrunk’srotation.Thepre-rotationgroup’spelvicrotationtimewas

shorter,thepowerofthewaistandtherightshoulderwereabout2timesand

1.5timesgreaterrespectively,thanthenonepre-rotationgroup.Thus,thisseems

tobeawaytocharacterizeskilllevel.Thecauseofthegreaterpowerseemsto

betheapplicationoftheSSCbythemusclessurroundingthewaistduringthe

preparationphaseofthepre-rotationgroup.Forthenonepre-rotationgroup,they

onlyusedtheconcentriccontractionofthemusclessurroundingthewaist.All

groupsusedthegroundreactionforceandthefreemomenttorotatethepelvis

andtrunk,butsignificantdifferenceswereshowedatthefistthrustingphaseand

- 111 -

after.Theinertialedtherightupperlimbthrowingastheprincipleofactionand

reactioninthepre-rotationgroup.Whilethehorizontalgroundreactionforceand

thefreemomentaffectedthemotioncontinuouslyinthenonepre-rotationgroup.

Additionally,thehorizontalgroundreactionforcefrom thelowerlimbgenerated

the waist axial torque and power transferring them to the shoulder

anterior-posteriorandmedial-lateralaxis.

Thepelvicaxialpre-rotationalmovementofthisstudymaybeappliedtothe

alltechniquesofTaekwondosuchasthehandskillsandkicks.Becauseituses

theSSC theory,ithastheeffectofshorteningoftherangeofmovement,

creatingafastandmorepowerfulrotation,thusincreasingthemagnitudeof

impact.Inaddition,thecoupledforceofthedistalsegmentsisidentifiedtohave

asignificantcontributiontothewaistaxialrotation.Thereforeifthecoaches

educatetheirplayerstousetheirwaistandtheSSC moreefficientlyduring

techniques,thentheywillbeabletoproducequickermorepowerfultechniques.

Keywords:Taekwondo,JireugiinJuchumseogistance,pelvicaxialpre-rotational

movement,relativepelvis-trunkangle,stretch-shorteningcycle(SSC)

StudentNumber:2004-30532

- 112 -

감사의

2004년 박사과정 입학 이후,만 9년 만에 박사학 논문을 마치고 이제야

비로소 감사의 을 게 된다고 생각하니 무척 감격스럽습니다.물론 한국

운동역학회 사무국장,국기원 연구소 임연구원직을 수행했던 5년을 포함하

지만,지 의 학 논문 주제를 처음 계획했던 시기가 2009년임을 생각하면,

연구주제에 한 집 과 빈도에 한 문제는 뒤로 미루더라도 시간이 오래

걸린 것만은 사실인 것 같습니다.

연구·교수직에 한 동경으로 시작한 학원 생활.그 짧지 않은 기간 동

안,‘박사라는 명 를 얻을 자격이 있을까?’라고 반문하며 연구자로서의 제

자질을 의심하기도 했고,‘그래서 뭐?’라고 항상 질문하며 의 연구들이 한

낱 책장 속에 묻 있지 않기를 바라면서 고민을 반복했으며,학 논문 작성

의 고된 과정을 거쳐 나간 선배 박사님들을 존경스럽고 부러운 길로 쳐다

본 이 한두번이 아니었습니다.하지만 국기원 연구원 생활은 막연하기만

했던 태권도 연구에 한 의 시야를 확장시키는데 도움을 소 한 경험

이었고,논문을 작성하는 기간은 제 공인 운동역학을 되돌아 볼 수 있었던

소 한 시간이었습니다.어느 정도 선에서 방 을 찍어 놓아야 다음 단계

로 나아갈 수 있지 않겠나 생각하여,아직은 많이 부족한 논문을 세상에 내

놓게 되었습니다.

학 논문을 쓴다는 것은 연구과정을 한 노력만 필요한 것이 아니더군요.

제 주 여러 사람의 희생과 집 할 수 있는 환경이 실했었음이 지나보니

깨달을 수 있었습니다.다니던 직장을 사직하고 논문을 쓰겠다고 결심한,어

떻게 생각하면 집안의 가장으로서 무책임한 를,항상 에서 믿으며 지켜

주고 내조해 주었던 아내 주리,밤샘 작업을 계속하느라 집에도 잘 못 들

- 113 -

어가는 아빠에게 항상 ‘꼭 1등 하세요!’라고 힘을 북돋워 주었던 아들 우,

멋도 모르고 엄마 오빠 따라 ‘아빠 이 ’을 외쳐 던 딸 은.오늘의 제가

있게 하고,앞으로도 제 삶의 의미가 될 이들입니다.항상 감사하고 사랑합니

다. 한 오늘의 제가 태권도의 길에 있게 하신 아버지,부족한 를 항상 믿

어주시던 어머니,딸 고생시키는 것도 개의치 않으시고 사 잘 되라고 항상

기도해 주시던 장인어른,장모님과 모든 가족들이 오늘의 를 만드셨습니다.

진심으로 존경하고 감사드립니다.

학원 과정 가운데 배우며 감사한 분들이 많습니다.특히 지도교수님이신

신인식 교수님은 연구의 가치를 깨닫게 하시고,열정 인 지도를 통하여

를 항상 겸손하게 하신 아버지와 같은 존재이십니다.학회장직을 수행하시면

서 맡겨주신 한국운동역학회 사무국장이라는 책 업무의 경험을 통하여,제

가 몸담았던 국기원 연구소가 학술단체로서 조 이나마 기능할 수 있도록 기

반을 잡을 수 있었다는 사실을 이 자리를 통해서 고백합니다.심사 원장님

이시면서 한분의 지도교수님이신 정철수 교수님은 제 아내와의 만남을 있

게 하셨고,교수님을 도와 ‘운동역학총론’교재를 작성하 으며,연구재단

로젝트 진행과정에서 사고 친 를 품어주시는 등 많은 추억을 있게 하셨습

니다.두 분이 계시지 않았다면,연구자로서의 한 존재하지 않았을 것입

니다.깊은 감사를 드리며,그 은혜 평생 잊지 않고 보답하겠습니다.

논문 심사과정에서 부 원장을 맡아 주신 김선진 교수님의 세심하고 명철

한 제안과 배려는 연구자로서 더욱 깊은 사고를 할 수 있도록 해주셨습니다.

깊은 감사를 드립니다.부끄럽지 않을 논문을 작성하라고 항상 곁에서 채찍

질 해주신 이기 교수님,덕분에 연구자의 길을 계속 걸을 수 있을 것 같습

니다.감사드리며 앞으로도 계속하여 제 멘토가 되어 주십시오.2005년도 미

국 클리블랜드 ISB학회 사건,메릴랜드 학교로의 해외장기연수 사건 등 항

- 114 -

상 제가 신세를 지게 되는 심재근 교수님,이번에도 구에서 왕래하시면서

논문의 핵심사항들을 수정하도록 지 해 주시어 빚을 지게 되었습니다.

두고두고 감사하는 마음 잊지 않을 것이며,연구로 보답하겠습니다.

운동역학이라는 학문을 하면서 항상 마음에 두고 존경해 왔던 분들이 계십

니다. 앙 학교 물리학과 최인환 교수님,텍사스여자 학교 권 후 교수님,

호서 학교 성낙 교수님,체육과학연구원 이순호 박사님,원 학교 서정

석 교수님, 앙 학교 임비오 교수님.이 분들 덕분에 공부를 재 게 할 수

있었습니다.깊은 감사를 드립니다.서울 학교 운동역학실험실의 선생님들께

도 감사를 드립니다.강명수,양종 ,박용 ,문제헌,김기태,박건후 선생님

외 재 자리에 없지만 그 존재만으로도 에게 응원이 되었던 모든 실험실

선후배 선생님들의 도움 역시 에겐 큰 힘이 되었습니다.

태권도의 의미를 에게 다시 새기게끔 향을 주신 분들이 계십니다.국기

원 이종 연수처장님,손천택 연구소장님,김용 본부장님,조원규 사범

님,박정호 연구원님 감사드립니다.앞으로 태권도가 바람직한 방향으로 변화

한다면,그 변화의 물꼬를 트신 분들이실 거라고 감히 말하고 싶습니다.특히

최상환 선임연구원님은 태권도 뿐 아니라 인생의 멘토로서 제가 흔들릴

때마다 붙잡아 주셨습니다.제가 심지 곧은 태권도 연구자로서 제 역할을 하

는지 계속해서 지켜 주십시오.

항상 제 곁에 자리하고 있는 친구들이 있습니다.이경신,정회도,이 희,

세 친구에게 고마움을 표합니다. 앙 학교 Love4T테니스 동아리,Best90

테니스 클럽의 선후배와 동기들은 제 삶의 활력소이자 일부입니다.힘든 일

이건,기쁜 일이건 이들과 함께 할 수 있어서 행복합니다.

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선배 사범님 한 분이 후배인 에게 ‘도반(道伴)이 되자’라는 내용이 담

긴 편지를 건네신 이 있습니다.‘도반’의 사 의미는 ‘도를 함께 닦는

벗’이더군요.지나고 보니 에 언 하지 못했던 많은 분들을 포함하여,모든

분들이 제 인연(因緣)이셨고, 한 미래를 함께 할 도반이시더군요.앞으로 더

욱 잘 부탁 드리겠습니다.

어렸을 제 장래희망은 과학자 습니다.우주선을 띄우는 과학자는 아니

지만 인체의 동작을 궁 해 하고 연구하는 다른 형태의 과학자가 되어 가

고 있음을 언제인가 불 듯 깨달았습니다.하지만 아직도 ‘연구’라는 화두에

하여 자신 있게 말할 처지는 되지 못합니다.다만 제가 체육계열 공부를

하고 싶은 원동력이 되었던 태권도가,과학 으로 가장 기 가 탄탄한 무술

종목이 되는 그 날까지 제가 할 수 있는 한 미력이나마 보태겠다는 것이 연

구자로서 제가 가진 희망이자 앞으로의 제 연구목표입니다.그래서 언젠가는

태권도 동작의 원리를 많은 운동 종목들이 요하게 쓸 날을 꿈꿔 보려 합니

다.

2013년 1월 악산 기슭에서 최치선