SJ Maths Physical Education Portal
UP TGT UP PGT
Kinesiology & Biomechanics of Human Movement • Human Movement

Axes

Axes of human movement represent the imaginary lines around which rotational motion and angular displacement occur in the body.

UP TGT Physical Education UP PGT Physical Education TGT Unit 4 PGT Unit 5

1. Definitional Framework and Theoretical Foundations

In kinesiology and biomechanics, an axis is defined as an imaginary line or pivot point perpendicular to a specific movement plane about which a segment or the entire body rotates (angular motion). According to classic biomechanists like Hay and Reid, human motion rarely occurs in a single pure plane or axis; rather, most complex sports skills involve multi-planar and multi-axial rotation.

  • Fundamental Rule: Motion occurs in a plane and around an axis. The axis is always perpendicular to the plane of motion.
  • Anatomical Position Reference: All directional terminology and axis definitions are standardized with the human body in the anatomical position.
  • Mechanical Role: Axes serve as the fulcrums for musculoskeletal lever systems, transforming muscular torque into linear or angular work.

2. Physiological / Biomechanical / Practical Principles

The human body operates across three primary cardinal axes that intersect at the body’s Center of Gravity (CG). Understanding these axes is critical for calculating torque, angular velocity, and moment of inertia.

  • Vertical Axis (Longitudinal / Polar): Runs vertically from head to toe (superior-inferior). Rotational movements such as pirouettes, spinal twists, and ice skating spins occur around this axis. Transverse plane movements happen here.
  • Frontal-Horizontal Axis (Transverse / Medial-Lateral): Runs horizontally from side to side (left to right). Flexion and extension movements, such as a gymnast executing a forward roll or a weightlifter performing a squat, occur around this axis within the sagittal plane.
  • Sagittal-Horizontal Axis (Anteroposterior / Sagittal): Runs horizontally from front to back (anterior-posterior). Abduction and adduction movements, such as jumping jacks or cartwheels, take place around this axis within the frontal plane.

3. Application in Sports Performance, Coaching & Pedagogy

Coaches and physical educators utilize knowledge of axes to refine movement mechanics, prevent sports injuries, and optimize kinetic chains.

  • Gymnastics & Diving: Somersaults require rotation around the frontal-horizontal axis, twists require the vertical axis, and side-tilts require the sagittal-horizontal axis.
  • Track & Field: High jumpers and hurdlers manipulate their center of gravity across multiple axes to clear bars efficiently.
  • Injury Prevention: Unnatural torque or shearing forces outside the natural physiological axes of joints (e.g., knee valgus on the frontal axis) lead to ligamentous tears like the ACL.

Practice Examination Questions (10 MCQs)

Select an answer to view the correct option and explanation.

Q1 Which axis of rotation runs horizontally from side to side across the body?
  • A Vertical axis
  • B Frontal-horizontal axis
  • C Sagittal-horizontal axis
  • D Longitudinal axis
Q2 A gymnast performing a cartwheel is rotating primarily around which axis?
  • A Vertical axis
  • B Frontal-horizontal axis
  • C Sagittal-horizontal axis
  • D Polar axis
Q3 What is the geometric relationship between a plane of motion and its corresponding axis of rotation?
  • A Parallel
  • B Perpendicular (90 degrees)
  • C Skew
  • D At a 45-degree angle
Q4 Which movement occurs around the vertical axis?
  • A Flexion of the knee
  • B Abduction of the arm
  • C Spinal rotation / Twisting
  • D Extension of the elbow
Q5 The sagittal-horizontal axis is also commonly referred to as the:
  • A Mediolateral axis
  • B Longitudinal axis
  • C Anteroposterior axis
  • D Polar axis
Q6 When a weightlifter performs a back squat, the primary joint action at the hip and knee occurs around which axis?
  • A Frontal-horizontal axis
  • B Sagittal-horizontal axis
  • C Vertical axis
  • D Diagonal axis
Q7 Where do the three cardinal axes intersect in a body standing in the anatomical position?
  • A At the top of the head
  • B At the center of gravity
  • C At the center of the right knee
  • D At the base of support
Q8 Which plane corresponds directly with the vertical axis of rotation?
  • A Sagittal plane
  • B Frontal plane
  • C Transverse plane
  • D Cardinal plane
Q9 A figure skater performing an upright spin is rotating around the:
  • A Frontal-horizontal axis
  • B Vertical axis
  • C Sagittal-horizontal axis
  • D Anteroposterior axis
Q10 Which of the following describes the orientation of the vertical axis?
  • A Side to side
  • B Front to back
  • C Superior to inferior
  • D Diagonal to oblique
किनेसियोलॉजी एवं जैव-यांत्रिकी • Human Movement

अक्ष (Axes)

मानव गति के अक्ष (Axes) उन काल्पनिक रेखाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जिनके चारों ओर शरीर में घूर्णी गति (rotational motion) और कोणीय विस्थापन (angular displacement) होता है।

यूपी टीजीटी शारीरिक शिक्षा यूपी पीजीटी शारीरिक शिक्षा टीजीटी इकाई 4 पीजीटी इकाई 5

1. सैद्धांतिक आधार एवं शास्त्रीय परिभाषाएं (Definitional Framework)

काइन्सियोलॉजी (kinesiology) और बायोमैकेनिक्स (biomechanics) में, एक अक्ष (axis) को एक काल्पनिक रेखा या धुरी बिंदु के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक विशिष्ट गति तल (movement plane) के लंबवत (perpendicular) होता है, जिसके चारों ओर एक खंड या पूरा शरीर घूमता है (कोणीय गति)। हे (Hay) और रीड (Reid) जैसे क्लासिक बायोमैकेनिक्स विशेषज्ञों के अनुसार, मानव गति शायद ही कभी एक शुद्ध तल या अक्ष में होती है; बल्कि, अधिकांश जटिल खेल कौशल में बहु-तलीय (multi-planar) और बहु-अक्षीय (multi-axial) घूर्णन शामिल होता है।

  • मौलिक नियम: गति एक तल में (in a plane) और एक अक्ष के चारों ओर (around an axis) होती है। अक्ष हमेशा गति के तल के लंबवत होता है।
  • शारीरिक स्थिति संदर्भ (Anatomical Position Reference): सभी दिशात्मक शब्दावली और अक्ष परिभाषाएं मानव शरीर की शारीरिक स्थिति (anatomical position) के साथ मानकीकृत हैं।
  • यांत्रिक भूमिका: अक्ष मस्कुलोस्केलेटल लीवर सिस्टम के लिए फुलक्रम (fulcrums) के रूप में कार्य करते हैं, जो मस्कुलर टॉर्क को रैखिक या कोणीय कार्य में परिवर्तित करते हैं।

2. शारीरिक एवं जैव-यांत्रिकीय सिद्धांत तथा मापन तकनीकें

मानव शरीर तीन प्राथमिक कार्डिनल अक्षों पर कार्य करता है जो शरीर के गुरुत्वाकर्षण केंद्र (Center of Gravity - CG) पर प्रतिच्छेद करते हैं। टॉर्क, कोणीय वेग (angular velocity) और जड़त्व आघूर्ण (moment of inertia) की गणना के लिए इन अक्षों को समझना महत्वपूर्ण है।

  • ऊर्ध्वाधर अक्ष (Vertical Axis / Longitudinal / Polar): सिर से पैर (सुपीरियर-इन्फीरियर) तक लंबवत चलता है। पिरुएट्स (pirouettes), स्पाइनल ट्विस्ट और आइस स्केटिंग स्पिन जैसी घूर्णी गतिविधियां इस अक्ष के चारों ओर होती हैं। ट्रांसवर्स प्लेन (transverse plane) की गतिविधियां यहीं होती हैं।
  • फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष (Frontal-Horizontal Axis / Transverse / Medial-Lateral): क्षैतिज रूप से एक तरफ से दूसरी तरफ (बाएं से दाएं) चलता है। फ्लेक्सियन (flexion) और एक्सटेंशन (extension) गतिविधियां, जैसे कि जिमनास्ट द्वारा फॉरवर्ड रोल या वेटलिफ्टर द्वारा स्क्वाट करना, इस अक्ष के चारों ओर सैजिटल प्लेन (sagittal plane) में होती हैं।
  • सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष (Sagittal-Horizontal Axis / Anteroposterior / Sagittal): क्षैतिज रूप से आगे से पीछे (एंटीरियर-पोस्टीरियर) चलता है। एबडक्शन (abduction) और एडक्शन (adduction) गतिविधियां, जैसे जंपिंग जैक या कार्टव्हील, इस अक्ष के चारों ओर फ्रंटल प्लेन (frontal plane) में होती हैं।

3. खेल प्रदर्शन, कोचिंग एवं शिक्षण में अनुप्रयोग

कोच और शारीरिक शिक्षक गति यांत्रिकी को परिष्कृत करने, खेल चोटों को रोकने और काइनेटिक श्रृंखलाओं को अनुकूलित करने के लिए अक्षों के ज्ञान का उपयोग करते हैं।

  • जिमनास्टिक्स और डाइविंग: समरसॉल्ट्स (somersaults) के लिए फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष के चारों ओर घूर्णन, ट्विस्ट के लिए वर्टिकल अक्ष, और साइड-टिल्ट के लिए सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष की आवश्यकता होती है।
  • ट्रैक एंड फील्ड: हाई जंपर्स और हर्डलर्स बार को कुशलतापूर्वक पार करने के लिए अपने गुरुत्वाकर्षण केंद्र को कई अक्षों पर नियंत्रित करते हैं।
  • चोट की रोकथाम: जोड़ों के प्राकृतिक शारीरिक अक्षों के बाहर अप्राकृतिक टॉर्क या शियरिंग बल (जैसे फ्रंटल अक्ष पर नी वाल्गस) ACL जैसे लिगामेंटस टियर का कारण बनते हैं।
अक्ष, तल और संबंधित गतियों की तुलना
अक्ष (Axis)तल (Plane)प्रमुख गतियां
ऊर्ध्वाधर (Vertical)ट्रांसवर्स (Transverse)स्पाइनल रोटेशन, स्पिन
फ्रंटल-हॉरिजॉन्टलसैजिटल (Sagittal)फ्लेक्सियन, एक्सटेंशन
सैजिटल-हॉरिजॉन्टलफ्रंटल (Frontal)एबडक्शन, एडक्शन
स्मरण सूत्र / Mnemonic
अक्ष-तल याद रखने का सूत्र
V-T, F-S, S-F

V-T (Vertical-Transverse), F-S (Frontal-Horizontal/Sagittal Plane), S-F (Sagittal-Horizontal/Frontal Plane)। यह याद रखें कि अक्ष हमेशा तल के लंबवत होता है।

यूपी टीजीटी एवं पीजीटी हेतु मुख्य परीक्षा बिंदु

  • अक्ष हमेशा गति के तल के 90 डिग्री (लंबवत) होता है।
  • ऊर्ध्वाधर अक्ष को 'लॉन्गिट्यूडिनल' या 'पोलर' अक्ष भी कहा जाता है।
  • सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष को 'एंटीरियर-पोस्टीरियर' अक्ष के नाम से जाना जाता है।
  • सभी तीन अक्ष शरीर के गुरुत्वाकर्षण केंद्र (CG) पर मिलते हैं।
  • फ्लेक्सियन और एक्सटेंशन हमेशा फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष के चारों ओर होते हैं।
  • कार्टव्हील जैसी गतियां फ्रंटल प्लेन में होती हैं और सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष के चारों ओर घूमती हैं।

सामान्य भ्रांतियां एवं परीक्षा के जाल (Exam Traps)

  • भ्रांति 1: छात्र अक्सर सोचते हैं कि गति अक्ष के 'अंदर' होती है, जबकि वैज्ञानिक सत्य यह है कि गति अक्ष के 'चारों ओर' होती है।
  • भ्रांति 2: सैजिटल प्लेन और सैजिटल अक्ष को एक ही समझना। याद रखें: सैजिटल प्लेन में गति होती है, जबकि सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष के चारों ओर गति होती है।

अभ्यास परीक्षा प्रश्न (10 बहुविकल्पीय प्रश्न)

अपनी अवधारणात्मक समझ का परीक्षण करें। उत्तर चुनें और विस्तृत शैक्षणिक व्याख्या देखें।

प्रश्न 1 कौन सा घूर्णन अक्ष शरीर के आर-पार क्षैतिज रूप से (बाएं से दाएं) चलता है?
  • क ऊर्ध्वाधर अक्ष
  • ख फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • ग सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • घ लॉन्गिट्यूडिनल अक्ष
प्रश्न 2 कार्टव्हील करते समय एक जिमनास्ट मुख्य रूप से किस अक्ष के चारों ओर घूमता है?
  • क ऊर्ध्वाधर अक्ष
  • ख फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • ग सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • घ पोलर अक्ष
प्रश्न 3 गति के तल और उसके संबंधित घूर्णन अक्ष के बीच ज्यामितीय संबंध क्या है?
  • क समांतर
  • ख लंबवत (90 डिग्री)
  • ग स्क्यू
  • घ 45-डिग्री कोण
प्रश्न 4 ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर कौन सी गति होती है?
  • क घुटने का फ्लेक्सियन
  • ख हाथ का एबडक्शन
  • ग रीढ़ की हड्डी का रोटेशन/ट्विस्टिंग
  • घ कोहनी का एक्सटेंशन
प्रश्न 5 सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष को सामान्यतः किस नाम से भी जाना जाता है?
  • क मेडियोलेटरल अक्ष
  • ख लॉन्गिट्यूडिनल अक्ष
  • ग एंटीरियर-पोस्टीरियर अक्ष
  • घ पोलर अक्ष
प्रश्न 6 जब एक वेटलिफ्टर बैक स्क्वाट करता है, तो कूल्हे और घुटने पर प्राथमिक जोड़ क्रिया किस अक्ष के चारों ओर होती है?
  • क फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • ख सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • ग ऊर्ध्वाधर अक्ष
  • घ विकर्ण अक्ष
प्रश्न 7 शारीरिक स्थिति में खड़े शरीर में तीन कार्डिनल अक्ष कहाँ प्रतिच्छेद करते हैं?
  • क सिर के ऊपर
  • ख गुरुत्वाकर्षण केंद्र पर
  • ग दाहिने घुटने के केंद्र में
  • घ आधार पर
प्रश्न 8 कौन सा तल घूर्णन के ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ सीधे मेल खाता है?
  • क सैजिटल प्लेन
  • ख फ्रंटल प्लेन
  • ग ट्रांसवर्स प्लेन
  • घ कार्डिनल प्लेन
प्रश्न 9 अपराइट स्पिन करते समय एक फिगर स्केटर किस अक्ष के चारों ओर घूमता है?
  • क फ्रंटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • ख ऊर्ध्वाधर अक्ष
  • ग सैजिटल-हॉरिजॉन्टल अक्ष
  • घ एंटीरियर-पोस्टीरियर अक्ष
प्रश्न 10 निम्नलिखित में से कौन सा ऊर्ध्वाधर अक्ष के अभिविन्यास (orientation) का वर्णन करता है?
  • क साइड से साइड
  • ख आगे से पीछे
  • ग सुपीरियर से इन्फीरियर
  • घ विकर्ण

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

क्या अक्ष और तल एक ही चीज हैं?

नहीं, तल (plane) वह सतह है जिसमें गति होती है, जबकि अक्ष (axis) वह काल्पनिक रेखा है जिसके चारों ओर गति होती है। वे हमेशा एक-दूसरे के लंबवत होते हैं।

UP TGT/PGT परीक्षा के लिए अक्षों को याद रखना क्यों महत्वपूर्ण है?

खेल बायोमैकेनिक्स के प्रश्नों में अक्सर यह पूछा जाता है कि विशिष्ट खेल कौशल (जैसे स्मैश, जंप, स्पिन) किस अक्ष या तल में होते हैं।

क्या कोई गति बिना अक्ष के हो सकती है?

नहीं, भौतिकी के नियमों के अनुसार, कोई भी कोणीय गति (angular motion) बिना किसी घूर्णन अक्ष के संभव नहीं है।

गुरुत्वाकर्षण केंद्र (CG) का अक्षों से क्या संबंध है?

CG वह बिंदु है जहाँ तीनों मुख्य अक्ष एक-दूसरे को काटते हैं, जो शरीर के संतुलन और स्थिरता का केंद्र बिंदु है।

UP TGT Physical Education Tracker Track all 8 units & 149 curriculum topics
UP PGT Physical Education Tracker Check 211 topics with TGT/PGT overlap tags