Значение биомеханики двигательных действий
Значение биомеханики двигательных действийСкачать файл - Значение биомеханики двигательных действий
Движения тела подразделяются на простые и сложные. Простые — это движения, происходящие в соединениях между отдельными костями. Сложные — это движения, в которых участвует весь двигательный аппарат. Вначале дают краткое описание изучаемого положения или движения. Если движение сложное, то его подразделяют на отдельные фазы, останавливаясь на тех моментах этого движения, которые для него наиболее характерны. Для объяснения движения или положения с точки зрения механики используют её законы. Объяснение движений с точки зрения основных механических взаимоотношений значительно облегчает понимание функции двигательного аппарата при выполнении изучаемого движения. Основным разделом анатомической характеристики того или иного положения или движения тела является описание работы двигательного аппарата, в частности суставов и мышц. Самостоятельным разделом анатомической характеристики каждого упражнения является рассмотрение механизма дыхания при выполнении этого упражнения, положения или движения тела. В анатомическую характеристику физического упражнения входит определение тех изменений, которые происходят в организме при выполнении этого упражнения, особенно, если оно выполняется систематически, как это наблюдается у спортсменов, постоянно занимающихся одним и тем же видом спорта. Анатомический разбор того или иного физического упражнения позволяет в известной мере дать общую оценку изучаемому физическому упражнению и указать на те случаи, когда следует его применять или, наоборот, когда оно противопоказано. Предмет науки — совокупность объектов или процессов, которые изучает данная наука. Биомеханика двигательных действий изучает свойства и функции опорно-двигательного аппарата и двигательные действия человека с позиции классической механики на основе понятий, принципов и законов классической механики. Биомеханика — смежная наука. Цель биомеханики двигательных действий состоит с одной стороны, в повышении эффективности двигательных действий человека, а с другой — в предупреждении травм при выполнении двигательных действий и уменьшении их последствий. Биомеханика — одна из самых старых ветвей биологии. Её истоками были работы Аристотеля и Галена, посвящённые анализу движений животных и человека. Но только благодаря работам одного из самых блистательных людей эпохи Возрождения — Леонардо да Винчи — — биомеханика сделала свой следующий шаг. Леонардо особенно интересовался строением человеческого тела анатомией в связи с движением. Он описал механику тела при переходе из положения сидя к положению стоя, при ходьбе вверх и вниз, при прыжках. Ко второй половине X V I I века были накоплены довольно обширные знания по механике: Уже были известны многие законы статики, Г. Галилей — гг. Первой научной книгой, от которой ведёт своё начало биомеханика, было сочинение итальянского математика и врача Д. Борели — гг. Исаак Ньютон — , гениальный английский физик, механик, астроном и математик. Здесь же был высказан закон всемирного тяготения. В X I X и начале X X века большой вклад в развитие биомеханики прежде всего методов исследования внесли американский учёный Е. Майбридж, французский исследователь Э. Фишер, разработали совершенную методику регистрации движений, детально изучили динамическую сторону перемещений конечностей и общего центра тяжести ОЦТ человека при нормальной ходьбе. Возникновение и развитие отечественной биомеханики связано с именами выдающихся учёных. Сеченов — гг. Ухтомский — гг. Лесгафтом — гг. Лесгафт начал читать лекции по этому предмету на курсах пофизическому воспитанию. Понятие о формах движения. По уровню организации различают материю неживую, живую, мыслящую. Для каждого уровня характерны свои свойства и закономерности существования и развития. Всем трем уровням присущи механическая, физическая и химическая формы движения. Всему живому присуща биологическая форма движения, а социальная мышление, социальные отношения — только мыслящей материи. Каждая сложная форма движения всегда включает в себя более простые формы, но не сводится к их сумме. Простейшая форма движения — механическая, она существует везде. Но чем выше форма движения, тем менее существенна механическая форма. Двигательные действия человека, которые изучаются в биомеханике, включают в себя механическое движение. В данном случае оно является целью двигательного действия человека переместить себя, снаряд, партнера, соперника. Но определяющее положение при этом занимают более высокие формы движения. Целенаправленное движение в своем пространственно-временном, количественном и качественном выражении — это материализованная мысль, реализация которой обеспечивается комплексом физиологических систем организма Ю. Несколько иначе выразил эту мысль В. Назаров — функции жизнедеятельности организма подчинены достижению поставленной двигательной цели, а сама цель является связующим фактором, объединяющим деятельность этих функций в систему. Метод исследования выбирают исходя из условий проведения и задач исследования. К методу исследования и обеспечивающей его аппаратуре предъявляют следующие требования: Метод и аппаратура должны обеспечивать получение достоверного результата, то есть степень точности измерений должна соответствовать цели исследования;. Метод и аппаратура не должны влиять на исследуемый процесс, то есть искажать результаты и мешать испытуемому;. Метод и аппаратура должны обеспечивать оперативность получения результата. Тренер и спортсмен поставили цель улучшить результат в беге на м на 0,1 с. Спринтер пробегает дистанцию м за 50 шагов, следовательно, время каждого шага должно в среднем быть уменьшено на 0, с. Очевидно, для получения достоверного результата, погрешность измерения длительности шага не должна превышать 0. Особенности действия мышц вовременно замкнутых биокинематических цепях. Биомеханические пары и цепи незамкнутые, замкнутые, разветвленные. Биомеханическая система состоит из биомеханических пар и цепей — подвижно соединенных частей сегментов тела. Биокинематическая пара — это подвижное кинематическое соединение двух костных звеньев, в котором возможности движений определяются строением этого соединения и управляющим воздействием мышц. Биокинематическая цепь — это последовательное разветвленное незамкнутое, либо замкнутое соединение ряда кинематических пар. В незамкнутых цепях есть конечное свободное звено, входящее в одну пару. В замкнутой цепи каждое звено входит в две пары. Поэтому в незамкнутой цепи возможны изолированные движения в каждом суставе. В замкнутой цепи в движение одновременно вовлекаются все соединения. Изменение рода рычагав зависимости от функций биокинематической цепи? Основу биокинематической цепи составляют кости — твердые негибкие звенья. Костные рычаги звенья тела подвижно соединенные в суставах под действием приложенных сил могут либо сохранять свое положение, либо изменять его. Костные рычаги служат для передачи работы и движения на расстояние. Силы, действующие на рычаг можно объединить в две группы. Силы или их составляющие, лежащие в плоскости оси рычаг, не влияют на вращение вокруг этой оси. Силы или их составляющие, лежащие в плоскости перпендикулярной оси рычага, могут рассматриваться как силы движущие и как силы сопротивления тормозящие. Каждый рычаг имеет следующие элементы: F н — нормальная перпендикулярная к направлению движения рычага в данной точке составляющая силы F. F т — тангенциальная касательная к направлению движения рычага в данной точке составляющая силы F. Рычаги в биокинематических цепях. Мерой действия силы на рычаг служит ее момент относительно точки опоры: По характеру расположения оси вращения, точек приложения равнодействующей сил сопротивления P , и движущих сил F различают костные рычаги трех видов: А — рычаг первого рода двуплечий. Б — рычаг второго рода одноплечий , рычаг силы. В — рычаг третьего рода одноплечий , рычаг скорости. В теле человека практически все рычаги — это рычаги третьего рада. Исключение составляют голова, таз в положении основной стойки и стопа — рычаги первого рода. Звено, движущееся по инерции, имеет сходство с маятником. Угловое ускорение звена как маятника: Условия равновесия и ускорения костных рычагов. Если противоположные относительно оси сустава моменты сил равны, звено сохраняет свое положение, либо продолжает свое движение с прежней скоростью. Но если один из моментов сил больше другого, звено получает ускорение в направлении его действия. В реальных условиях равновесие встречается редко, поэтому движения выполняются с ускорением замедлением. Во всех движениях угол между направлением равнодействующей силы и осью звена рычага меняется. Плечо рычага при этом постоянно, а плечо силы меняется, меняется и сама сила. Большинство рычагов в теле человека — это рычаги скорости, работающие с проигрышем в силе. Этот проигрыш возникает по трем основным причинам: Расчет степеней свободы кисти , стопы , головы в открытых биокинематических цепях. Степени свободы и связи в биокинематических цепях. Степень свободы — возможность выполнить движение в каком-либо направлении. Степень связи — невозможность выполнить движение в каком-либо направлении. Различают связи геометрические постоянные препятствия, например, костные ограничения и кинематические ограничение скорости, например, мышцей-антагонистом. Если у физического тела нет никаких ограничений, оно может двигаться в пространстве в трех измерениях и вращаться вокруг трех осей. Такое тело имеет 6 степеней свободы. Каждая связь уменьшает число степеней свободы. Фиксация одной точки свободного тела лишает его трех степеней свободы линейных перемещений вдоль осей координат. Закрепление двух точек оставляет одну степень свободы — вращение вокруг продольной оси тела. Почти во всех суставах тела человека кроме межфаланговых, лучелоктевых и атлантоосевого , степеней свободы больше, чем одна. Управляющие воздействия мышц создают дополнительные связи и оставляют для движения только одну степень свободы. Биомеханические свойства мышц это их: Основная функция мышц состоит в преобразовании химической энергии в механическую работу или силу. Главные биомеханические показатели, характеризующие деятельность мышцы это — сила, регистрируемая на ее концах сила тяги и скорость изменения длины. Механические свойства мышцы обусловлены свойствами ее элементов и их расположении в мышце. Разновидности работы мышц определяются сочетанием их силы тяги и длины. Виды работы мышц преодолевающая, уступающая, статическая определяются только характером изменения длины всей мышцы: Для каждого из этих трех случаев существует возможность как минимум трех вариантов изменения силы тяги: Отсюда выделяют 9 типичных разновидностей работы мышц. Изотонический режим в естественных условиях практически не встречается. Чаще всего мы имеем дело с разгоном до максимальной скорости, торможением до остановки, торможением с уступанием. То есть с разгоном звена или его торможением. В спортивных движениях практически всегда мышцы сокращаются в смешанных режимах. Преодолевающей работе предшествует работа уступающая. В этом случае силы упругой деформации вносят существенный вклад в повышение мощности преодолевающих движений. В основе статической работы лежит изометрический режим сокращения, где нет укорочения мышцы изменение длины при развитии напряжения. В этих условиях нарушается кровообращение в мышцах в связи с тем, что напряженные мышечные волокна пережимают мелкие кровеносные сосуды. В результате этого в мышцах развивается гипоксимия, накапливаются продукты обмена, что и ведет к непроизвольному прекращению статического усилия. Кратковременность статического усилия, а также затруднение кровообращения, а иногда и дыхания при нем, ведет к тому, что усиление дыхания и кровообращения развивается после окончания статической работы так называемый феномен статической работы. Статическое усилие может сопровождаться натуживанием. Натуживание связано с резким повышением внутрибрюшного и внутригрудного давления в связи с напряжением брюшных мышц и диафрагмы. Эта работа имеет физическое выражение, может быть определен коэффициент полезного действия. В ее основе лежит ауксотоническое сокращение мышц, где укорочение мышцы сочетается с развитием в ней напряжения. Мышечные усилия но не сокращения могут быть подразделены на: Мышечные тяги в биокинематических цепях складываются в мышечные синергии — согласованные тяги группы мышц переменного действия, управляющие группой звеньев. С одной строны, мышцы изменяют свое действие по ходу движения, действие их переменно. Этим обеспечивается управление каждым звеном и всем биомеханизмом в целом в соответствии с решаемой двигательной задачей. Из бесчисленного количества возможных движений выделялись, совершенствовались и стали применяться лишь немногие, наиболее целесообразные. Определяющую роль в этом играют мышечные синергии, находящиеся под контролем и управляемые нервной системой. Их активность строго согласуется с множеством сил, приложенных к костным звеньям, и направлена на наиболее рациональное использование законов биомеханики для решения двигательной задачи. Система отсчета расстояний — условно выбранное твердое тело, по отношению к которому определяют положение других тел в различные моменты времени, а также направление отсчета, единицы отсчета, пункт линия отсчета. Абсолютно неподвижных тел не существует, все материальные объекты движутся. Но одни из них движутся так, что изменения их скорости ускорения несущественны и ими можно пренебречь — это инерциальные тела или инерциальные системы отсчета. Такими телами являются Земля и все объекты, связанные с ней неподвижно. Другие тела — неинерциальные — движутся с ускорениями, которые существенно влияют на решение биомеханической задачи. С телом отсчета связывают начало и направление измерения расстояния и устанавливают единицы отсчета. Система отсчета расстояний включает в себя также пункт отсчета точка на исследуемом теле , либо линию отсчета при вращательном движении. В некоторых случаях движущееся тело рассматривают как материальную точку. Для описания задания движения применяются естественный, векторный, координатный способы. При естественном способе положение точки отсчитывают от начала отсчета, выбранного на заранее известной траектории трасса, дорожка. При координатном способе перемещение точки описывается задается изменением численных значений ее координат численных значений проекции точки на координатные оси. Различают линейные и угловые единицы измерения расстояния. В систему отсчета времени входят начало и единицы отсчета. В биомеханике за начало отсчета принимается момент начала движения или его части, либо момент начала наблюдения за движением. В течение одного наблюдения пользуются только одной системой отсчета времени. Единица отсчета времени — 1 секунда. Время движется от прошлого к будущему. Но в биомеханических исследованиях можно отсчитывать время в обратном направлении например, за 0,5 с до постановки стопы на опору. Пространственные характеристики позволяют определять положения по координатам и движения по траекториям. В зависимости от задач исследования тело человека рассматривают как материальную точку перемещение значительно больше размеров тела ; твердое тело можно пренебречь деформацией и не учитывать перемещения звеньев ; систему тел важны особенности движений звеньев. Координаты точки, тела, системы тел. Координаты точки — пространственная мера местоположения точки относительно системы отсчета. Положение твердого тела в пространстве можно определить по положению координатам трех его точек, не лежащих на одной прямой. Используют также координаты общего центра тяжести тела ОЦТ и угловые координаты относительно исходного положения неподвижной системы отсчета — т. Положение системы тел , которая может изменять свою конфигурацию, определяют по положению каждого звена в пространстве. В этом случае удобно использовать угловые координаты, например, суставные углы или углы поворота звеньев, и по ним устанавливать позу тела как взаимное расположение звеньев. При изучении движения определяют исходное положение, из которого движение начинается, конечное положение, в котором движение заканчивается, мгновенные промежуточные положения. Выделяют также начальное положение — положение в момент начала данного измерения. Траектория точки — это геометрическое место положения движущейся точки в рассматриваемой системе отсчета. На траектории выделяют ее длину, кривизну и ориентацию в пространстве. Таким образом, траектория дает пространственный рисунок движения точки. Расстояние по траектории равно пути точки. Кривизна траектории показывает какова форма движения точки в пространстве. Кривизна траектории — величина обратная радиусу кривизны. Ориентация траектории в пространстве при одной и той же ее форме может быть разной. Ориентацию прямолинейной траектории определяют по координатам точек исходного начального и конечного положений; ориентацию криволинейной траектории — по координатам этих двух и третьей точки, не лежащей с ними на одной прямой. Перемещение точки показывает в каком направлении и на какое расстояние сместилась точка, то есть перемещение определяет размах и направление движения. Линейное перемещение тела можно определить по линейному перемещению любой его точки, так как при этом все точки тела движутся одинаково — по подобным траекториям, с одинаковыми скоростями и ускорениями. Угловое перемещение тела определяют по углу поворота радиуса поворота. Следовательно любое перемещение тела в пространстве можно представить как геометрическую сумму его поступательного и вращательного движений. Перемещение системы тел биомеханической системы , изменяющей свою конфигурацию, определить весьма сложно. Поэтому его иногда рассматривают как движение ОЦТ, либо сводят несколько звеньев в одно. В настоящее время невозможно получить полную картину перемещений всех основных элементов тела, включая внутренние органы и жидкие ткани. В любом научном исследовании прибегают к более или менее значительному упрощению. Донской указывает, что в отличие от машин, характеризующихся определенностью движения есть возможность определить положение любой точки системы в любой момент времени , в биомеханических системах, характеризующихся неопределенностью движений в сочленениях, вероятность найти закон движения всех звеньев тела в целом очень невелика. Эта вероятность несколько больше в тех упражнениях, где техническое мастерство проявляется в точном воспроизведении заранее определенных детализированных движений. Временные характеристики раскрывают движение во времени. Момент времени — когда началось и когда закончилось движение. Длительность движения — как долго оно длилось. Темп частота — как часто повторялось движение. Ритм — как соотносились части движения по длительности. Определяя положение точки в пространстве, необходимо определять и то, когда она там была. Момент времени — временная мера положения точки, тела, системы тел. Момент времени определяют промежутком времени до него от начала отсчета. Выделяют не только момент начала и окончания движения, но и моменты существенно изменения движения — моменты смены фаз. Длительность движения — это его временная мера, которая измеряется разностью моментов времени окончания и начала движения: Сами моменты, как границы между двумя смежными промежутками времени длительности не имеют. Величина обратная длительности движения называется темп или частота движений. Она измеряется количеством движений, повторяющихся в единицу времени: Таким образом, частота движений — временная мера их повторности. Частота движений может служить показателем подготовленности в циклических видах спорта. Ритм движений временной — это временная мера соотношения частей фаз движения. Он определяется по соотношению длительности частей движения: Чтобы определить временной ритм движения выделяют фазы, то есть части двигательного действия, различающиеся по задаче движения, его направлению, скорости и другим характеристикам. Ритм связан с характером и проявлением усилий. В ритме особенно важны акценты — размещение максимальных усилий во времени. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Саратовский государственный университет им.
/ ответы биомеханика
Сколько стоит проводка для скутера 50 кубов
Левамизол 75 инструкция по применению для свиней
Шпаргалка: Принципы биомеханики спорта
Конституционное право на объединение
Провести день рождения подростку дома
Как рисовать ято из аниме бездомный бог
ВВЕДЕНИЕ В БИОМЕХАНИКУ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ
Через сколько можно поставить машинуна учет
Оплата вахтового метода работы