23.7. Силы внутренние относительно тела человека

Силы внутренние относительно тела человека возникают вслед­ствие взаимодействия частей биомеханической системы тела. Они проявляются, в частности, как силы притягивания и от­талкивания внутри тела. В абсолютно твердом теле такие силы взаимно уравновешены, деформации и напряжения не возникают. В теле человека внутренние силы могут действовать статически, вызывая только напряжения в деформированных тканях, и дина­мически, вызывая движение звеньев и изменяя позу.

Различают внутренние силы активного действия (мы­шечная работа) и пассивные механические силы (пас­сивного взаимодействия).

Силы мышечной тяги, приложенные к костям скелета, служат источниками энергии движения, сохраняют необходимые позы, управляют движениями, изменяют взаимодействие тела человека с окружающими физическими объектами (среда, опора, снаряды и другие люди). Управляя своими движениями, человек учится управлять (в известных пределах) и внешними силами, а значит, эффективно управлять своими движениями в конкретных условиях внешнего ок­ружения. Силы мышечной тяги правильно также называть усилиями.

Силы пассивного взаимодействия в отличие от сил мышечной тяги не вызваны непосредственно физиологической актив­ностью, биологическими процессами, хотя в некоторой степени и зависят от них. При наличии опоры звенья тела человека всегда своим весом действуют на удерживающие их соседние звенья. При ускорениях звеньев к статическому весу прибавляются (или вычитаются из него) силы инерции звеньев. Как противодействие статическому и динами­ческому весу имеются соответствующие реакции опоры. Вследствие упругих деформаций возникают упругие силы, преимущественно в мягких тканях. Наконец, имеются и силы трения, обусловленные взаимным смещением органов и тканей в местах их контакта, в суставах,"между мышцами, внутри мышц и т. п.

Силы веса, статических реакций опоры и трения невелики по сравнению с силами мышечной тяги, хотя статические моменты (например, в спортивной гимнастике, особенно на снарядах) и могут быть значительными. Зато силы инерции и упругой деформации могут быть очень большими.

В статике встречаются все перечисленные силы, кроме сил инерции. В движениях силы инерции обусловливают увеличение динамических весов, опорных реакций, упругих сил и трения. Поскольку все эти силы есть проявление механических реакций системы звеньев тела, Н. А. Бернштейн назвал их условно «реактивными» силами в теле человека. В форме давления, толчков, рывков, отдачи «силовые волны» проходят по звеньям тела, сотрясают их, отражаются, сталкиваются, взаимно усиливаясь или угасая. Эти «волны» не могут быть пред­усмотрены, бывают очень велики, вносят большие помехи в управление движениями. Однако по мере совершенствования управления они входят в основную динамическую структуру и способствуют ее стабилизации (см. гл. VI), появлению динамической ус­тойчивости движений.

Движения звеньев происходят с ускорениями центростремитель­ными (неизбежны при суставных движениях) и тангенциальными (при разгоне звена — положительные, при торможении — отрицательные). Поэтому силы инерции имеются при движениях всегда. Это самая многочисленная группа сил внутреннего пассивного взаимодей­ствия, ведущая среди реактивных сил.

Поскольку в любом движении, тормозя звено и останавливая его, растягиваются мышцы-антагонисты, то всегда возникают упругие силы (деформация соединительнотканных и мышечных элементов). При больших ускорениях инерционные и упругие силы особенно велики. При так называемой «упругой отдаче» роль этих двух групп сил становится ведущей в движениях.

Таким образом, внутренние силы пассивного (в биологическом смысле) взаимодействия играют роль не только связей, ограничиваю­щих движения; в определенных условиях они используются как дви­жущие силы, повышающие эффективность мышечной работы.