26. Биомеханические особенности мышечной системы: основная функция мышц состоит в преобразовании химической энергии в механическую работу или силу.

Биомеханические св-ва мышц: 1. Сократимость – способность мышцы сокращаться при возбуждении; 2. Упругость – способность мышцы восстанавливать первоначальную длину, после устранения деформирующей силы; 3. Жесткость способность противодействовать прикладываемым силам; 4. Прочность – оценивается величиной растягивающей силы, при которой происходит разрыв мышцы; 5. Релаксация – св-во мышцы, проявляющееся в уменьшении ее напряжения, при постоянной длине.

Различают следующие режимы работы мышцы: -изотонический (напряжение одинаково - изменяется длина мышцы); -изометрический (длина мышцы постоянна - напряжение меняется); ауксотонический (и длина и напряжение изменяется).

Механическое действие мышц проявляется как тяга, приложенная к месту их прикрепления. Величина силы тяги мышцы и ее проявление в движениях человека обусловлены рядом причин и зависят от совокупности механических, анатомических и физиологических условий.

Основным механическим условием, определяющим тягу мышцы, служит нагрузка. Без нагрузки для мышцы не может быть ее напряжения, не может быть ее силы тяги. Нагрузка может быть представлена весом отягощения, а также его силой инерции и другими силами.

Из анатомических условий проявления тяги мышцы надо назвать строение мышцы и ее расположение (в данный момент движения) . Физиологический поперечник мышцы определяет суммарную тягу всех волокон с учетом их взаимного расположения. От расположения волокон зависит и величина их упругой деформации при растягивании всей мышцы, а значит, и величина возникающих упругих сил.

Физиологические условия, определяющие величину тяги мышцы, в основном сводятся к условиям возбуждения мышцы и его изменения, в частности при утомлении. Как известно, от количества возбужденных мионов в основном зависит сила тяги мышцы. Максимальное возбуждение наибольшего количества мионов обеспечивает наибольшую силу тяги мышцы. В связи с утомлением существенно изменяется работоспособность мышцы. Это следует учитывать при биомеханическом исследовании спортивной техники.

27. Аппарат движения представляет систему взаимосвязанных, подвижных кинематических звеньев, которые образуют кинематические цепи; последние могут быть замкнутыми и открытыми. Роль мышц заключается в перемещении кинематических звеньев относительно друг друга или в их удержании в определенном положении. В зависимости от этого различают динамическую и статическую работу мышц. Скелетные мышцы являются основным источником мех. Энергии человеческого тела. Макроскопическая структура мышцы имеет несколько слоёв соединительной ткани и многоядерных мышечных волокон. Основное назначение мышцы – преобразование химической энергии в механическую, которая необходима для перемещения звеньев тела, поэтому мышцу рассматривают как механическую систему, обладающую определёнными биомеханическими свойствами: жесткость, упругость, сократимость, релаксация и прочность.

При сокращении мышцы или отдельного волокна сначала возникает сила тяги в контрактильных компонентах мышцы; при этом на внешнем конце мышцы ещё не регистрируется возрастание силы. Затем контрактильные сократившиеся компоненты растягивают, и когда они достаточно растянуты, на конце мышцы регистрируется изменение силы. Изменение механического состояния контрактильных компонентов мышцы при сокращении называют активным состоянием. Механические характеристики сокращения зависят от величины сопротивления. При увеличении нагрузки происходят три изменения:

- Латентный период увеличивается. В решающей степени это связано с временем, которое необходимо, чтобы успеть растянуть до уровня, при котором изометрическая сила тяги превысит на концах мышцы величину сопротивления.

- Величина изменения длины мышцы (укорочения) уменьшается. Зависимость между величинами преодолеваемого сопротивления и конечной длиной мышцы полностью соответствует описанной выше зависимости "длина – сила тяги".

-Скорость укорочения падает. Между силой тяги (Р) и скоростью изменения длины мышцы имеет место обратно пропорциональная зависимость.

При растягивании активной мышцы происходит также накопление потенциальной энергии упругой деформации, которая затем, после перехода с уступающего на преодолевающий режим сокращения, может перейти в кинетическую энергию движущегося звена. Режим сокращения со сменой направления движения и с переходом от уступающего к преодолевающему называют реверсивным.

Энергия, работа, мощность мышечного сокращения: Если мышца сокращается анизометрически, то она выполняет работу. При изометрическом сокращении перемещения нет и поэтому работа (в физическом смысле) отсутствует. Аналогично обстоит дело и с мощностью. В изометрическом режиме она равна нулю, в анизометрическом – произведению силы на скорость изменения длины мышцы. При максимальной стимуляции мышцы ее мощность зависит от скорости сокращения. Максимальное значение мощности отмечается при оптимальных величинах скорости и силы мышцы, равных примерно 1/3 максимальных значений. Таким образом, максимальная мощность равна примерно 1/10 ( 1/3 х 1/3 = 1/9) той величины, которая была бы достигнута, если бы в одном и том же сокращении мышца могла проявить одновременно и максимальную силу, и максимальную скорость.

При сокращении мышца расходует энергию, которая превращается в работу и тепло. В изометрическом режиме, когда механическая работа равна нулю, вся освобожденная в результате химических реакций энергия превращается в тепло. В анизометрическом режиме одна часть энергии затрачивается на совершение механической работы, а другая часть переходит в тепловую. Отношение выполненной работы к общим затратам энергии (работа + тепло) называется к.п.д.

31 Кровь – это неньютоновская жидкость. Суспензия форменных элементов растворе называемой плазма. Реология – наука о текучести вещества. Гемореология – реология крови, изучает биофизические особенности крови, как текучей жидкости. Вязкость (внутренне трение) – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной её части относительно другой. Жидкости делятся на 1. Ньютоновские и 2. не -//-:

1. – характеризуются коэффициентом вязкости, который зависит от природы жидкости и ёё t’. 2. – имеют коэффициент вязкости, который зависит от природы вещества, от t’ и условий течения жидкости. Режимы движения (ламинарный и турбулентный, стационарный и нестационарный и т.п.) Ламинарный – течение без препятствий. Нестационарный – движение жидкости, при котором характеристики потока (скорость, расход, турбулентность) существенно зависят от времени (т. е. быстро меняются). Стационарный – движения жидкости, при котором характеристики потока (скорость, расход, турбулентность) практически не зависят от времени (т. е. мало меняются).

Основной закон Гемодинамики — Торичелли, гласящий, что скорость вытекания жидкости из сосуда через круглое отверстие в его дне выражается формулой: v=V2gH, где v—скорость, Н— давление столба жидкости и g—ускорение силы тяжести. Закон Пуазейля применим только для непульсирующего ламинарного потока при однородной и постоянной вязкости жидкости. Ценность этого закона заключается в том, что он дает количественную характеристику основных факторов обеспечивающих движение крови по сосудам и их взаимосвязь:

Q=(P1-P2)/R где Q - объем крови, протекающей за единицу времени через поперечное сечение сосуда. P1 - P2 - градиент давления в начале и конце системы. R - сопротивление кровотоку.

28. Биомеханика мышечной системы: Скелетные мышцы являются основным источником мех. Энергии человеческого тела. Макроскопическая структура мышцы имеет несколько слоёв соединительной ткани и многоядерных мышечных волокон. Основное назначение мышцы – преобразование химической энергии в механическую, которая необходима для перемещения звеньев тела, поэтому мышцу рассматривают как механическую систему, обладающую определёнными биомеханическими свойствами: жесткость, упругость, сократимость, релаксация и прочность.

Режимы сокращения мышц: мышцы прикреплённые сухожилиями к костям, функционируют в изометрическом (удержание) и анизометрическом режимах. Анизометрический режим имеет два подвида: 1. Концентрический (преодолевающий) – сгибает (преодоление силы гравитации); 2. Эксцентрический (уступающий) – разгибает (под действие Fтяж. разгибает).

При изометрическом режиме длина мышц не изменяется. При анизометрическом режиме длина мышц укорачивается или удлиняется.

Разновидности работы мышц определяются сочетанием изменений их силы тяги и длины. Общеизвестные виды работы мышц (преодолевающая, уступающая и удерживающая) определяются только направлением изменения длины мышцы: укорочением, удлинением, сохранением длины. Для этих трех видов работы (первые два - динамическая, последний - статическая) существует возможность по меньшей мере трех вариантов изменения силы тяги мышц по сравнению с изометрическим: его нарастание, уменьшение, сохранение без изменений. Хотя работа мышц и проявляется только через их тягу, разновидности работы различны и результаты тяги в зависимости от конкретных условий очень разнообразны. В результате схематически можно выделить девять типичных разновидностей работы мышц В приведенной таблице названия разновидностей условные, поскольку в практике не сложилось еще определенной терминологии. Кроме того, не все разновидности одинаково часто встречаются.

29. Биомеханика мышечной системы: Скелетные мышцы являются основным источником мех. Энергии человеческого тела. Макроскопическая структура мышцы имеет несколько слоёв соединительной ткани и многоядерных мышечных волокон. Основное назначение мышцы – преобразование химической энергии в механическую, которая необходима для перемещения звеньев тела, поэтому мышцу рассматривают как механическую систему, обладающую определёнными биомеханическими свойствами: жесткость, упругость, сократимость, релаксация и прочность.

Кривая Хилла отображает зависимость между силой и скоростью растяжения и сокращения мышц. Правая часть кривой отображает закономерности преодолевающей работы, при которой возрастание скорости сокращения мышцы вызывает уменьшение силы тяги. В уступающем режиме увеличение скорости растяжения мышцы, сопровождается увеличением силы тяги. Это является причиной многочисленных травм у спортсменов (разрыв ахиллова сухожилия у спринтеров и прыгунов в длину). Тренировка смещает кривую Хилла вверх, но зависит от её разновидности. Силовая тренировка за счёт изотермического и медленного преодолевающего режима, скоростная тренировка за счёт быстрого преодолевающего режима (т.е. с высокой скоростью).

30. Биомеханика мышечной системы: Скелетные мышцы являются основным источником мех. Энергии человеческого тела. Макроскопическая структура мышцы имеет несколько слоёв соединительной ткани и многоядерных мышечных волокон. Основное назначение мышцы – преобразование химической энергии в механическую, которая необходима для перемещения звеньев тела, поэтому мышцу рассматривают как механическую систему, обладающую определёнными биомеханическими свойствами: жесткость, упругость, сократимость, релаксация и прочность.

Существует два вида группового взаимодействия мышц: синергизм и антагонизм.

Мышцы-синергисты перемещают звенья тела в одном направлении. Например, при сгибании руки в локтевом суставе участвуют двуглавая мышца плеча, плечевая и плече-лучевая мышцы и т.д. Результатом синергического взаимодействия мышц служит увеличение результирующей силы действия. При наличии травмы, а также при локальном утомлении какой-либо мышцы ее синергисты обеспечивают выполнение двигательного действия.

Мышцы-антагонисты имеют, наоборот, разнонаправленное действие. Так, если одна из них выполняет преодолевающую работу, то другая – уступающую. Существованием мышц-антагонистов обеспечивается: 1.высокая точность двигательных действий; 2.снижение травматизма.

39. Ходьба человека — наиболее естественная локомоция человека. Автоматизированный двигательный акт, осуществляющийся в результате сложной координированной деятельности скелетных мышц туловища и конечностей. Разновидность двуногого передвижения, при котором опора на одну ногу циклично сменяется двуопорным периодом, а затем опорой на другую ногу.

Задачи ходьбы:

- Безопасное линейное поступательное перемещение тела вперёд (главная задача).

- Удержание вертикального баланса, предотвращение падения при движении.

- Сохранение энергии, использование минимального количества энергии за счёт её перераспределения в течение цикла шага.

- Обеспечение плавности передвижения (резкие движения могут являться причиной повреждения).

- Адаптация походки для устранения болезненных движений и усилий.

- Сохранение походки при внешних возмущающих воздействиях или при изменении плана движений (Стабильность ходьбы).

- Устойчивость к возможным иннервационым и биомеханическим нарушениям.

- Оптимизация передвижения, прежде всего, повышение эффективности безопасного перемещения центра тяжести масс с наименьшим расходом энергии.

Параметры ходьбы:

Наиболее общими параметрами, характеризующими ходьбу, являются линия перемещения центра масс тела, длина шага, длина двойного шага, угол разворота стопы, база опоры, скорость перемещения и ритмичность.

База опоры — это расстояние между двумя параллельными линиями, проведёнными через центры опоры пяток параллельно линии перемещения.

Короткий шаг — это расстояние между точкой опоры пятки одной ноги и центром опоры пятки контралатеральной ноги.

Разворот стопы — это угол, образованный линией перемещения и линией, проходящей через середину стопы: через центр опоры пятки и точку между 1 и 2 пальцем.

Ритмичность ходьбы — отношение длительности переносной фазы одной ноги к длительности переносной фазы другой ноги.

Скорость ходьбы — число больших шагов в единицу времени. Измеряется в единицах: шаг в минуту или км. в час. Для взрослого — 113 шагов в минуту.

- Фазы ходьбы: фаза опоры 60%, фаза переноса 40%.

Силы и мышцы придумай сам.

32. В 1628 г. В. Гарвей английский врач предложил модель сосудистой системы, где сердце служило насосом, прокачивающим кровь по сосудам. Он подсчитал, что масса крови, выбрасываемой сердцем в артерии в течение нескольких часов, значительно превышает массу человеческого тела. Отсюда Гарвей сделал вывод, что в сердце, играющее роль гидравлического насоса, многократно поступает одна и та же кровь.

Схематичное изображение сердечнососудистой системы: сердце -> аорта, артерии -> артериолы –> капилляры –> венулы –> вены –> сердце. Основная функция сердечнососудистой системы - обеспечение непрерывного движения крови по капиллярам, где происходит обмен веществ между кровью и тканями. Артериолы - резистивные сосуды. Легко изменяя свой просвет, они регулируют гемодинамические показатели кровотока в капиллярах. Артериолы - "краны" сердечнососудистой системы.

Сердечнососудистая система замкнута, поэтому для обеспечения течения крови в ней должен быть периодически дей­ствующий насос. Эту роль выполняет сердце. Периодическое поступление крови из сердца превращается в постоянное по­ступление ее в мелкие сосуды с помощью крупных сосудов: часть крови, поступающей из сердца во время систолы, резер­вируется в крупных сосудах благодаря их эластичности, а за­тем во время диастолы выталкивается в мелкие сосуды. Круп­ные сосуды являются согласующим элементом между сердцем и мелкими сосудами. При этом аорта и артерии выполняют роль проводников, позволяя подводить кровь к различным частям тела. По венам кровь возвращается в сердце.

33. Капилляров в организме несколько миллиардов, причем в разных органах их неодинаковое количество. Так в сердечной мышце их в 2–4 раза больше, чем в скелетных. Длина капилляров— от 0,3-0,7 до 4 мм, диаметр— 0,007 мм, форма —самая разнообразная. Медленное течение крови и очень тонкие стенки капилляров создают благоприятные условия для обменных процессов между кровью и тканями. Через стенки капилляров проходят вода, соли и другие молекулы. В артериальном конце капилляров происходит процесс фильтрации этих веществ из крови в тканевое пространство. В венозной же части, напротив, осуществляется обратная их абсорбция из тканей в кровь. Все это обуславливается разницей величины окнотического и гидростатического давления в тканях и кровеносных сосудах. Гидростатическое давление в артериальном конце капилляра способствует выходу жидкости из крови в ткань, а онкотическое давление в венозной части капилляра удерживает жидкость в сосудах и частично возвращает ее из тканей в кровь.

34. Прыжок в высоту с разбега – дисциплина легкой атлетики, относящаяся к вертикальным прыжкам технических видов. Составляющие прыжка (фазы) разбег, подготовка к отталкиванию, отталкивание, переход через планку и приземление. Дисциплина требует от спортсменов прыгучести и координации движений. Проводится в летнем и зимнем сезонах. Является олимпийской дисциплиной легкой атлетики для мужчин с 1896 г., а для женщин с 1928г. В прыжках в высоту, по сравнению с прыжками в длину, усилия направлены на обеспечение наибольшей вертикальной скорости, стопорящее движение более значительно (более острый угол постановки ноги), задачи уменьшения потерь горизонтальной скорости нет.

В разбеге решаются две задачи: создание необходимой скорости к моменту прихода на место отталкивания и создание оптимальных условий для опорного взаимодействия.

Отталкивание от опоры в прыжках совершается за счет выпрямления толчковой нога, маховых движений рук и туловища.

35. Динамика прыжков в высоту: у взрослых прыгунов вертикальная составляющая сила действия на опору при отталкивании (а также при амортизации составляет 3500-6000H). Эти величины увеличиваются с ростом подготовленности прыгунов. Значительную роль в этом играет вертикальное ускорение маховых конечностей.

Эволюция прыжков: Перешагивание (ножницы), Перекидной, Фосбери-флоп.

36. Динамика прыжков в высоту: у взрослых прыгунов вертикальная составляющая сила действия на опору при отталкивании (а также при амортизации составляет 3500-6000H). Эти величины увеличиваются с ростом подготовленности прыгунов. Значительную роль в этом играет вертикальное ускорение маховых конечностей.

37. Прыжок с шестом — дисциплина, относящаяся к вертикальным прыжкам технических видов легкоатлетической программы. Требует от спортсменов прыгучести, спринтерских качеств, координации движений. Прыжок с шестом среди мужчин является олимпийским видом спорта с первой летней Олимпиады 1896 года, среди женщин — с Олимпийских игр 2000 года в Сиднее.

Фазы прыжка с шестом: Разбег; Отталкивание; Вылет.

История шестов: Деревянный шест 8 июня 1912 года был впервые преодолён четырехметровый рубеж, Маркус Райт достиг отметки 4,02 м и с неё начался отсчёт мировых рекордов.

На Чемпионате Европы 1946 года шведские атлеты впервые продемонстрировали металлические шесты.

Пластиковый шест на Олимпийских играх в Риме (1960) были представлены первые образцы пластиковых шестов. Современный шест для прыжков представляет собой высокотехнологичный спортивный снаряд, изготовленный из композитных материалов.

38. Прыжок в длину — дисциплина, относящаяся к горизонтальным прыжкам технических видов легкоатлетической программы.

Требует от спортсменов прыгучести, спринтерских качеств. Прыжок в длину входил в соревновательную программу античных Олимпийских игр. Является современной олимпийской дисциплиной лёгкой атлетики для мужчин с 1896 года, для женщин с 1948 года.

Длина разбега обычно = 20-50м. (12-24 беговых шага). Результат прыжка зависит от скорости и завершающей части разбега. Характерной особенностью техники разбега является увеличение времени контакта с опорой и резкое уменьшение времени полета в последнем шаге разбега. Этим создаются предпосылки для быстрой и точной постановки ноги на брусок и активного отталкивания. Если время контакта с опорой при отталкивании меньше, то прыжок длиннее => фаза отталкивания должна быть как можно короче. Чтобы эффективно оттолкнуться, надо быстро поставить ногу на брусок и стремительно подбросить себя вперед – вверх. Грудь и плечи в момент отталкивания направлены вверх. После отталкивания прыжок переходит в фазу полёта. Ее делят на 3 части: взлёт, полёт с движениями, подготовка к приземлению. Способы: согнув ноги, прогнувшись, ножницы.

40. Бег — один из способов передвижения (локомоции) человека и животных; отличается наличием т. н. «фазы полёта» и осуществляется в результате сложной координированной деятельности скелетных мышц и конечностей. Бег предоставляет хорошие условия в качестве аэробной тренировки, которая увеличивает порог выносливости, положительно влияет на сердечнососудистую систему, повышает обмен веществ в организме и, таким образом, помогает осуществлять контроль за весом тела. Бег позитивно влияет на иммунную систему и улучшает тонус кожи. Укрепляет мускулатуру ног и улучшает обмен веществ. Фазы бега: I — отрыв левой стопы от опоры; 1 — разведение стоп; 2 — начало выноса левой ноги вперед;

II — сведение стоп с выносом левой ноги вперед; 3 — постановка правой стопы на опору;

III — амортизация, или подседание со сгибанием правой (опорной) ноги; 4 — начало разгибания правой ноги;

IV — отталкивание с выпрямлением правой ноги до отрыва от опоры.

Зависимость энергетических затрат от скорости передвижения: чем больше скорость, тем значительнее возрастают энергетические затраты. Они также зависят от сочетания длинны и частоты шагов. При слишком коротких или длинных шагах энергетические затраты выше, чем при оптимальном сочетание длины и частоты.

41. Внешние силы в движение спортсмена: сила тяжести приложена к центру масс и = произведению масс тела на ускорение земного тяготения. Сила сопротивления приложена к центру поверхности тела; увеличивается пропорционально квадрату скорости. Сила реакции опоры не является движущей силой, но её измеряют и изображают графически, для того чтобы определить результат совместного действия всех сил. Она = сила, действующая на тело со стороны опоры = сила мышц + сила гравитации + сила инерции = вертикальная составляющая + продольная (переднее - задняя) составляющая + поперечная (медиально-латеральная) составляющая. Сила трения – сила, возникающая во всех видах трения, направленная вдоль поверхностей соприкасающихся тел и препятствующая относительному смещению этих тел. Сила инерции – это сила направленная на сохранение состояния покоя или равномерного прямолинейного движения. Сила упругой деформации — это сила, благодаря которой восстанавливается прежняя форма тела после устранения сил, ее вызывающих.

42. Современные лыжные гонки - это спорт выносливых, сильных, быстрых и смелых, где длина дистанции бывает 50 км и более, а скорость (на спусках) - до 60 км/ч.

Двигательные действия лыжника носят циклический характер. Цикл делится на временные интервалы - периоды, состоящие из отдельных фаз. Границей между соседними фазами считается момент, когда лыжник находится в строгом определенном положении (граничной позе) и начинается выполнение задачи следующей фазы. Кинематика: используются различные способы передвижения (лыжные ходы), выбор которых зависит от рельефа местности, условий скольжения, уровня подготовленности лыжника.

Лыжные ходы используются для передвижения по равнине и по пересеченной местности и отличаются друг от друга по вариантам работы рук, количеству шагов в цикле хода. По первому признаку ходы разделяются на попеременные и одновременные. В попеременных ходах отталкивание руками выполняется попеременно в одновременных ходах толчок выполняется двумя руками в одно и то же время. По второму признаку ходы разделяются на бесшажные - передвижение происходит только за счет отталкивания палками, без движения ног; одношажные - в цикле хода только один скользящий шаг и толчок палками; двухшажные - в циле хода два скользящих шага; трехшажные - в цикле хода три скользящих шага;

четырехшажные - в цикле хода четыре скользящие шага.

За последние годы все шире стал применяться сильнейшими лыжниками коньковый ход, который при определенные условиях (хорошее скольжение и достаточно твердо укатанный снег) позволяет развить высокую скорость.

Различают следующие коньковые лыжные ходы: без отталкивания руками (с махами рук и без махов руками); с отталкиванием руками - попеременный и одновременные (полуконьковый, одношажный и двухшажный).