Вопросы экзамена по биомеханике

для студентов II курса 030 (6 семестр)

1. Определение, цель и объекты изучения биомеханики физических упражнений.

2. Содержание биомеханики физических упражнений и спорт (теория и методология исследования).

3. Пространственные характеристики движений (виды, обозначения, формулы, единицы измерения).

4. Временные характеристики (классификация, обозначения формулы, единицы измерения).

5. Пространственно-временные характеристики движений (виды, обозначения, формулы, единицы измерения).

6. Понятие о динамических характеристиках (определение классификация).

7. Инерционные характеристики (определение, виды).

8. Классификация сил в биомеханике. Внешние и внутренние силы.

9. Силовые характеристики движений (виды, обозначения, формулы, единицы измерения).

10. Технология получения динамических характеристик. Понятие о динамограммах.

11. Энергетические характеристики (классификация, обозначения, формулы, единицы измерения).

12. Внутренняя и внешняя работа. Методы измерения работы и энергии при движениях человека.

13. Коэффициент механической эффективности движений энергетическая и пульсовая стоимость метра пути как характеристики экономичности двигательной деятельности человека.

14. Понятие о биомеханической системе тела человек составляющих ее элементах.

15. Кинематические пары и цепи: определение и виды пар цепей.

16. Понятие о степенях свободы. Суммирование степеней свободы в открытой кинематической цепи.

17. Костные рычаги (определение, виды, элементы рычага).

18. Механические свойства мышц (упругость, ползучесть, вязкость, прочность, жесткость, податливость и релаксация) и их использование в практике спорта.

19. Общий центр тяжести и центры тяжести отдельных звеньев тела: понятие и способы их определения.

20. Геометрия масс тела человека: понятие и способы определения.

21. Объекты биомеханических исследовании и контроля в системе физического воспитания и спорта.

22. Основные этапы и процедуры биомеханического анализа двигательных действий.

23. Основные методы регистрации пространственных характеристик движения.

24. Основные методы регистрации временных характеристик движения.

25. Технология получения пространственно-временных характеристик движения.

26. Лабораторные и естественные (полевые) измерения. Применение компьютерной техники в решении задач биомеханического контроля за техникой двигательных действий и тактикой двигательной деятельности в лабораторных и полевых условиях.

27. Биомеханические основы выносливости. Время поддержания заданной интенсивности двигательною задания, коэффициент выносливости, запас скорости как биомеханические мерила выносливости.

28. Утомление и его биомеханические проявления.

29. Основные пути повышения экономичности движений. Основные способы рекуперации энергии при выполнении физических упражнений.

30. Силовые качества и их биомеханическая обусловленность.

31. Биомеханические проявления скоростных и скоростно-силовых качеств. Градиент силы, скоростно-силовой индекс, коэффициент реактивности.

32. Биомеханические характеристики гибкости. Активная и пассивная гибкость. Дефицит активной гибкости.

33. Технико-тактическое мастерство спортсмена: понятие и основные показатели, его предопределяющие: объем, разносторонность, эффективность, рациональность и освоенность техники двигательных действий и тактики двигательной деятельности.

34. Основные способы биомеханического контроля за проявлениями технико-тактического мастерства.

35. Влияние длины и пропорций тела на биомеханические параметры движений человека.

36. Масса тела и ее влияние па проявление абсолютной и относительной мышечной силы.

37. Возрастные изменения двигательных возможностей человека. Роль созревания и научения в совершенствовании двигательных возможностей.

38. Двигательные предпочтения: понятие, виды, значение для системы физического воспитания и спорта.

39. Двигательная деятельность как сложное многоуровневое понятие. Элементарные движения и двигательные действия как уровни организации двигательной деятельности.

40. Физическое упражнение как система движений: ее состав, структура, смысловое содержание (фазовый и элементарный состав, общая цель физического упражнения, цели и задачи его отдельных фаз, биомеханическое обоснование оптимального варианта техники).

4.2.Информационное обеспечение:

Основная литература

Литература (не старше 5 лет, имеющая гриф УМО)	Обеспеченность (кол-во экземпляров / ссылка на электронный ресурс)
Курысь В.Н. Биомеханика. Познание телесно-двигательного упражнения: учебное пособие/ - М.: Советский спорт, 2013. Рек. УМО для ВПО. Коренберг В.Б. Лекции по спортивной биомеханике: учебное пособие/В. Б. Коренберг. - М.: Советский спорт. 2011. Всрхошанскнй К).В. Основы специальной силовой подготовки в спорте/ - 3-е изд. - М.: Советский спорт. 2013	1шп://е.1апЬоок.сот/\че\у/Ъоок/51912
	ЭБСЛань Ьип://е.1апЬоок.сот/\чс\у/Ьоок/4095 ЭБСЛань Ьио://с.1апЬоок.сот/\че\у/Ъоок/11816
	ЭБСЛань

1. Донской Д.Д.; Зациорский В.М. Биомеханика: Учебник для институтов физической культуры. - М.: Физкультура и спорт, 1979.

2. Донской Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения спортивного действия и его совершенствования): Учебно-методическое пособие для студентов физкультурных ВУЗов и тренеров. - М.: Физкультура, образование, наука, 1995.

3. Дубровский В.И. Биомеханика : учеб, для сред, и высш. учеб, завед. По физ. культуре : Рек. Гос. ком. РФ но физ. культуре / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. - 3-е изд. - М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2008. - 669 с.: ил.

4. Зациорский В.М., Аруин А.С, Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. - М.: Физкультура и спорт, 1981.

5. Козлов ИМ. Биомеханические факторы организации спортивных движений. -СПб.: СПбГАФК им. П.Ф.Лесгафта, 1998.

6. Практикум по биомеханике: Учебное пособие для институтов физической культуры. - М.: Физкультура и спорт, 1980.

7. Сучилин И.Г., Савельев В.С., Попов Т.Н. Оптико-электронные методы измерения движений человека. - М.: Физкультура, образование, наука, 2000.

8. Смирнов Ю.И., Молевщиков М.М. Спортивная метрология: Учебник для студентов педагогических вузов. - М.: Издательский центр «Академия», 2000.

9. Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений: Учебное пособие. - М.: Просвещение, 1989.

10. Начинская С.В., Степанова О.Н. Биомеханика двигательных действий: расчетно- графические работы. - М.: Прометей, 2004.

11. Степанова О.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. Расчетно-графические работы: Учебное пособие. - М.: Прометей, 2002.

12. Энока Р.М. Основы кинезиологии. - Киев: Олимпийская литература, 1998.

1. Определение, цель и объекты изучения биомеханики физических упражнений.

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. Она возникла на «стыке» двух наук: биологии – науки о жизни и механики – науки о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между телами.

За время своего развития классическая механика выработала широкий круг понятий, которые в настоящее время используются в биомеханике: перемещения, скорости и ускорения тела; силы, импульса силы,  работы, мощности, энергии, ОЦТ (ОЦМ) и др.

Например, под скоростью тела понимается отношение пути (перемещения), пройденного телом ко времени за который этот путь пройден. В биомеханике изучаются скорости движения звеньев опорно-двигательного аппарата, а также скорость сокращения мышц человека. Одним из центральных в механике является понятие силы как количественной меры механического взаимодействия тел. В биомеханике двигательных действий анализируются силы, действующие на человека, а также силы, возникающие в его опорно-двигательном аппарате, например, силы тяги мышц, силы трения в суставах. 

Кроме круга понятий в рамках классической механики установлены принципы (принцип относительности Галилея, принцип Д’Аламбера, принцип возможных перемещений) изаконы движения материальных тел (законы Ньютона, законы сохранения энергии, количества движения (импульса) и другие.

На основе принципа Д’Аламбера и принципа возможных перемещений задачи динамики перемещения человека могут быть сведены к задачам статики.

В биомеханике на основе законов механики анализируются двигательные действия человека. Так, например третий закон Ньютона гласит: «Силы, с которыми действуют друг на друга два тела, всегда равны и направлены по одной прямой в противоположные стороны», рис.1.1. Этот закон проявляется, например, при ударе по мячу: рука ударяет по мячу, а сила противодействия со стороны мяча действует на руку, рис.1.2.

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.

Первая задача состоит в разработке биомеханических критериев и оценке двигательных действий спортсмена с точки зрения их эффективности в решении двигательной задачи. 

Второй задачей является разработка новых вариантов техники и оценка их эффективности. В качестве примера решения второй задачи можно привести историю изобретения прыжка в высоту способом Фосбери-флоп. Этот способ был изобретен в США. В 1968 году на Летних Олимпийских играх в Мексике Дик Фосбери с помощью нового способа выиграл золотую олимпийскую награду, установив новый олимпийский рекорд (2,24 метра), рис. 1.4. Основное преимущество новой техники прыжка заключается в том, что траектория общего центра масс спортсмена (ОЦМ) проходит под планкой, в то время как при способе перекидной – над планкой.

Третьей задачей является моделирование новых двигательных действий и оценка возможности их выполнения спортсменом. Так, например, компьютерная программа, моделирующая полетную фазу при выполнении гимнастических упражнений, позволяет на основе данных ведущих спортсменов мира задать основные биомеханические характеристики движения, после этого оценить, возможно ли в принципе его выполнить

Четвертой задачей является разработка биомеханически целесообразных тренажеров для занятий физической культурой и спортом. Примером решения этой задачи может являться конструирование различных гребных тренажеров, позволяющих имитировать движения гребца на суше.

Пятой задачей является разработка и улучшение снаряжения спортсмена, повышающего эффективность двигательных действий.

Поэтому шестой задачей, которую помогает решить биомеханика, является оценка правильности существующей техники и выявление ошибок, которые могут привести к травмам. В качестве примера можно привести компьютерную программу Spine, разработанную на кафедре биомеханики НГУ им. П.Ф. Лесгафта (разработчик Г.А. Самсонов). Эта программа позволяет оценить давление на межпозвонковые диски при выполнении силовых упражнений, рис.1.9. Использование программы Spine позволяет оценить технику выполнения силового упражнения с этих позиций и установить предельное значение массы штанги, превышение которого может привести к травмам позвоночника (например, грыже межпозвонкового диска).

Объект познания биомеханики - двигательные дей­ствия человека как системы взаимно связанных актив­ных движений и положений его тела .

Область изучения биомеханики - механические и био­логические причины возникновения движений, особеннос­ти их выполнения в различных условиях.