Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биомеханика физических упражнений. Учебное пособие
.pdf
6. При выполнении большого оборота назад на перекладине
спортсмен движется без изменения позы книзу от вертикали
вверху до горизонтального положения. Момент силы тяжести:
1. Увеличивается.
2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
4. Изменяется пропорционально изменению потенциальной энер-
гии биомеханической системы.
7. При выполнении большого оборота назад на перекладине
спортсмен движется книзу от горизонтального положения до вертикали внизу без изменения позы. Момент силы тяжести:
1. Не изменяется.
2. Увеличивается.
3. Уменьшается.
4. Изменяется пропорционально изменению угловой скорости зве-
ньев биомеханической системы.
8. При выполнении большого оборота назад на перекладине
спортсмен движется кверху от вертикального положения под
опорой внизу до горизонтали без изменения позы. Момент силы
тяжести:
171
1. Не изменяется.
2. Увеличивается.
3. Уменьшается.
4. Изменяется пропорционально изменению угловой скорости зве-
ньев биомеханической системы.
9. При выполнении большого оборота назад на перекладине
спортсмен движется кверху от горизонтального положения до
вертикали верху над опорой без изменения позы. Момент силы
тяжести:
1. Не изменяется.
2. Увеличивается.
3. Уменьшается.
4. Изменяется пропорционально изменению угловой скорости зве-
ньев биомеханической системы.
10. Спортсмен выполняет большой оборот назад на перекладине, совершая движение книзу от вертикального положения над
опорой. В каком из проходящих положений ускорение больше?
1. В вертикальном положении над опорой.
2. В горизонтальном положении.
3. В вертикальном положении под опорой.
4. Везде одинаково.
11. Во вращательном движении в условиях опоры выполняется разгибание из согнутого положения. Кориолисовые силы
инерции тормозят движение?
1. Нет.
172
2. Да.
3. Нет, не тормозят, если разгибание выполнялось в направлении
выше горизонтального положения.
4. Да, тормозят, если разгибательное движение направлено к оси
вращения.
12. Во вращательном движении в висе на перекладине выполняется сгибание ног в суставах после прохождения вертикального
положения под опорой. Кориолисовые силы инерции способствуют ускорению движения?
1. Нет.
2. Да.
3. Нет, не способствуют ускорению, если сгибание выполнялось
после прохождения горизонтального положения.
4. Да, способствуют ускорению, если сгибательное движение
направлено от оси вращения.
13. Влияет ли сила тяжести на скорость движения ОЦТ тела
спортсмена при выполнении спортсменом большого оборота
назад на перекладине после прохождения вертикального положения под опорой?
1. Нет.
2. Да, уменьшает скорость.
3. Да, увеличивает скорость.
4. Да, но результат действия (увеличение или уменьшение скоро-
сти) предсказать невозможно.
14. В каком положении человек устойчивее?
1. Когда ОЦТ тела спортсмена не изменяется.
2. Когда ОЦТ тела спортсмена ниже.
3. Когда ОЦТ тела спортсмена выше.
4. Когда ОЦТ тела спортсмена колеблется.
15. В каком положении человек менее устойчив?
1. Когда ОЦТ тела спортсмена не изменяется.
2. Когда ОЦТ тела спортсмена ниже.
3. Когда ОЦТ тела спортсмена выше.
4. Когда площадь опоры больше.
173
Тема 6. МОДЕЛИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
6.1. Моделирование – один из методов
научного познания
Моделирование – один из древнейших методов научного познания, широко применяющийся в архитектуре, скульптуре, технике. И, пожалуй, в настоящее время трудно назвать ту область
человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не
использовались бы методы машинных экспериментов с моделями
сложных систем. Особенно актуальны проблемы моделирования в
сфере управления
цессах принятия решений.
В то же время, несмотря на интенсивное развитие используемых в моделировании средств и методов, некоторые частные вопросы методологии моделирования еще ждут своей разработки.
Действительно, уже в самом начале анализа метода моделирования мы встречаемся с тем, что в науке пока не
принятого определения понятия «модель». Например, в Советском
энциклопедическом словаре (1981) дано 7 определений модели,
включающих в себя и определение модели в широком смысле
(С. 828): «модель – любой образ (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта и т.п.) к.-л.
объекта, процесса или явления (“оригинала” данной м
емый в качестве его “заместителя”, “представителя”».
Предлагаемое определение модели обладает некоторой неопределенностью, в частности не очень ясны функции модели, на что
ориентирована модель в научно-исследовательских целях и т.д. Одно из наиболее лучших определений принадлежит Б.А. Штоффу
(1966): «Под моделью понимается такая мысленно представляемая
или материально
различными системами, основанными на про-
существует обще-
.), использу-
реализованная система, которая, отображая или
174
воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что
ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте» (С. 93).
Следовательно, одна из важнейших функций модели заключается в получении новой информации об объекте исследования.
Причем эту информацию получают
ния, а его модель
но реализованной. Таким образом, при моделировании между исследователем и изучаемым объектом или процессом ставится некоторое промежуточное звено – модель, т.е. моделирование есть
особая форма опосредования.
Логической основой различных видов моделирования является
теория подобия, согласно которой два явления подобны, если по
заданным характеристикам
ки другого. В соответствии с этим наиболее широкое распространение получило определение моделирования, сформулированное
И.Б. Новиком (1965).
Автор рассматривает моделирование как метод практического
или теоретического опосредованного оперирования объектом, в
ходе которого исследуется непосредственно не сам интересующий
нас объект, а некоторая промежуточная вспомогательная система
(естественная или искусственная),
а) находится в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом;
б) обладает возможностью на известных этапах исследования
замещать в определенных отношениях изучаемый объект;
в) реализует необходимость давать в процессе исследования
качественную и количественную информацию об интересующем
нас объекте.
Сама эта промежуточная вспомогательная система (модель)
может выступать в виде естественной, искусственной
системы.
В качестве основных характерных черт модели предложено
считать:
1.
Объективное соответствие с моделируемым объектом.
, которая может быть мысленной или материаль-
одного можно получить характеристи-
изучая не сам объект позна-
которая:
, знаковой
175
Способность замещать познаваемый объект на определен-
2.
ных этапах исследования.
3.
Возможность давать в ходе исследования необходимую ин-
формацию, допускающую опытную проверку.
4.
Наличие четких правил перехода от модельной информации
к информации о самом моделируемом объекте.
Как уже отмечалось, в основе моделирования лежит
добия,
при замене одного моделируемого объекта другим точно таким же.
Так как абсолютного подобия достичь практически невозможно,
то в исследованиях обычно стремятся к тому, чтобы модель достаточно хорошо и полно отражала исследуемую область функционирования моделируемого объекта или процесса. Поэтому в качестве
одного из
можно выбрать признак полноты модели и в соответствии с ним
выделить следующий класс моделей:
женные
не несет той методологической нагрузки, которая позволила бы
определить общую направленность моделируемого процесса в
плане его содержательной и конструктивной сущности. По мере
конкретизации модели она из приближенной приобретает черты
неполной и в окончательном варианте формируется в полную модель, описывая один и тот
структивные этапы построения модели, раскрывающие последовательность получения более полной информации об объекте исследования.
ет способ дифференцирования моделей, предложенный Б.Я. Советовым и С.А. Яковлевым (1985) (рис. 6.1). По мнению авторов,
модели можно классифицировать в зависимости от
рактера
представления
кация достаточно логично и системно объединяет различные виды
утверждающая, что абсолютное подобие возможно лишь
признаков классификации моделей и моделирования
.
Классификация моделей на полные, неполные и приближенные
Существенно большей классификационной общностью облада-
изучаемых процессов в моделируемой системе и формы
объектов моделирования. Предлагаемая классифи-
теория по-
полные, неполные, прибли-
же моделируемый процесс. А это – кон-
условий, ха-
176
моделирования и охватывает широкий спектр моделируемых процессов, объектов и явлений.
условиям и характеру изучаемых процессов в системе авто-
По
ры классификационной схемы (рис. 6.1) выделяют
.
вания
Моделирование систем
виды моделиро-
Детерминированное
Статическое
Дискретное
Мысленное
Наглядное
е
о
к
с
е
ч
и
т
е
т
о
п
и
Г
е
и
н
е
а
в
о
о
в
о
р
г
и
о
т
л
е
а
к
а
н
А
М
Рис. 6.1. Классификация видов моделирования
Дискретно-
непрерывное
е
о
к
с
е
ч
и
т
и
л
а
н
А
Матема-
тическое
е
о
н
н
а
в
о
р
и
н
и
б
м
о
К
Символи-
ческое
е
е
о
о
в
в
о
о
к
к
а
ы
з
н
З
Я
(по: Советов, Яковлев, 1985)
е
о
н
н
о
й
и
ы
ц
н
а
р
т
у
и
т
а
м
Н
И
Стохастическое
Динамическое
Непрерывное
Натурное
е
т
ы
н
я
н
е
с
и
м
к
н
и
е
а
р
л
т
е
п
ы
п
м
п
с
о
с
к
и
К
э
Реальное
Физическое
й
ы
н
н
е
в
т
т
н
с
е
д
м
о
и
в
р
з
е
и
п
о
с
р
к
П
э
и
и
н
н
е
е
м
м
е
е
м
р
р
о
в
м
о
н
ь
л
а
е
р
В
в
н
ь
е
е
л
б
б
а
а
а
е
т
т
р
ш
ш
е
с
с
н
а
а
В
м
м
1.
Детерминированное моделирование – отображает причинно-
следственные связи и процессы, в которых отсутствуют любые
случайные воздействия.
177
Стохастическое моделирование – отображает вероятностные
2.
процессы и события.
3. Статическое моделирование – описывает поведение объекта
в какой-либо момент времени.
4. Динамическое моделирование – отражает эволюцию исследу-
емого объекта во времени.
5. Дискретное моделирование – служит для описания процес-
сов, которые предполагаются дискретными.
6. Непрерывное моделирование – отражает непрерывные про-
цессы в системах.
7. Дискретно-непрерывное моделирование – используется для опи-
сания дискретных и непрерывных процессов в изучаемой системе.
В зависимости от формы представления моделируемого объекта выделяют два вида моделирования:
1.
Мысленное моделирование – применятся к объектам, суще-
ствующим вне условий их физического создания или не реализуемым в заданных интервалах времени.
2. Реальное моделирование – используется возможность иссле-
дования различных характеристик функционирования системы
или на реальном объекте, или на его части.
Мысленное моделирование реализуется в трех формах его проявления:
1.
Наглядное моделирование – осуществляется на базе пред-
ставлений человека о реальных объектах в форме наглядных моделей, отображающих явления и процессы, протекающие в исследуемой системе, и включает в себя три вида моделирования – гипотетическое, аналоговое и макетирование:
гипотетическое моделирование – исследователем закладыва-
ется некоторая гипотеза о закономерностях функционирования
исследуемого реального объекта, базирующаяся на знании причинно-следственных связей изучаемой системы на входе и выходе;
аналоговое моделирование – основывается на использовании
аналогий различного уровня, отражающих, соответственно, только
одну или несколько сторон функционирования моделируемой системы;
178
макетирование – в основе создания мысленных макетов так-
же лежат аналогии, базирующиеся на причинно-следственных связях процессов и явлений моделируемой системы.
2. Символическое моделирование – основано на условном обо-
значении отдельных понятий:
знаковое моделирование – с помощью условных обозначений
отдельных понятий (знаков) и аппарата теории множеств составляются цепочки слов и предложений;
языковое моделирование – в основе лежит некоторый тезаурус предметной области исследования, исключающий неоднозначность понятий.
3. Математическое моделирование – процесс установления соответствия реальному объекту математического объекта, называемого математической моделью. Выделяют три вида математического моделирования:
аналитическое моделирование – процессы функционирования
элементов системы и системы в целом записываются в форме
функциональных соотношений (алгебраических, интегродифференциальных, конечно-разностных);
имитационное моделирование – моделирующий алгоритм
воспроизводит процесс функционирования исследуемой системы
во времени, что позволяет по исходным данным получать информацию о состоянии процесса в определенные моменты времени. В
настоящее время имитационное моделирование – наиболее эффективный, а часто и единственный, практически доступный метод
исследования больших систем. Имитационное моделирование на
компьютере положено в основу структурного,
параметрического синтеза больших систем, которые являются оптимальными по некоторым критериям оценки эффективности;
комбинированное моделирование (аналитико-имитационное) –
объединяет достоинства аналитического и имитационного моделирования.
Реальное моделирование объединяет два вида моделирования:
1.
Натурное моделирование – проведение исследований на ре-
альном объекте для выявления закономерностей протекания ре-
алгоритмического и
179
ального процесса. Существует три разновидности натурного моделирования: научный эксперимент, комплексные испытания, производственный эксперимент:
научный эксперимент – широкое использование средств ав-
томатизации проведения эксперимента с возможностью вмешательства исследователя в процесс исследования;
комплексные испытания – выявление общих закономерностей
надежности промышленных изделий методом повторения испытаний;
производственный эксперимент – обобщение опыта, накоп-
ленного в ходе производственного процесса с использованием статистического материала.
2.
Физическое моделирование – в отличие от натурного осу-
ществляется на специальных установках, воспроизводящих природу явлений в двух масштабах времени:
реальном;
нереальном – исследуются так называемые замороженные
процессы, фиксируемые в некоторый момент времени.
Рассматривая модель в плане выполняемых ею функций, можно
отметить, что для любой модели задачи исследования делятся на
два класса: задачи
нимается описание свойств элементов системы на основании информации о ее характеристиках в зависимости от определяющих
параметров и структуры системы. Задача же синтеза заключается в
получении информации об определяющих параметрах и (или)
структуры системы по заданному набору требуемых свойств. То
есть, в известном смысле, задача
за. В связи с этим конкретизируем задачи биомеханического исследования технических действий спортсмена в плане их единообразной постановки и трактовки с системных позиций.
Во-первых, среди обширного круга задач по биомеханике технических действий спортсмена можно отметить тематическую общность
направленности биомеханических исследований: в виде исследований
двигательных
Во-вторых, для каждой из групп задач кинематического или
динамического уровней возможны две противоположные поста-
анализа и синтеза. При этом под анализом по-
синтеза – обратная задаче анали-
действий на кинематическом и динамическом уровнях.
180
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]