- •Биомеханика Курс лекций
- •5. Кинематические характеристики движений человека…………………………………………………..41
- •6.Динамические характеристики движений человека……………………………………………………...49
- •1.1.Движение как форма бытия материи.
- •1.2. Формы движения материи
- •1.3. Движения человека
- •2. Предмет биомеханики
- •2.1. Объект познания
- •2.2. Область изучения
- •3. Задачи биомеханики
- •3.1. Общая задача изучения движений
- •3.2. Частные задачи биомеханики
- •4. Содержание биомеханики
- •4.1. Теория биомеханики
- •4.2. Метод биомеханики
- •4.3. Связи биомеханики с другими науками
- •Тема 2.Развитие биомеханики как науки
- •1.История развития биомеханики
- •2.Предпосылки возникновения биомеханики
- •2.1. Развитие физических знаний
- •2.2. Биологические предпосылки биомеханики
- •2.3. Разработка методик изучения движений
- •2.3.1. Механические устройства
- •2.3.2. Светохимичесная регистрация
- •2.3.3. Электротехническая аппаратура
- •3. Становление теории биомеханики
- •3.1. Механическое направление
- •3.2. Функционально-анатомичесное направление
- •3.3. Физиологическое направление
- •3.4. Системно-структурный подход
- •4. Современный этап развития биомеханики
- •4.1. Теоретические основы
- •4.2. Методики исследования
- •4.3. Практическое применение
- •4.4. Биомеханика физических упражнений
- •Тема 3. Топография тела человека
- •1.Общие данные о теле человека
- •2.Оси и плоскости
- •3.Краткие данные о центре тяжести тела человека
- •4.Организм, орган, система органов, ткани
- •5.Клетки и ткани организма. Строение и функция тканей
- •6.Спинной мозг. Позвоночник
- •7.Механизм движений туловища и головы
- •8.Движения позвоночного столба и головы
- •9.Механизм движений верхней конечности
- •10.Некоторые данные о конституции человека
- •11.Нервная регуляция позы и движений
- •12.Функциональный анализ положения человека в позе стоя
- •Тема 4. Тело человека как биомеханическая система
- •1. Механические свойства звеньев и их соединений
- •1.1. Виды нагрузок и характер их действия
- •1.2. Упругие деформации
- •2. Соединения звеньев
- •2.1. Кинематические пары
- •2.2. Кинематические цепи
- •2.3. Степени свободы движений
- •2.4. Геометрия движений
- •3. Звенья как рычаги
- •3.1. Виды рычагов в теле человека
- •3.2. Условия сохранения положения звеньев и их движения как рычагов
- •3.3. «3Олотое правило» механики1 в движениях человека
- •4. Биомеханические свойства мышц
- •4.1. Механические свойства мышц
- •4.2. Режимы работы мышц
- •5. Механическое действие мышц
- •5.1. Величина и направление тяги мышцы
- •5.2. Результат тяги мышцы
- •5.3. Виды и разновидности работы мыши,
- •6. Групповые взаимодействия мышц
- •6.1. Рабочие и опорные напряжения
- •6.2. Взаимодействующие группы мышц
- •6.3. Взаимодействие групп мышц при разных сопротивлениях
- •Разгибатель
- •6.4. Перераспределение напряжений мышц
- •Тема 5. Кинематические характеристики движений человека
- •1. Системы отсчета расстояния и времени 2. Пространственные характеристики 3. Временные характеристики 4. Пространственно-временные характеристики 5. Кинематические особенности движений человека.
- •1. Системы отсчета расстояния и времени
- •1.1. Выбор тела отсчета
- •1.2. Начало и направление отсчета расстояния
- •1.3. Единицы отсчета расстояния
- •1.4. Начало и единицы отсчета времени
- •2. Пространственные характеристики
- •2.1. Координаты точки, тела и системы
- •2.2. Перемещение точки, тела и системы
- •2.3. Траектория точна
- •3. Временные характеристики
- •20.1. Момент времени
- •3.2. Длительность движения
- •3.3. Темп движений
- •3.4. Ритм движений
- •4. Пространственно-временные характеристики
- •4.1. Скорость точки и тела
- •4.2. Ускорение точки и тела
- •5. Кинематические особенности движений человека
- •5.1. Составное движение и его составляющие
- •5.2. Сложение скоростей и ускорений в составном движении
- •5.3. Изменение скоростей в движениях человека
- •Тема 6.Динамические характеристики движений человека
- •1. Инерционные характеристики
- •1.1. Понятие об инертности
- •1.2. Масса тела
- •1.3. Момент инерции тела
- •Радиус инерции — это сравнительная мера инертности данного тела относительно его разных осей. Он измеряется корнем квадратным из отношения момента инерции относительно данной оси
- •2.Силовые характеристики
- •2.1. Сила
- •2.2. Момент силы
- •2.3. Действие силы
- •3. Внешние относительно системы силы
- •Внешние относительно системы силы — мера воздействия на нее объектов окружающей среды.
- •3.1. Сила тяжести и вес
- •3.2. Силы инерции внешних тел
- •3.3.Силы сопротивления среды
- •3.4. Реакции опоры
- •3.5. Силы трения
- •3.6. Силы упругой деформации
- •4. Внутренние относительно системы силы
- •4.1. Силы мышечной тяги
- •4.2. Силы пассивного противодействия
- •5.Динамические особенности в движениях человека
- •5.1. Роль сил в движениях человека
- •5.2. Совместное действие сил
- •Тема 7.Биодинамика двигательных качеств
- •1.Биологические и физиологические механизмы развития двигательных качеств
- •10 20 30 40-10-2 Сила, н
- •2.Характеристика двигательных (локомоторных) качеств
- •Расстояние между полосами, мк
- •3.Сила. Силовые качества
- •4.Развитие силы и ее измерение
- •5.Методика развития (тренировка) силы мышц
- •Сплошная линия — данные мужчин; пунктирная — данные женщин. По горизонтали — суставной угол; по вертикали — сила (в фунтах)
- •7.Физическая работоспособность.
- •8.Развитие быстроты
- •1.Предельная скорость одиночных движений.
- •2.Максимальный темп двигательных действий.
- •3.Скорость двигательной реакции.
- •9.Развитие ловкости
- •10.Развитие выносливости.
- •11.Развитие гибкости
- •Тема 8.Биомеханические основы спортивной техники
- •1. Показатели совершенства спортивной техники
- •1.1. Общие показатели технического мастерства
- •1.2. Мастерство при стабилизации кинематической структуры
- •1.3. Мастерство при стабилизации динамической структуры
- •1.4. Мастерство при вариативности спортивных действий
- •2. Направления развития системы движений
- •2.1. Интеграция и дифференциация
- •2.2. Стабилизация и вариативность
- •2.3. Стандартизация и индивидуализация
- •2.4. Соотношение произвольности и автоматизма в управлении
- •2.5. Фиксация и прогрессированив
- •3. Пути овладения техникой и ее совершенствования
- •3.F. Формирование и перестройка систем движений
- •4. Психологический аспект управления двигательными действиями
- •5. Проблема целесообразной индивидуализации выполнения упражнения
- •6. Надежность выполнения упражнений и действий
- •Тема 9. Элементы теории ошибок
- •1. Двигательные ошибки в спорте (их место и причины)
- •2. Классификация двигательных ошибок
- •3. Обнаружение, распознавание и оценка технических ошибок
- •4. Устранение ошибок
- •Тема 10. Методика биомеханического качественного анализа
- •1. Методы качественного биомеханического анализа
- •2. Правила качественного биомеханического анализа
- •10. Последовательность рассмотрения движений:
- •3. Приемы анализа
- •4. Типичные ошибки качественного биомеханического анализа
- •Тема 11. Основы контроля за технической подготовленностью
- •1. Задачи и виды контроля
- •Сила, проявленная при подъеме штанги до подседа:
- •Гониограммы изменения угла в правом тазобедренном суставе (а) и угла «скручивания» фронтальной оси плеч относительно фронтальной оси таза (в) в толкании ядра (фаза финального разгона):
- •2. Контроль за объемом техники
- •3. Контроль за разносторонностью техники
- •4. Контроль за эффективностью техники
- •4.1. Определение абсолютной эффективности техники
- •4.2. Определение сравнительной эффективности техники
- •4.3. Определение реализационной эффективности техники
- •234 "Гладкий" бег,с
- •Показатели реализационной эффективности техники баскетболистов:
- •5. Разновидности оценок эффективности техники
- •Та бл и ца 41 Эффективность техники метания копья
- •6. Контроль за освоенностью техники
- •Изменение скорости и точности прямого нападающего удара в волейболе в зависимости от установки тренера
- •Тема 12.Структура движений человека и управление ими
- •1.Двигательное действие как система движений.
- •1.1. Виды систем
- •1.2. Состав системы движений
- •1.3. Структура системы движений
- •2. Виды структур в системе движений
- •2.1. Кинематические структуры
- •2.2. Динамические структуры
- •2.3. Информационные структуры
- •2.4. Обобщенные структуры
- •3. Физическое упражнение как управляемая система
- •3.1. Понятие об управлении
- •3.2. Информация и ее передача
- •3.3. Двигательная задача и программа действия
- •4. Управление движениями в переменных условиях
- •4.1. Управляющие и сбивающие воздействия
- •4.2. Отклонения и коррекции
- •4.3. Функциональная структура действия
- •5. Координация движений человека
- •5.1. Нервная координация
- •5.2. Мышечная координация
- •5.3. Двигательная координация
- •6. Формирование систем движений
- •6.1. Построение системы движений
- •6.2. Перестройка системы движений
- •7.Развитие двигательной активности и координации движений
- •7. Изменение движений при физическом воспитании
- •7.1. Возраст и структура движений
- •7.2. Влияние половых различий на структуру движений
- •7.3. Влияние тренировки на структуру движений
- •Тема 13. Управление непереместительнымй действиями
- •1. Управление позой и ее медленными изменениями
- •2.Равновесие тела человека
- •2.1. Силы уравновешиваемые при сохранении колошения
- •2.2. Условия равновесия системы тел
- •2.3. Виды равновесия твердого тела
- •2.4. Устойчивость твердого тела и системы тел
- •3.Сохранение и восстановление положения тела человека
- •3.1. Пассивное и активное уравновешивание
- •3.2. Равновесие колебательного типа
- •3.3. Управление сохранением положения
- •Тема 14. Движения на месте
- •1 Закономерности перемещения оцт при постоянной опоре
- •1.1. Сохранение и изменение движения центра масс системы
- •1.2. Взаимодействие опоры, опорных и подвижных звеньев
- •1.3. Роль реактивных внешних сил
- •1.4. Сохранение и изменение количества движения системы
- •1.5. Преодолевающие и уступающие движения
- •1.6. Обеспечение равновесия
- •2. Фазовая структура движений на месте
- •2.1. Фазы разгона и торможения
- •2.2. Граничные позы и их роль
- •2.3. Передача скоростей в биокинематичесних цепях
- •3. Последовательность разбора движений
- •3.1. Определение исходного и конечного положений
- •3.2. Определение кинематических и динамических характеристик
- •3.3. Установление фазового состава
- •3.4. Условия равновесия и движения и определение действующих мышц
- •3.5. Оценка эффективности выполнения задачи
- •4. Движения при верхней опоре
- •4.1. Механизм притягивания
- •4.2. Уступающие движения при верхней опора
- •4.3. Подтягивание в висе и опускание
- •5.Движения при нижней опоре
- •5.1. Механизм отталкивания
- •5.2. Уступающее приближение к опоре
- •5.3. Сгибание и выпрямление рук в упоре лежа
- •Тема 15. Движения вокруг оси и перемещающие движения
- •1. Условия вращательного движения
- •1.1. Источник центростремительного ускорения
- •1.2. Оси вращения
- •1.3. Взаимодействие вращающегося и удерживающего тел
- •2. Способы управления движениями биомеханической системы вокруг осей
- •3. Управление вращением тела
- •4.Перемещающие движения
- •4.Механизмы скоростных движений
- •4.1. Суммирование движений и скоростей
- •4.2. Последовательность ускоряющих движений
- •4.3. Баллистическая работа мышц
- •4.4. Наращивание начальной скорости
- •4.5. Передача количества движения
- •5.Виды веремещающих действий
- •5.1.Перемещение тел с разгоном
- •Тема 16. Биомеханика локомоций
- •1.Сущность и виды локомоций
- •3.Биодинамика ходьбы
- •4.Биодинамика бега
- •Горизонтальная скорость бега, м/с
- •4 5 6 Скорость бега, м/с
- •Корреляция между длиной тела, длиной ноги и длиной шага
- •5. Биодинамика прыжка
- •5.1 Подготовка н отталкиванию
- •5.2. Отталкивание
- •5.3. Полет
- •5.4. Амортизация
- •6.Биомеханика различных видов спорта
- •Расход энергии при различных видах спортивной деятельности (ккал)
3. Временные характеристики
Временные характеристики совместно с пространственно-временными определяют характер движений человека.
20.1. Момент времени
Момент времени (или мгновение) — это временная мера положения точки, тела и системы в начале, в ходе движения и в конце. Момент времени определяется промежутком времени до него от начала отсчета (положение на оси времени)
Определяя, где была точка в пространстве, необходимо определить, когда она там была.
Момент времени нужно определять не только для начала и окончания движения, но и для других важных мгновенных положений. В первую очередь это моменты существенного изменения движения: заканчивается одна часть (фаза) движения и начинается следующая (например, отрыв от опоры—это момент окончания фазы отталкивания и начала фазы взлета).
3.2. Длительность движения
Длительность движения — это его временная мера. Она измеряется разностью моментов времени окончания и начала движения в неизменной системе отсчета.
Отвечая на вопрос: «Какое расстояние в пространстве пройдено в движении?»,— необходимо выяснить и другой: «Сколько времени затрачено на это?». Из значения момента времени окончания движения вычитается значение момента времени его начала. Полученная величина промежутка времени характеризует длительность движения (длительность одной фазы движения, длительность ряда фаз или период движения, например период полета). Момент времени не имеет длительности. Он служит границей двух смежных промежутков времени.
Естественно, что для определения длительности движения надо пользоваться одними и теми же началом отсчета времени и единицами отсчета.
При движении могут быть и остановки (паузы, перерывы в движении). Следует также измерять их длительность.
3.3. Темп движений
Темп движений—это временная мера повторности движений1. Он измеряется количеством движений, повторяющихся в единицу времени:
При многократном повторении движений их длительность может быть одинаковой. В этих случаях понятием «темп» характеризуется протекание движения во времени.
Темп—величина, обратная длительности движений: эти понятия связаны обратно пропорциональной зависимостью. В практических условиях темп проще определять, чем длительность. Темпы движений удобнее сравнивать, если брать более крупные единицы времени. Например, при длительности шагов лыжника-гонщика в 0,55 сек. и 0,51 сек. частота шагов будет 18,0 и 19,5 в 10 сек., или, что иногда удобнее для подсчета и сравнения, 108 и 117 шагов в одну минуту.
Темп движений может служить в отдельных случаях показателем совершенства владения техникой. У квалифицированных спортсменов (пловцов, гребцов, бегунов и др.) он выше, чем у неквалифицированных, следовательно отдельные движения у первых чаще. На темпе движений может отражаться утомление: в одних видах движений он повышается (учащение шагов при их укорочении в беге), в других — понижается (неспособность поддерживать заданный темп, например, в гребле).
3.4. Ритм движений
Ритм движений — это временная мера соотношения частей движений. Он определяется по соотношению промежутков времени, затраченного на соответствующие части движения:
Ритм определяют как соотношение двух периодов времени (например, опоры и полета в беге) или длительности двух фаз периода (например, фазы амортизации и фазы отталкивания в опорном периоде). Можно говорить и о ритме ряда фаз (например, соотношение длительностей пяти фаз скользящего шага в лыжном ходе).
Фазы, ритм которых изучается, могут различаться по направлению, скорости и ускорению движений, по величине и направлению усилий и по другим .характеристикам. Соотношение длительностей фаз отражает соотношение обусловливающих их усилий. Однако для определения ритма движений необходимо измерение именно времени, а не усилий. Ритм бывает постоянным и переменным. Он может быть и в повторяющихся (циклических) и в однократных (ациклических) движениях.
С точки зрения биомеханики в каждом движении есть ритм, поскольку имеются различающиеся части движений определенной длительности. То, что в практике называется неритмичным движением, в биомеханике следует расценивать как ритм нерационального движения или несоблюдение заданного ритма.