- •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)
Тема 11. Основы контроля за технической подготовленностью
1. Задачи и виды контроля 2. Контроль за объемом техники 3. Контроль за разносторонностью техники 4. Контроль за эффективностью техники 5. Разновидности оценок эффективности техники 6. Контроль за освоенностью техники
Контроль за технической подготовленностью, или, что то же самое, техническим мастерством (ТМ), заключается в оценке того, что умеет делать спортсмен и как он выполняет освоенные движения.
1. Задачи и виды контроля
Задачи контроля над техникой заключаются в проверке качества выполнения тренировочных заданий путем определения характеристик и структур системы движений (разброс отклонений, его допустимые пределы, эффективность техники и др.).
Овладение техникой и ее совершенствование осуществляется в виде выполнения заданий тренера и самозаданий спортсмена. Без обратной связи невозможно оценить качество выполнения задания. Эти сведения необходимы для рациональной постановки последующих заданий. Информация поступает по нескольким каналам: основная информация — непосредственно через органы чувств самого спортсмена во время упражнения (зрительный контроль, двигательное чувство) и дополнительная — с помощью наблюдений тренера или товарищей, показаний приборов во время и после выполнения упражнений. Наиболее объективные показания приборов. Информация от тренера и восприятие самого спортсмена хотя и имеют субъективный характер, также дают объективные, правда менее точные, данные.
Выполнение заданий подвергается контролю с целью оценки. Сопоставление задания и оценки выполнения служит основой для следующего задания. Контроль со стороны тренера и использование аппаратуры способствуют развитию самоконтроля спортсмена. Самостоятельность деятельности спортсмена по мере роста квалификации повышается. Необходимо систематически переходить к самозаданиям, самоконтролю и самооценке. Только это дает необходимую надежность выполнения в соревновательных условиях.
Очень полезно сопоставлять данные технического самоконтроля с показателями приборов. Это помогает развить самоконтроль и самооценку и повысить уверенность спортсмена в степени их объективности.
Контроль можно вести по многим кинематическим и динамическим. Характеристикам движений и по результатам действия. Контрольно-измерительных приборов (КИП) не должно быть много. В каждом случае надо обоснованно выбирать контролируемые параметры — те характеристики, которые отражают существенные особенности качества выполнения. Приборы могут давать информацию сразу после выполнения упражнения (срочная информация) или непосредственно во время выполнения (э к с п р е с с-информация). Информация может регистрироваться (запись) или передаваться индикатором (наблюдение за прибором). Трудоемкие способы обработки информации, дающие только отсроченную информацию, связаны с длительной фотохимической или математической обработкой.
Различные методы контроля помогают решению его основных задач. Простейшая задача — получить меру выполненного движения. Эта задача дополняется сопоставлением задания и выполнения. Расхождения между ними указывают на направление задания в следующей попытке. Сравнение ряда попыток характеризует разброс отклонений. Сопоставление отклонений с результатом упражнения определяет пределы допустимых отклонений. Сравнение всех полученных данных обусловливает оценку эффективности вариантов техники.
Прослеживание на протяжении известного периода времени за сдвигами под влиянием разных средств и методов позволяет установить соответствие методики поставленным задачам технической подготовки.
На основе дополнительной информации (КИП) возможна выработка показателей технического самоконтроля, столь необходимых для самостоятельности спортсмена в управлении своей техникой.
Различают два основных метода контроля за ТМ: визуальный и инструментальный.
Первый является наиболее распространенным методом вообще и одним из основных в спортивных играх, единоборствах, гимнастике, фигурном катании на коньках и некоторых других видах спорта. наблюдение за действиями спортсмена как начальный этап экспертного оценивания должно проводиться в соответствии с требованиями, изложенными в гл. 6. Только таким образом можно обеспечить достоверность информации о ТМ спортсмена.
Необходимо уделить самое пристальное внимание составлению программы наблюдений и обучению наблюдателей. Например, измеряя ТМ футболистов по количеству, точности и эффективности выполнения длинных, средних и коротких передач, следует предварительно договориться об их классификации. Каждый наблюдатель должен знать, что к длинным передачам надо относить только передачи мяча на 30 м и более, к средним — на 15—30 м, к коротким—до 15 м.
Оценивая эффективность ТМ конкретного спортсмена (например, по числу ошибок, допущенных им при выполнении игровых действий), нужно учитывать степень взаимопонимания игроков. Предположим, игрок А делает точную и тактически обоснованную диагональную передачу на ход игроку Б. Последний, неверно понимая позицию, поздно начинает движение и не успевает к мячу. В этом случае ошибка записывается спортсмену Б, вследствие чего его индивидуальный коэффициент технического мастерства уменьшается.
В игровых видах спорта и в единоборствах возможности оценки ТМ с помощью специальных тестов ограничены: показатели, измеренные в процессе тестирования (например, определение точности и дальности передач, точности ударов в ворота), как правило, неинформативны. Коэффициенты корреляции между точностью выполнения этих приемов в тестах и в соревнованиях (играх, боксерских поединках и т. д.) обычно близки к нулю. И это понятно, так как условия выполнения приемов и действий в соревновательной обстановке резко отличаются от условий во время тестирования.
Поэтому по результатам таких тестов, как правило, нельзя предсказывать эффективность соревновательной деятельности. Однако тесты ТМ все же полезны. Они позволяют определить уровень ТМ в условиях, когда нет сбивающего влияния соревновательных факторов. Сравнивая результаты такого тестирования с показателями в соревнованиях, тренер может определить слабые стороны спортсмена и наметить пути их усиления. Например, если применять в хоккее такой тест, как «ведение шайбы с обводкой стоек», то может случиться так, что по результатам теста спортсмен А опережает спортсмена Б, а в условиях соревнований уступает ему в ведении шайбы с изменением направления бега. Из этого следует, что у спортсмена Б резерв в повышении эффективности данного приема лежит в совершенствовании его техники в облегченных условиях (без противодействий противника и возбуждения, связанного с соревнованиями), а спортсмену А можно рекомендовать совершенствование приема при сбивающих факторах (активно противодействующем противнике и т. п.).
Показатели, используемые для измерения ТМ непосредственно в соревнованиях, гетерогенны: их значения во многом определяются тактическим мастерством и уровнем физической подготовленности спортсменов. Поэтому, регистрируя точность выполнения игровых действий, эффективность нанесения ударов и т. п., измеряют не столько техническое, сколько технико-тактическое мастерство.
Визуальный контроль за ТМ проводится двумя способами: 1)в ходе непосредственных наблюдений за действиями спортсмена и 2) с помощью видео-магнитофонной техники. Второй способ в последнее время становится все более распространенным. Это связано с возможностью:
1) документально зафиксировать движения спортсмена;
2) при систематической видеозаписи иметь видеотеку движений и анализировать их технику в динамике;
3) использовать стоп-кадр, а также замедленно показывать действия, что повышает достоверность их анализа;
4) устранить влияние соревновательной обстановки на процесс наблюдения. Даже самый опытный эксперт, наблюдая за действиями спортсмена на соревнованиях, может ошибаться вследствие эмоционального возбуждения, увлеченности каким-то моментом и т. д.
Рис. 7S