otvety_biomekh

20. РЫЧАГИ В БИОКИНЕМ. ЦЕП. Костные рычаги — звенья тела, подвижно соединенные в суставах под действием приложенных сил, — могут либо сохранять свое положение, либо изменять его. Они служат для передачи движения и работы на расстояние. Все силы, приложенные к звену как рычагу, можно объединить в две группы: а) силы или их составляющие, лежащие в плоскости оси рычага б) силы или их составляющие, лежащие в плоскости, перпендику¬лярной к оси рычага Рассматривая действие сил на рычаг, учитывают только силы, направленные по ходу движения и против него. Когда группы сил приложены по обе стороны от оси рычага, его называют двуплечим или рычагом первого рода, а когда по одну сторону — одноплечим, или рычагом второго рода. Для разных мышц, прикрепленных в разных местах костного звена, рычаг может быть разного рода. Так, относительно своих сгибателей предплечье представляет собой одноплечий рычаг; относительно же мышц-разгибателей — двуплечий рычаг. При преодолевающих движениях сила сокращающихся мышц— движущая сила, при уступающих движениях сила растягиваемых мышц— тормозящая. Силы сопротивления направлены противоположно действию мышц. Каждый рычаг имеет следующие элементыв): а) точку опоры (0), б) точки приложения сил, в) плечи рычага г) плечи сил Мерой действия силы на рычаг служит ее момент относительно точки опоры (произведение силы на ее плечо).

21.Составное движение образуется из нескольких составляющих движений звеньев в сочленениях биокинематической цепи. В простейших случаях в механике складываются два поступательных движения двух тел.Когда в составном движений принимают участие два тела, то обычно составляющие движения называют переносными и относительными. Платформа как бы переносит на себе движение по ней груза; движение платформы переносное. Движение же груза по платформе относительно системы отсчета, связанной с самой платформой, относительное. Тогда движение груза в неподвижной системе отсчета результирующее: это результат двух составляющих движений.В теле человека таких движений не бывает, так как почти во всех суставах звенья движутся вокруг осей сочленений. В биокинематических цепях обычно движется много звеньев; одни «несут» на себе движения других Несущее движение изменяет несомое При движениях в незамкнутой кинематической цепи угловые перемещения, скорости и ускорения, если они направлены в одну сторону, складываются. Разнонаправленные движения не складываются, а вычитаются Сложнее составные движения, в которых составляющие движения вращательные и поступательные В составном движении, образованном из вращательных составляющих движений вследствие суммирования равнонаправленных и вычитания разнонаправленных движений в разных суставах всегда происходит прибавление движения и вдоль радиуса (поступательное). Значит, биокинематическая цепь укорачивается или удлиняется

22.Степени свободы и связи движ. Звеном называется часть тела, расположенная между двумя соседними суставами или между суставом и дистальным концом.Биокинематическая пара - это подвижное соединение двух костных звеньев.Биокинематическая цепь - это последовательное соединение ряда биокинематических пар. В незамкнутых цепях имеется последнее звено, входящее лишь в одну пару; в замкнутых цепях свободного конечного звена нет, каждое звено входит в две пары.В незамкнутой цепи возможны изолированные движения в каждом отдельно взятом суставе.В замкнутой цепи изолированные движения в одном суставе невозможны.Если на физическое тело не наложено никаких ограничений оно может двигаться во всех трех измерениях, т.е. относительно трех взаимно перпендикулярных осей а также вокруг них .Следовательно, у него шесть степеней свободы движений.Каждая наложенная связь уменьшает количество степеней свободы. Зафиксировав одну точку свободного тела, сразу лишают его грех степеней свободы - свободных линейных перемещений относительно трех основных осей координат.К числу суставов с тремя степенями свободы относятся шаровидные суставы, где возможны движения в следующих трех направлениях:- поворот;- приведение и отведение во фронтальной плоскости;- сгибание и разгибание в сагитальной плоскости С двумя степенями свободы - коленный, а также некоторый поворот голени относительно бедра;- запястно-пястный сустав большого пальца кисти. С одной степенью свободы:- плечелоктевой;- межфаланговые суставы пальцев;- сочленение стопы с большеберцовой костью. Закрепление двух точек тела оставляет одну степень свободы. Закрепление третьей точки, не лежащей на этой оси, полностью лишает тело свободы движения.

23.Силы в движ чел.Все силы, которые приложены к телу человека, нужно разделить на две группы: внешние и внутренние (относительно его).Внешние силы, силы полученные извне. Без них его движение изменяться не может.Внутренние силы сами по себе не могут изменить его движения. Ими человек управляет движениями звеньев в суставах.

24. механические свойства костей, кроме двигательных функций входят функции защитные и опорные.При растягивающей продольной силе кость выдерживает напряжение в 30 раз больше, чем давление, разрушающее кирпич. Установлено, что прочность кости на растяжение выше, чем у дуба, и почти равна прочности чугуна.При сжатии прочность костей еще выше. Так, самая массивная кость, большеберцовая, выдерживает вес 27 человек.При изгибе кости человека также выдерживают значительные нагрузки. Например, 1,2 т. недостаточно, чтобы сломать бедренную кость.При увеличении допустимых механических нагрузок у спортсменов происходит гипертрофия костей:- у штангистов - утолщаются кости ног и позвоночника;- у футболистов - внешняя часть кости плюсни;- у теннисистов - кости предплечья и т.д. Механические свойства суставов зависят от их строения. Суставная поверхность смачивается синовиальной жидкостью, которую, как в капсуле, хранит суставная сумка. Синовиальная жидкость обеспечивает уменьшение коэффициента трения в суставе примерно в 20 раз.

25Биомеханика мышц состоит в преобразовании химической энергии в механическую работу или силу. Главными биомеханическими показателями, характеризующими деятельность мышцы, являются:а) сила, регистрируемая на ее конце;б) скорость изменения длины. Механические свойства мышц сложны и зависят от механических свойств элементов, образующих мышцу, и состояния мышцы Длину мышцы без нагрузки называют длиной покоя.Сократимость - это способность мышцы сокращаться при возбуждении. В результате сокращения происходит укорочение мышцы, и возникает сила тяги.Упругие свойства мышцы, т.е. ее способность восстанавливать первоначальную длину после устранения деформирующей силы. Жесткость - это способность противодействовать прикладываемым силам,Податливость - величина обратная жесткости.Прочность - оценивается величиной силы ее растягивания, при которой происходит разрыв мышцы.Прочность сухожилия в 150 раз больше прочности мышцы. Релаксация - свойство мышцы, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине. Проявление активности мышцы определяется изменением ее длины, либо ее напряжения, либо того и другого одновременное.Исходя из этого, мышцы, прикрепленные сухожилиями к костям, функционируют в двух режимах: изометрическом и анизометрическом.При изометрическом режиме длина возбужденной мышцы не изменяется. При анизометрическом режиме длина мышцы укорачивается или удлиняется Существуют два случая группового взаимодействия мышц: синергизм и антагонизм. Мышцы - синергисты перемещают звенья тела в одном направлении.Мышцы-антагонистыимеют разнонаправленное действие. Так, если одна из них выполняет преодолевающую работу, то другая - уступающую.

26. Механика мышечного сокращения. комбинацией изометрического и изотонического компонентов. Изометрическая фаза продолжается до тех пор, пока мышца не разовьет силу, достаточную для перемещения нагрузки. С этого момента начинается изотоническая фаза, и мышца сокращается с постоянной силой, перемещая нагрузку. С увеличением нагрузки скорость и степень укорочения мышцы во время изотонического сокращения уменьшаются, а длина изометрической фазы сокращения увеличивается. Судорожное сокращение — это единичное кратковременное сокращение мышцы, которое возникает в ответ на единичный пороговый или надпорого-вый стимул. Тетаническое сокращение, или тетанус, — это длительное сокращение скелетной мышцы вследствие продолжительного возбуждения мышечных волокон. Во время тетанического сокращения в мышце многократно развиваются потенциалы действия, которые обеспечивают продолжительный выход Са+ Цикл образования поперечных мостиков беспрерывно повторяется, и сокращение поддерживается до тех пор, пока не прекратится возбуждение, а концентрация Са + в цитоплазме не уменьшится ниже пороговой, необходимой для запуска мышечного сокращения.

27.Механическое действие мышц проявляется как тяга, приложенная к месту их прикрепления. Величина силы тяги мышцы и ее проявление в движениях человека обусловлены рядом причин Основным механическим условием, определяющим тягу мышцы, служит нагрузка. Нагрузка может быть представлена весом отягощения, а также его силой инерции и другими силами. 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. Расположение мышцы относительно оси сустава и звена в данный момент движения влияет, во-первых, на величину плеча силы и величину момента силы тяги. Во-вторых, расположение мышцы влияет на направление тяги мышцы. Физиологические условия, определяющие величину тяги мышцы, в основном сводятся к условиям возбуждения мышцы и его изменения, в частности при утомлении. В связи с утомлением существенно изменяется работоспособность мышцы. Чтобы определить результат тяги мышцы, недостаточно установить величину и направление этой тяги. При различных условиях закрепления звеньев одна и та же тяга приводит к неодинаковому результату — разным движениям звеньев в суставе. Поэтому следует помнить, что результат приложения тяги мышцы в кинематической цепи зависит от: а) закрепления звеньев; б) соотношения сил, вызывающих движение, и сил сопротивления, в) начальных условий вращения. Разновидности работы мышц определяются сочетанием изменений их силы тяги и длины. Общеизвестные виды работы мышц определяются только направлением изменения длины мышцы: укорочением, удлинением, сохранением длины. Для этих трех видов работы существует возможность по меньшей мере трех вариантов изменения силы тяги мышц по сравнению с изометрическим: его нарастание, уменьшение, сохранение без изменений. Мышцы, которые выполняют общую работу, принимая участие в одном и том же движении, т.е. мышцы, расположенные по одну сторону данной оси сустава, называются синергистами. Мышцы, принимающие участие в различных движениях, противоположных одно другому, называются антагонистами.

28. ГРУПП. ВЗАИМОД. МЫШЦ. Существуют два случая группового взаимодействия мышц: синергизм и антагонизм.Мышцы - синергисты перемещают звенья тела в одном направле¬нии. Например, в сгибании руки в локтевом суставе участвуют двуглавая мышца плеча, плечевая и плечелучевая мышцы и т.д.Мышцы - антагонисты (в противоположность мышцам - синергистам) имеют разнонаправленное действие. Так, если одна из них выпол¬няет преодолевающую работу, то другая - уступающую. Существованием мышц - антагонистов обеспечивается:1) высокая точность двигательных действий;2) снижение травматизма. Рабочие тяги мышц (динамическая работа) обуславливают выпол-нение движений, а опорные тяги мышц (статическая работа) создают не-обходимые условия для этого.

29. БИОЭНЕРГЕТ ДВИГАТ ДЕЙСТВ В двигательных действиях происходит превращение одних видов энергии в другие и преобразование механической энергии Изучение источников энергии, путей ее перехода, условий индивидуального использования и ее потерь необходимо для совершенствования систем движений. Подвод энергии в биомеханическую систему совершается в результате: а) превращения химической энергии в механическую потенциальную напряженной мышцы, б) перехода работы внешних сил в кинетическую энергию биомеханической системы и потенциальную энергию деформированных мышц и перемещаемого тела. Энергия расходуется на: а) производительную работу; б) непроизводительные затраты, связанные с ее превращением и рассеянием энергии; в) преобразование ее при накоплении в растянутой мышце. Механическое движение человека сопровождается изменением механического состояния его тела; это состояние определяется энергией биомеханической системы. Величина и характер расхода энергии при движениях зависят от особенностей движений. Существует, по меньшей мере, два источника энергии, используемой в движениях. Первый источник – запасы Второй источник энергии движений – это механическая энергия внешнего окружения

30.Биомеханика дыхательных движений. Правильное сочетание дыхательных движений с движениями тела или отдельных его звеньев является существенной стороной спортивной техники.Существуют три основных типа дыхания: грудное, диафрагмальное и смешанное.При выполнении физических упражнений существуют два основных способа сочетания фаз дыхания с движениями.1. "Анатомический": при движениях, которые способствуют увеличению объема грудной клетки, - вдох, а уменьшению - выдох.2. "Биомеханический": выдох сочетается с фазами движений, в которых спортсмен проявляет наибольшую силу действия, вдох - с фазами относительного расслабления.Самая большая мышечная сила проявляется при натуживании, несколько меньшая - при выдохе, еще меньшая при вдохе.При дыхании следует акцентировать выдох, а не вдох. Тогда поступающий в легкие, богатый кислородом, воздух будет смешиваться с меньшим количеством остаточного и резервного воздуха, в котором содержание О2 значительно ниже, содержание СО2 выше, чем в атмосферном.

31.мощность работа и энергия.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. Поэтому величины мощности мб рассчитаны из кривой «сила-скорость». При мах стимуляции мышцы ее мощность зависит от скорости сокращения. Мах значение мощности отмечается при оптимальных величинах скорости и силы мышцы.При сокращения мыщца 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, как известно, кпд. Кпд мышцы зависит от скорости ее сокращения. Он мах при скорости, равной примерно 20% от мах.

32.Общий Центр масс твердого тела является вполне определенной фиксированной точкой, не изменяющей своего положения относительно тела. Центр масс системы тел может менять свое положение, если изменяются расстояния между точками этой системы. В биомеханике различают центры масс отдельных звеньев тела и центр масс всего тела. У человека, стоящего в основной стойке, горизонтальная плоскость, проходящая через ОЦМ, находится примерно на уровне второго крестцового позвонка. В положении лежа ОЦМ смещается в Сторону головы примерно на 1%; у женщин он расположен в среднем на 1—2% ниже, чем у мужчин; у детей-дошкольников он существенно выше, чем у взрослых При изменении позы ОЦМ тела, естественно, смещается и в некоторых случаях, в частности при наклонах вперед и назад, может находиться вне тела человека . Чтобы определить положение ОЦМ тела, используют либо экспериментальные, либо расчетные методы. Одним из наиболее простых экспериментальных методов является взвешивание человека в избранной позе на специальной платформе, имеющей три точки опоры. Одна из них покоится на неподвижном основании, а две другие — на весах Взвесив человека, Определяют показания весов Рассматривая по очереди линии АС и ВС как оси вращения, можно написать уравнения моментов для системы, находящейся в равновесии. Отсюда: Гораздо чаще, чем экспериментальные, используют расчетные методы. Чтобы определить расчетным путем координаты ЦМ тела в любой позе, надо знать: 1) положение отдельных звеньев тела, 2) вес отдельных звеньев тела и 3) положение ЦМ отдельных звеньев тела.

33.телосложения. К ним в первую очередь относят:а) тотальные размеры тела - основные размеры, характеризующие его величину;б) пропорции тела - соотношение размеров отдельных частей тела в) конституциональные особенности.Тотальные размеры тела у людей существенно различны. В одном и том же виде спорта можно встретить спортсменов с весом тела менее 50 и свыше 150 кг. Двигательные возможности этих спортсменов будут разными. С этим, в частности, связано деление на весовые категории в таких видах спорта, как борьба, бокс, тяжелая атлетика.Для сравнения силовых качеств людей различного веса обычно пользуются понятием «относительная сила», под которым понимают величину силы действия, приходящейся на 1 кг собственного веса. Силу действия, которую спортсмен проявляет в каком-либо движении безотносительно к собственному весу, иногда называют абсолютной силой:У людей примерно одинаковой тренированности, но разного веса абсолютная сила с увеличением веса возрастает, а относительная падает (рис.). Аналогичные закономерности наблюдаются и в отношении некоторых других функциональных показателей В то же время, скажем, высота подъема ОЦТ в прыжках или дистанционная скорость бега не зависят от тотальных размеров тела, а максимальная частота движений и стартовое ускорение уменьшаются с их увеличением.

34.Онтогенезом моторики называется изменение движений и двигательных возможностей человека на протяжении его жизни. Рассматривая онтогонез возрастных групп, отмечаем нижеследующее.Развитие движений у плода идет по направлению от головы к нижним конечностям: сначала появляются движения в области головы, затем туловища и рук, а потом уже нижних конечностей.У новорожденного существуют движения двух основных типов:а) беспорядочные, хаотические движения;б) безусловные рефлексы, отличающиеся строгой координацией. В дошкольном возрасте появляется возможность систематически обучать детей различным движениям. Опыт подготовки спортсменов показывает, что именно в этот период целесообразно осваивать основы техники многих спортивных движений. В школьном возрасте примерно к 12-13 годам, завершается анатомо-физиологическое созревание двигательного анализатора. С этого возраста подростки могут выполнять движения с той же ловкостью, координацией и точностью, что и взрослые.Особенно значительные изменения в моторике детей связаны с периодом полового созревания. Возраст 18-30 лет является расцветом моторики человека. Именно в этом возрасте в подавляющем большинстве видов спорта демонстрируются самые высокие достижения.Примерно с 30-летнего возраста начинают снижаться двигательные возможности. До известной степени это компенсируется тренировкой и опытом. Наибольшее значение для сохранения двигательных возможностей и здоровья имеет тренировка в возрасте свыше 40 лет, когда происходит постепенное снижение функциональных возможностей организма, Рациональные занятия физическими упражнениями могут затормозить процесс старения примерно на 10-15 лет.

35.Двигательные возможности (моторика) женщин и мужчин имеют определенные различия. Они вызваны биологическими и социально-психологическими причинами. Но есть, однако, основание думать, что эти различия вызваны в большей степени социально-психологическими, а не биологическими факторами: мальчики тяготеют к "мужским" играм, в большей степени способствующими развитию мышечной силы и скоростных качеств. Наоборот, девочки в дошкольном возрасте превосходят мальчиков в тех двигательных заданиях, которые типичны для их игр (например, в прыжках со скакал­кой).В тоже время в сопоставляемых видах спорта результаты женщин (например, мировые рекорды) ниже, чем у мужчин в среднем на 11-15%.

36.Двигательные предпоч. Большинство людей выполняет бытовые и спортивные движения определенной рукой, ногой, в одну и ту же сторону и т. п. Такие двигательные асимметрии называют двигательными предпочтениями. Предпочитаемая сторона или конечность называется доминантной. Люди, которые одинаково владеют обеими конечностями, называются амбидекстриками. Никаких объективных причин для предпочтительного пользования правой рукой нет, за исключением традиций, сложившихся исторически. В спорте умение выполнять технические действия в обе стороны считается признаком высокого спортивного мастерства, особенно в единоборствах и спортивных играх. Однако такие двигательные амбидекстрики встречаются довольно редко, в спортивных играх они составляют лишь около 5% мастеров спорта. Основы такого мастерства нужно закладывать на ранних этапах обучения спортивной технике.

37.Показатели технич мастер. контроль за техническим мастерством заключается в оценке того, что умеет делать спортсмен и как выполняет освоенные движения. Выделяют три группы показателей технического мастерства это показатели объема, разносторонности и эффективности техники. Объем техники определяется общим числом действий, которые выполняет спортсмен на тренировочных занятиях и соревнованиях. Соревновательный объем техники вариативен и зависит от квалификации соперника, тактики поведения и т.д. Так, в циклических видах спорта соревновательный объем техники представлен одним многократно повторяемым движением Тренировочный объем техники спортсмена свидетельствует о его потенциальных возможностях, а отношение соревновательного объема к тренировочному — об их реализации. Разносторонность техники спортсмена определяется степенью разнообразия двигательных действий. Выбор одной из сторон при выполнении асимметричных движений называется латеральным предпочтением. Тренировочная разносторонность выше соревновательной. Это связано с тем, что в ответственных встречах с разными по классу соперниками спортсмен использует ограниченное число технических приемов. Надежность показателей разносторонности техники в целом невелика, но для основных приемов у выдающихся спортсменов может быть значительной. Эффективность спортивной техники — это степень близости выполнения движения данным спортсменом к индивидуально оптимальному варианту (к рациональному варианту).

38.Эффективность владения спорт.техникой называется степень близости к наиболее рациональному варианту. Эффективность - хар-ка качества владения техникой. Различают 3 варианта эффективности: абсолютная, сравнительная, реализационная.Абсолютная хар-ет близость к образцу, в качестве которого выбирается наиболее рациональный вариант владения техникой, определенный на основе биомеханических, физиологических, психологических, эстетических соображенийРациональность определяется возможностью достичь на основе технических действий высших спорт рез-тов. Рациональность-хар-ка способа выполнения движения, используемой разновидности техники.Признаки техники, которые закономерно отличаются у спортсменов разной квалификации, называют дискриминативными. Такие признаки используют тогда, когда техника достаточно сложна и на основе биомеханического анализа не удается определить наиболее рациональный вариант. Реализационная эффективности: позволяет сопоставить показанный спортсменом результат с тем достижением, которое по уровню и развитию своих двигательных качеств потенциально может показать либо с затратами энергии и сил при выполнении оцениваемого спортивного движения При таком подходе опираются на существование связей м/д тремя показателями: спорт рез-том, уровнем развития двиг качеств, эффективностью техники.

39.Освоенность техники движений. Этот критерий показывает, как заучено, закреплено данное техническое действие.Для хорошо освоенных движений типичны:а) стабильность спортивного результата и ряда характеристик техники движения при его выполнении в стандартных условиях;б) устойчивость результата при выполнении действия (при изменении состояния спортсмена, действия противника в усложненных условиях);в) сохранение двигательного навыка при перерывах в тренировке;г) автоматизированность выполнения действий.

40. понятие о двигательных качествах. Физическими двигат. качествами принято называть врожденные морфофункциональные качества, благодаря которым возможна физическая активность человека, получающая свое полное проявление в целесообразной двигательной деятельности. К основным физическим качествам относят мышечную силу, быстроту, выносливость, гибкость и ловкость. В самом общем виде двигательные способности можно понимать как индивидуальные особенности, определяющие уровень двигательных возможностей человека. Основу двигательных способностей человека составляют физические качества, а форму проявления — двигательные умения и навыки. К двигательным способностям относят силовые, скоростные, скоростно-силовые, двигательно-координационные способности, общую и специфическую выносливость. У каждого человека двигательные способности развиты по-своему. В основе разного развития способностей лежит иерархия разных врожденных анатомо-физиологических задатков: — анатомо-морфологические особенности мозга и нервной системы (свойства нервных процессов — сила, подвижность, уравновешенность, индивидуальные варианты строения коры, степень функциональной зрелости ее отдельных областей и др.); — физиологические (особенности сердечно-сосудистой и дыхательной систем — максимальное потребление кислорода, показатели периферического кровообращения и др.); — биологические (особенности биологического окисления, эндокринной регуляции, обмена веществ, энергетики мышечного сокращения и др.); — телесные (длина тела и конечностей, масса тела, масса мышечной и жировой ткани и др.); — хромосомные (генные).