3.8. Основы биомеханики естественных локомоций человек

Локомоции живого организма (от лат. locus – место и motio – движение) – совокупность согласованных движений животных и человека, вызывающих активное их перемещение в пространстве; важнейшее приспособление к обитанию в разнообразных условиях среды.

К естественным локомоциям человека относят ходьбу, бег, прыжки, плавание и др. В процессе эволюции локомоции менялись и усложнялись. Каждый вид локомоции имеет множество разновидностей и им свойственны индивидуальные особенности.

Ходьба

Ходьба – автоматизированный двигательный акт, осуществляющийся в результате сложной координированной деятельности скелетных мышц туловища и конечностей. Отталкиваясь от опоры, нога приводит тело в движение – вперед и несколько вверх и вновь совершает размах в воздухе.

При ходьбе тело поочередно опирается то на правую, то на левую ногу. Акт ходьбы отличается чрезвычайно точной повторяемостью отдельных его компонентов, так что каждый из них представляет точную копию в предыдущем шаге.

В акте ходьбы деятельное участие принимают также верхние конечности человека: при выносе вперед правой ноги правая рука движется назад, а левая – выносится вперед. Руки и ноги человека при ходьбе совершают движения в противоположных направлениях. Движение отдельных звеньев свободной ноги (бедра, голени и стопы) определяется не только сокращением мышц, но и инерцией.

Бег

Бег – способ передвижения, при котором фаза опоры одной ногой чередуется с безопорной фазой полета, когда обе ноги находятся в воздухе.

Фазы бега или цикл движений, начинается касанием одной из ног горизонтальной опоры и продолжается до тех пор, пока эта же нога вновь не коснется опоры. Каждый цикл включает фазу опоры на одну ногу и фазу маха (т.е. возвращение ноги вперед), когда тело не опирается на эту ногу.

От скорости бега зависит, какая часть ступни первой касается земли. Анализ бега показывает, что при малых скоростях нога ставится на опору с пятки или на всю ступню, а при более высоких скоростях опора начинается с внешней стороны ступни.

В ходе исследований установлено, что после контакта ступни с опорой в течение короткого промежутка времени в коленном суставе продолжается сгибание, а в голеностопном происходит тыльное сгибание. Центр тяжести обгоняет опорную ногу и опорное бедро наклоняется вперед от вертикали, голеностопный сустав сгибается, а в коленном и тазобедренном суставах происходит разгибание, в результате чего центр тяжести продвигается в направлении вверх и вперед.

Период опоры при увеличении скорости бега значительно уменьшается. В опорном периоде выделяют фазы амортизации и отталкивания.

Прыжки

При прыжках обе ноги после сгибания в главных своих суставах (тазобедренных, коленных, голеностопных) выпрямляются быстрым и сильным сокращением разгибателей и отрываются от земли толчком, который передается телу. При этом прыжок или совершается на месте – тело поднимается в вертикальном направлении, или же телу сообщается поступательное движение вперед и вверх.

Прыжки в длину с разбега. Чем быстрее человек бежит, тем дальше он может прыгнуть. В конце отталкивания от планки центр тяжести уже находится на высоте около 90 см над землей, а во время приземления оказывается лишь немного выше планки для отталкивания.

При прыжках в длину с места. Каждая из участвующих в прыжковом акте мышц сокращается только один раз. Максимальная сила, развиваемая мышцей, пропорциональна площади ее поперечного сечения.