bocharov_2010

фактором этих преобразований является динамическая система, характеризующаяся постоянно изменяющимися свойствами.

Важное значение в настоящей работе придается механизмам и роли многоуровневой системы управления движением, формированию двигательных навыков и техники спортивных упражнений, а также результирующему действию мышц, как основного определителя движения. При этом особое внимание уделяется факторам, определяющим адаптивные возможности двигательной системы в связи с мышечными тренировками, условиями выполнения двигательных задач, возрастными особенностями организма.

Предлагая читателю настоящую книгу, автор не склонен считать её энциклопедией биомеханики человека, но выражает надежду, что она в определенной степени будет способствовать изучению движения.

191

Приложение 1

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Ускорение

192

193

194

195

Приложение 2

СПРАВОЧНИК ФОРМУЛ

Изучение движений направлено на оценку эффективности и совершенствование способов двигательных действий. Очевидно, что эта проблема может быть решена лишь в том случае, если её практическая реализация опирается на точное количественное описание объекта исследования.

Настоящий справочник содержит четыре раздела: биокинематика, где представлены методы, описывающие пространственно-временную форму движения тела, т. е. внешнюю картину его проявления; биодинамика – содержит методы, раскрывающие механизмы движений, причины их возникновения, ход изменения; биоэнергетика – приведены способы оценки энерготрат и экономичности двигательных действий на основе биомеханических характеристик; биомеханическое моделирование и прогнозирование – содержит формулы и уравнения для количественной оценки двигательных действий при тестированиях в видах спорта.

Этот справочник может быть полезным при выполнении лабораторных, курсовых, дипломных работ и научных проектов, для более точного решения той или иной задачи в области биомеханики человека.

1. БИОКИНЕМАТИКА

Кинематические характеристики: пространственные, временные, пространственно-временные.

1.1. Пространственные характеристики: положение тела или точки траектории, путь, перемещение.

1.1.1.Положение тела задается естественным, координатным и векторным способами. Если тело принять за материальную точку, то положение ее определится координатами линейной, прямоугольной или угловой системы координат.

1.1.2.Траектория (L) – непрерывная линия, воображаемый след движущейся точки:

L 1r ,

где L – кривизна траектории (см-1, м-1); r – радиус кривизны (см, м).

196

где Хк – конечная абсцисса; Хн – начальная абсцисса. Проекция перемещения на ось У:

где Ук – конечная ордината; Ун – начальная ордината.

Формула углового перемещения:

1 0 (г рад, рад) ,

где 1 – конечная угловая координата; 0 – начальная угловая координата.

1

0

1.2.Временные характеристики: момент времени, длительность, темп

ив некоторой степени ритм.

1.2.1.Момент времени (t) – временная мера положения точки тела и (или)

системы.

1.2.2.Длительность движения ( t) – промежуток времени, необходимый для выполнения упражнения в целом или его части.

Универсальная формула длительности:

где t1 – конечный момент времени; t0 – начальный момент времени. Формула длительности, когда в качестве моментов времени используются

кадры кинограммы:

t ,

где – число временных интервалов; – частота съемки (с-1).

Формула длительности по динамограмме:

t(с) t М t ,

198

где t – длительность (мм), измеренная по динамограмме; Мt – масштаб времени, который определяется по скорости лентопротяжки (если скорость лентопротяжки 100 мм/с, то Мt = 0,01 с/мм).

1.2.3. Темп (N) – количество одинаковых движений, повторяющихся в единицу времени.

Формула темпа по длительности:

Формула темпа по длине шага и скорости:

где v – скорость (см/c, м/с), l – длина шага (см, м).

1.2.4. Ритм (R) – результат дозирования мышечных усилий во времени.

Ритм оценивается по соотношению длительностей фаз движений:

где ti – длительность фаз; i – номера граничных поз (например 21, 32, 43).

1.3. Пространственно-временные характеристики: скорость,

ускорение.

1.3.1. Скорость (v) – пространственно-временная мера движения точки (быстрота изменения ее положения). Различают линейную и угловую скорость.

Формула средней линейной скорости:

где L – приращение пути (см, м, км); t – длительность (с, мин., ч).

Формула скорости по горизонтальной (vх) и вертикальной (vу) ее составляющих на плоскости:

где vх – горизонтальная составляющая скорости (см/с-1, м/с-1); vу – вертикальная составляющая скорости.

Описание скорости в трехмерном пространстве:

199

Формула определения скорости по кинограмме:

где L – линейное перемещение (см, м); l – величина обратная масштабу;– частота съемки (кадр/с-1); i – число временных интервалов.

Уравнение линейной скорости по окружности:

Формула средней угловой скорости:

Формула угловой скорости по кинограмме:

где – частота киносъемки (с-1); i – число интервалов.

1.3.2. Ускорение (a) – пространственно-временная мера изменения скорости точки (быстрота изменения скорости). Различают линейное и угловое ускорение.

Формула среднего линейного ускорения:

где v – приращение скорости (см/с-1, м/с-1); t – длительность (с). Формула центростремительного ускорения:

где v – скорость (см/с-1, м/с-1); r – радиус кривизны траектории (см, м).

Формула линейного ускорения по кинограмме:

Формула мгновенного углового ускорения:

где / t – производная скорости по времени (град/с2, рад/с2).

200