Kitengo cha kipimo cha nguvu katika biomechanics. Kazi ya mtihani kwa misingi ya udhibiti wa biomechanical

Sura ya 3. Misingi ya Udhibiti wa Biomechanical

Sayansi huanza mara tu wanapoanza kupima.

Ujuzi sahihi haufikiriwi bila kipimo.

D. I. Mendeleev

Kutoka kwa angavu hadi maarifa kamili!

Ustadi wa magari ya mtu, uwezo wake wa kusonga haraka, kwa usahihi na kwa uzuri katika hali yoyote, inategemea kiwango cha maandalizi ya kimwili, kiufundi, tactical, kisaikolojia na kinadharia. Mambo haya matano ya utamaduni wa harakati yanaongoza katika michezo, katika elimu ya kimwili ya watoto wa shule, na katika aina nyingi za elimu ya kimwili. Ili kuboresha ujuzi wa magari na hata kudumisha kwa kiwango sawa, ni muhimu kudhibiti kila moja ya mambo haya.

Kitu cha udhibiti wa biomechanical ni ujuzi wa magari ya binadamu, yaani sifa za motor (kimwili) na maonyesho yao. Hii ina maana kwamba kama matokeo ya udhibiti wa biomechanical tunapata taarifa:

1) kuhusu mbinu ya vitendo vya magari na mbinu za shughuli za magari;

2) juu ya uvumilivu, nguvu, kasi, wepesi na kubadilika, kiwango sahihi ambacho ni hali muhimu kwa ustadi wa hali ya juu wa kiufundi na busara (Katika fasihi ya Kiingereza juu ya elimu ya mwili, orodha pana ya sifa za gari inakubaliwa, pamoja na uwezo wa fanya mazoezi ya usawa, mazoezi ya densi na nk).

Ili kuiweka kwa urahisi zaidi: udhibiti wa biomechanical hujibu maswali matatu:

1) Mtu anafanya nini?

2) Je, inafanya hivi vizuri?

3) Kwa nini anafanya hivi?

Utaratibu wa udhibiti wa biomechanical unalingana na mpango ufuatao:

Vipimo katika biomechanics

Mtu anakuwa kitu cha kipimo tangu utoto wa mapema. Urefu wa mtoto mchanga, uzito, joto la mwili, muda wa kulala, nk hupimwa Baadaye, katika umri wa shule, ujuzi na ujuzi hujumuishwa katika vigezo vilivyopimwa. Kadiri mtu anavyozeeka, ndivyo anuwai ya masilahi yake inavyoongezeka, ndivyo viashiria vingi na tofauti vinavyomtambulisha. Na ni vigumu zaidi kufanya vipimo sahihi. Je, kwa mfano, tunawezaje kupima utayari wa kiufundi na mbinu, uzuri wa harakati, jiometri ya wingi wa mwili wa binadamu, nguvu, kubadilika, nk? Hii inajadiliwa katika sehemu hii.

Mizani ya kipimo na vitengo vya kipimo

Mizani ya kipimo ni mlolongo wa idadi ambayo inaruhusu mtu kuanzisha mawasiliano kati ya sifa za vitu vinavyosomwa na nambari. Katika udhibiti wa biomechanical, mizani ya majina, uwiano na utaratibu hutumiwa mara nyingi.

Kiwango cha kutaja ni rahisi zaidi ya yote. Katika kiwango hiki, nambari, herufi, maneno au alama zingine hufanya kama lebo na hutumika kugundua na kutofautisha vitu vinavyosomwa. Kwa mfano, wakati wa kufuatilia mbinu za timu ya soka, nambari za uwanja husaidia kutambua kila mchezaji.

Nambari au maneno yanayounda kiwango cha majina yanaruhusiwa kubadilishana. Na ikiwa zinaweza kubadilishwa bila kuathiri usahihi wa thamani ya kipimo kilichopimwa, basi utofauti huu unapaswa kupimwa kwa kiwango cha majina. Kwa mfano, kiwango cha kutaja kinatumika kuamua upeo wa vifaa na mbinu (hii inajadiliwa katika sehemu inayofuata).

Kiwango cha utaratibu hutokea wakati nambari zinazounda kiwango zimepangwa kwa cheo, lakini vipindi kati ya safu haziwezi kupimwa kwa usahihi. Kwa mfano, ujuzi wa biomechanics au ujuzi na uwezo katika masomo ya elimu ya kimwili hupimwa kwa kiwango: "maskini" - "ya kuridhisha" - "nzuri" - "bora". Kiwango cha utaratibu hufanya iwezekanavyo sio tu kuanzisha ukweli wa usawa au usawa wa vitu vilivyopimwa, lakini pia kuamua asili ya usawa katika dhana za ubora: "zaidi - chini", "bora - mbaya zaidi". Walakini, kwa maswali: "Ni kiasi gani zaidi?", "Ni bora zaidi?" - mizani ya kuagiza haitoi jibu.

Kwa kutumia mizani ya utaratibu, wanapima viashiria vya "ubora" ambavyo havina kipimo kali cha kiasi (maarifa, uwezo, ufundi, uzuri na udhihirisho wa harakati, nk).

Kiwango cha utaratibu ni usio, na hakuna ngazi ya sifuri ndani yake. Hii inaeleweka. Haijalishi jinsi mwendo wa mtu au mkao usio sahihi unaweza kuwa, kwa mfano, chaguo mbaya zaidi inaweza kupatikana kila wakati. Na kwa upande mwingine, haijalishi jinsi vitendo vya gari vya mchezaji wa mazoezi ni mzuri na wazi, kutakuwa na njia za kuwafanya warembo zaidi.

Kiwango cha uhusiano ndio sahihi zaidi. Ndani yake, nambari hazijapangwa tu kwa kiwango, lakini pia zimetenganishwa na vipindi sawa - vitengo vya kipimo 1. Upekee wa kiwango cha uwiano ni kwamba inafafanua nafasi ya uhakika wa sifuri.

Kiwango cha uwiano hupima ukubwa na wingi wa mwili na sehemu zake, nafasi ya mwili katika nafasi, kasi na kuongeza kasi, nguvu, muda wa vipindi vya muda na sifa nyingine nyingi za biomechanical. Mifano ya kielelezo ya mizani ya uwiano ni: kipimo cha mizani, kipimo cha saa ya saa, kipimo cha kipima mwendo.

Kiwango cha uwiano ni sahihi zaidi kuliko kiwango cha utaratibu. Inakuwezesha sio tu kujua kwamba kitu kimoja cha kipimo (mbinu, chaguo la mbinu, nk) ni bora au mbaya zaidi kuliko nyingine, lakini pia inatoa majibu kwa maswali ya jinsi bora zaidi na mara ngapi bora zaidi. Kwa hiyo, katika biomechanics wanajaribu kutumia mizani ya uwiano na, kwa kusudi hili, rekodi sifa za biomechanical.

KITABU CHA VYUO VIKUU.

KATIKA NA. DUBROVSKY, V.N. FEDOROVA

Moscow

Wakaguzi:

Daktari wa Sayansi ya Biolojia, Profesa A.G. Maxine; daktari sayansi ya kiufundi, Profesa V.D. Kovalev;

Mgombea wa Sayansi ya Tiba, mshindi wa Tuzo la Jimbo la USSR

I.L. Badnin

Michoro iliyofanywa na msanii N.M. Zamashaeva

Dubrovsky V.I., Fedorova V.N.

Biomechanics: Kitabu cha maandishi. kwa kati na ya juu shule, taasisi. M.: Nyumba ya uchapishaji VLADOS-PRESS, 2003. 672 p.: mgonjwa. ISBN 5-305-00101-3.

Kitabu cha maandishi kimeandikwa kwa mujibu wa mpango mpya wa utafiti wa biomechanics katika taasisi za elimu ya juu. Kipaumbele kikubwa hulipwa kwa uthibitisho wa biomechanical wa matumizi ya njia za utamaduni wa kimwili na michezo kwa kutumia mfano wa michezo mbalimbali. Imeakisiwa mbinu za kisasa Ili kutathmini athari za mambo mbalimbali ya kimwili na ya hali ya hewa kwenye mbinu ya mwanariadha, sifa za biomechanical ya michezo mbalimbali hutolewa. Sehemu za biomechanics ya matibabu zinawasilishwa kwa mara ya kwanza, biomechanics ya wanariadha walemavu, udhibiti wa biomechanical wa locomotion, nk.

Kitabu cha maandishi kinaelekezwa kwa wanafunzi wa vitivo vya elimu ya mwili vya vyuo vikuu, taasisi za elimu ya mwili na vyuo vikuu vya matibabu, pamoja na makocha, madaktari wa michezo, wataalam wa ukarabati wanaohusika katika maendeleo na utabiri wa mafunzo, matibabu na ukarabati wa wanariadha na wataalamu wengine.

DIBAJI

Tawi lolote la ujuzi wa binadamu, ikiwa ni pamoja na taaluma kama vile biomechanics, hufanya kazi na seti fulani ya ufafanuzi wa awali, dhana na hypotheses. Kwa upande mmoja, ufafanuzi wa kimsingi kutoka kwa hisabati, fizikia, na mechanics ya jumla hutumiwa. Kwa upande mwingine, biomechanics inategemea data kutoka kwa masomo ya majaribio, ambayo muhimu zaidi ni tathmini ya aina mbalimbali za shughuli za magari ya binadamu na udhibiti wao; uamuzi wa mali ya mifumo ya biomechanical chini ya mbinu mbalimbali za deformation; matokeo yaliyopatikana katika kutatua matatizo ya matibabu na kibaiolojia.

Biomechanics iko kwenye makutano ya sayansi tofauti: dawa, fizikia, hisabati, fizikia, fizikia, inayohusisha wataalamu mbalimbali katika uwanja wake, kama vile wahandisi, wabunifu, teknolojia, waandaaji wa programu, nk.

Biomechanics ya michezo kama taaluma ya kitaaluma husoma jinsi mtu anavyosonga katika mchakato wa kufanya mazoezi ya viungo, wakati wa mashindano, na harakati za vifaa vya michezo ya mtu binafsi.

Umuhimu mkubwa katika michezo ya kisasa na utamaduni wa kimwili hupewa nguvu za mitambo, upinzani wa tishu za mfumo wa musculoskeletal, viungo, tishu kwa shughuli za kimwili za mara kwa mara, hasa wakati wa mafunzo katika hali mbaya (milima ya kati, unyevu wa juu, joto la chini na la juu, hypothermia); mabadiliko katika biorhythms) kwa kuzingatia mwili, umri, jinsia, hali ya kazi ya mtu. Data hii yote inaweza kutumika kuboresha mbinu na mbinu ya kufanya mazoezi fulani na mifumo ya mafunzo, pamoja na kuboresha vifaa, vifaa na mambo mengine.

Utamaduni wa kimwili na michezo katika nchi yetu imepoteza ushawishi wao katika miaka kumi iliyopita. Hii haifanyi chochote kuboresha afya ya binadamu. Hii pia huathiri uwezo wa kuhimili mambo hasi mazingira.

Umuhimu wa michezo wakati wote umekuwa muhimu katika kuzuia kuzeeka mapema na kurejesha uwezo wa utendaji wa mwili baada ya magonjwa na majeraha.

Pamoja na maendeleo ya sayansi, dawa inatekeleza kikamilifu mafanikio yake, kuendeleza mbinu mpya za matibabu, kutathmini ufanisi wao, na mbinu mpya za uchunguzi. Hii, kwa upande wake, inaboresha dawa za michezo na elimu ya mwili. Kitabu hiki kinatoa ujuzi wa misingi ya kimwili ya masuala mengi katika dawa ya michezo, ambayo ni muhimu kwa mwalimu wa elimu ya kimwili, kocha, daktari wa michezo, na mtaalamu wa massage. Ujuzi huu sio muhimu zaidi kuliko ujuzi wa misingi ya mchakato wa mafunzo. Kulingana na jinsi asili ya kimwili ya eneo fulani la dawa ya michezo inaeleweka, kwa kushirikiana na nyanja za matibabu inawezekana kutabiri na kupima athari za afya (matibabu), pamoja na kiwango cha mafanikio ya michezo.

Katika utamaduni wa kimwili wa matibabu, mazoezi mbalimbali ya kimwili hutumiwa, kutekelezwa katika mchezo mmoja au mwingine.

Kitabu hiki, kwa kulinganisha na kile kilichochapishwa hapo awali, ni cha kwanza kwa biomechanics ya michezo kuwasilisha nyenzo zinazoonyesha matumizi ya sheria za fizikia ya kimsingi kwa maeneo mengi maalum ya taaluma hii. Masuala yanayozingatiwa: kinematics, mienendo ya hatua ya nyenzo, mienendo harakati za mbele, aina za nguvu katika asili, mienendo ya mwendo wa mzunguko, muafaka wa kumbukumbu usio na inertial, sheria za uhifadhi, vibrations za mitambo, mali ya mitambo. Sehemu kubwa inaonyeshwa msingi wa kimwili ushawishi wa mambo mbalimbali (mitambo, sauti, umeme, mionzi, mafuta), kuelewa kiini cha kimwili ambacho ni muhimu kabisa kwa ufumbuzi wa busara wa matatizo mengi katika dawa za michezo.

Profesa V.I. Dubrovsky na Profesa V.N. Fedorov, pamoja na mbinu za biomechanical za ufuatiliaji wa watu wanaohusika katika elimu ya kimwili na michezo, aliwasilisha viashiria vya biomechanical katika hali ya kawaida na katika ugonjwa wa ugonjwa (majeraha na magonjwa ya musculoskeletal).vifaa, wakati wa uchovu, nk), na vile vile wakati wa mafunzo katika hali mbaya, kwa wanariadha walemavu, nk.

Masuala mengi yanafunikwa na waandishi kwa kuzingatia maendeleo ya michezo ya wasomi, michezo ya viti vya magurudumu, biomechanics ya kuumia kwa michezo, mbalimbali. vipindi vya umri maendeleo, kwa kuzingatia physique na mbinu ya kufanya mazoezi fulani katika michezo mbalimbali.

Kitabu kinaonyesha maelekezo kuu katika maendeleo ya biomechanics kwa kutumia mbinu za kisasa za udhibiti: udhibiti wa stationary na wa kijijini wa locomotion; maendeleo teknolojia za kisasa hesabu, vifaa; mbinu za kufanya mazoezi ya kimwili katika michezo mbalimbali; ufuatiliaji wa utendaji wa mazoezi ya wanariadha walemavu; udhibiti wa biomechanical kwa majeraha na magonjwa ya mfumo wa musculoskeletal, nk.

Kwa kweli, katika kila sura ya kitabu cha maandishi, waandishi wanasisitiza kwamba ili kufanya vizuri katika mashindano, mwanariadha lazima awe na mbinu ya busara ya kufanya mazoezi, kuelewa kiini chake cha matibabu na kimwili, lazima awe na vifaa vya kisasa, vifaa vya michezo, lazima iwe tayari vizuri kiutendaji na afya.

Mahali maalum katika kitabu cha maandishi hutolewa kwa ushawishi wa shughuli kali za kimwili juu ya mabadiliko ya kimuundo (morphological) katika tishu za mfumo wa musculoskeletal, hasa ikiwa mbinu ya kufanya mazoezi ya kimwili na mbinu za marekebisho yake si kamilifu. Imebainisha kuwa majibu ya tishu za musculoskeletal kwa shughuli za kimwili kwa kiasi kikubwa inategemea mbinu ya mazoezi, physique, umri, hali ya kazi, mambo ya hali ya hewa na kijiografia, nk.

Waandishi huzingatia sana uwezekano wa kutumia hisabati na mifano ya kimwili wote kwa ajili ya mazoezi mbalimbali, na kwa maeneo ya mtu binafsi na mifumo ya mwili wa binadamu, hasa mwanariadha, pamoja na mwili kwa ujumla, kutabiri athari za mwili kwa shughuli za kimwili na mambo mbalimbali mabaya. mazingira ya nje. Aina ya mwili na umri ni muhimu kwa hesabu na tathmini ya mfano ya mipaka ya uvumilivu wa madhara haya, kwa kuzingatia mambo mbalimbali ya ziada.

Katika nchi yetu na nje ya nchi, bado hatuna kitabu cha maandishi ambacho kinaweza kupanga vifaa kwa misingi ya kinadharia ya kimwili na hisabati ya biomechanics ya michezo, na juu ya biomechanics katika hali ya kawaida na katika ugonjwa, kwa kuzingatia umri, jinsia, physique. na hali ya kazi ya watu binafsi, wanaohusika katika elimu ya kimwili na michezo. Hii ni muhimu sana wakati wa kucheza michezo ya wasomi, ambapo mahitaji ya mbinu ya kufanya mazoezi ni ya kipekee, na kupotoka kidogo husababisha majeraha, wakati mwingine kwa ulemavu, na kupungua kwa matokeo ya michezo.

Kitabu cha maandishi "Biomechanics" kinajibu mahitaji ya kisasa mahitaji ya vitabu vya kiada juu ya taaluma za matibabu na kibaolojia, sare ya ufundishaji, vyuo vikuu vya matibabu na taasisi za elimu ya mwili.

Idadi kubwa ya meza za habari, takwimu, michoro, mgawanyiko wa sare na wazi wa nyenzo kulingana na muundo katika kila sura, ufafanuzi wa lakoni ulioonyeshwa hufanya nyenzo zilizowasilishwa kuwa za kuona sana, za kuvutia, rahisi kuelewa na kukumbuka.

Kitabu hiki kitaruhusu wanafunzi, makocha, madaktari, mbinu za tiba ya mazoezi, walimu wa elimu ya kimwili kuelewa vyema misingi ya biomechanics ya michezo, dawa za michezo, tiba ya kimwili, na kwa hiyo, kwa mafanikio na kikamilifu kuzitumia katika kazi zao. Kitabu hiki cha kiada kinaweza kupendekezwa kwa wataalam wa mechanics inayotumika iliyobobea katika biomechanics.

Mkuu wa Idara ya Mitambo ya Kinadharia, Jimbo la Perm chuo kikuu cha ufundi,

Daktari wa Sayansi ya Ufundi, Profesa, Mwanasayansi Aliyeheshimiwa wa Shirikisho la Urusi

Yu.I. Nyashin

UTANGULIZI

Biomechanics ya harakati za binadamu ni sehemu moja ya taaluma ya jumla zaidi, inayoitwa kwa ufupi "biomechanics".

Biomechanics ni tawi la biofizikia ambalo husoma mali ya mitambo ya tishu, viungo na mifumo ya kiumbe hai na matukio ya mitambo ambayo huambatana na michakato ya maisha. Kwa kutumia mbinu za kinadharia na matumizi ya mitambo, sayansi hii inasoma deformation ya vipengele vya kimuundo vya mwili, mtiririko wa maji na gesi katika kiumbe hai, harakati katika nafasi ya sehemu za mwili, utulivu na udhibiti wa harakati na masuala mengine. kupatikana kwa njia hizi. Kulingana na masomo haya, sifa za biomechanical za viungo na mifumo ya mwili zinaweza kukusanywa, ujuzi ambao ni sharti muhimu zaidi la kusoma michakato ya udhibiti. Wasifu wa hesabu sifa za mitambo inafanya uwezekano wa kufanya mawazo juu ya muundo wa mifumo inayodhibiti kazi za kisaikolojia. Hadi hivi karibuni, utafiti kuu katika uwanja wa biomechanics ulihusishwa na utafiti wa harakati za binadamu na wanyama. Hata hivyo, wigo wa matumizi ya sayansi hii unaendelea kupanuka; sasa pia inajumuisha utafiti wa mfumo wa kupumua, mfumo wa mzunguko, wapokeaji maalumu, nk Data ya kuvutia ilipatikana kutokana na utafiti wa upinzani wa elastic na inelastic ya kifua, harakati za gesi kupitia njia ya kupumua. Majaribio yanafanywa kujumlisha uchanganuzi wa harakati za damu kutoka kwa mtazamo wa mechanics inayoendelea; haswa, mitetemo ya elastic ya ukuta wa mishipa inasomwa. Pia imethibitishwa kuwa, kutoka kwa mtazamo wa mitambo, muundo wa mfumo wa mishipa ni bora kwa kufanya kazi zake za usafiri. Uchunguzi wa kirolojia katika biomechanics umegundua deformation maalumsifa za tishu nyingi za mwili: kutokuwa na mshikamano wa kielelezo wa uhusiano kati ya mikazo na mikazo, utegemezi mkubwa wa wakati, n.k. Ujuzi unaopatikana kuhusu sifa za deformation ya tishu husaidia kutatua baadhi. matatizo ya vitendo Hasa, hutumiwa kuunda bandia za ndani (valves, moyo wa bandia, mishipa ya damu, nk). Mitambo dhabiti ya kitamaduni hutumiwa hasa kwa manufaa katika utafiti wa harakati za binadamu. Biomechanics mara nyingi hueleweka kama programu tumizi hii. Wakati wa kusoma harakati, biomechanics hutumia data kutoka kwa anthropometry, anatomy, fiziolojia, neva na mifumo ya misuli na taaluma zingine za kibiolojia. Kwa hivyo, mara nyingi, labda ndani madhumuni ya elimu, biomechanics ya mfumo wa musculoskeletal inajumuisha anatomy yake ya kazi, na wakati mwingine fiziolojia ya mfumo wa neuromuscular, inayoita muungano huu. kinesiolojia.

Idadi ya athari za udhibiti katika mfumo wa neuromuscular ni kubwa sana. Hata hivyo, mfumo wa neuromuscular una kuaminika kwa kushangaza na pana uwezo wa fidia, uwezo sio tu wa kurudia seti sawa za harakati (synergy) mara kwa mara, lakini pia kufanya harakati za kawaida za hiari zinazolenga kufikia malengo fulani. Mbali na uwezo wa kuandaa na kujifunza kikamilifu harakati zinazohitajika, mfumo wa neuromuscular huhakikisha kubadilika kwa mabadiliko ya haraka ya mazingira na hali ya ndani ya mwili, kubadilisha vitendo vya kawaida kuhusiana na hali hizi. Tofauti hii sio tu katika maumbile, lakini ina sifa za utaftaji unaofanywa na mfumo wa neva wakati unafanikiwa. suluhisho bora kazi zilizopewa. Uwezo ulioorodheshwa wa mfumo wa neva hutolewa na usindikaji wa habari kuhusu harakati ndani yake, ambayo hufika kupitia miunganisho ya maoni inayoundwa na upendeleo wa hisia. Shughuli ya mfumo wa neuromuscular inaonekana katika miundo ya muda, kinematic na nguvu ya harakati. Shukrani kwa kutafakari hii, inakuwa inawezekana, kwa kuchunguza mechanics, kupata taarifa kuhusu udhibiti wa harakati na matatizo yake. Fursa hii hutumiwa sana katika utambuzi wa magonjwa, katika masomo ya neurophysiological kwa kutumia vipimo maalum vya kufuatilia ujuzi wa magari na mafunzo ya watu wenye ulemavu, wanariadha, wanaanga, na katika idadi ya matukio mengine.

Sura ya 1 HISTORIA YA MAENDELEO YA BIOMECHANICS

Biomechanics ni moja ya matawi ya zamani zaidi ya biolojia. Asili yake ilikuwa kazi za Aristotle na Galen, zilizotolewa kwa uchambuzi wa harakati za wanyama na wanadamu. Lakini tu shukrani kwa kazi ya mmoja wa wanaume mahiri zaidi wa Renaissance, Leonardo da Vinci (14521519), biomechanics ilichukua hatua yake inayofuata. Leonardo alipendezwa sana na muundo wa mwili wa mwanadamu (anatomy) kuhusiana na harakati. Alielezea mitambo ya mwili wakati wa mpito kutoka nafasi ya kukaa hadi nafasi ya kusimama, wakati wa kutembea juu na chini, wakati wa kuruka, na, inaonekana, alitoa maelezo ya kwanza ya gaits.

R. Descartes (15961650) aliunda msingi wa nadharia ya reflex, kuonyesha kwamba sababu ya harakati inaweza kuwa sababu maalum ya mazingira inayoathiri viungo vya hisia. Hii ilielezea asili ya harakati zisizo za hiari.

Baadaye, Kiitaliano D. Borelli (16081679) - daktari, mwanahisabati, mwanafizikia - alikuwa na ushawishi mkubwa juu ya maendeleo ya biomechanics. Katika kitabu chake "On the Movement of Animals," kimsingi aliweka msingi wa biomechanics kama tawi la sayansi. Aliuona mwili wa mwanadamu kama mashine na alitaka kuelezea kupumua, harakati za damu na utendaji wa misuli kutoka kwa mtazamo wa mitambo.

Mitambo ya kibaiolojia kama sayansi ya mwendo wa kimakanika katika mifumo ya kibaolojia hutumia kanuni za mekanika kama kifaa cha mbinu.

Mitambo ya binadamuKuna tawi jipya la mechanics ambalo husoma harakati za wanadamu zenye kusudi.

Biomechanics hii ni tawi la biolojia ambayo inasoma mali ya mitambo ya tishu hai, viungo na viumbe kwa ujumla, pamoja na matukio ya mitambo yanayotokea ndani yao (wakati wa harakati, kupumua, nk).

Leonardo DO Vinci I.P. Pavlov

P.F. Lesgaft N.E. Vvedensky

Hatua za kwanza katika utafiti wa kina wa biomechanics ya harakati zilifanywa tu mwishoni XIX karne nyingi na wanasayansi wa Ujerumani Braun na Fischer(V. Braune, O. Fischer), ambaye alitengeneza njia kamili ya kurekodi harakati, alisoma kwa undani upande wa nguvu wa harakati za viungo na kituo cha jumla cha mvuto (GCG) ya mtu wakati wa kutembea kwa kawaida.

K.H. Kekcheev (1923) alisoma biomechanics ya gaits pathological kutumia mbinu Brown na Fisher.

P.F. Lesgaft (18371909) aliunda biomechanics ya mazoezi ya mwili, iliyoundwa kwa msingi wa anatomy yenye nguvu. Mnamo 1877 P.F. Lesgaft alianza kutoa mihadhara juu ya mada hii katika kozi za elimu ya mwili. Katika Taasisi ya Elimu ya Kimwili iliyopewa jina lake. P.F. Lesgaft kozi hii ilijumuishwa katika somo " elimu ya kimwili", na mwaka wa 1927 iligawanywa katika somo la kujitegemea linaloitwa "nadharia ya harakati" na mwaka wa 1931 iliitwa jina la kozi "Biomechanics ya Mazoezi ya Kimwili".

N.A. alitoa mchango mkubwa katika ufahamu wa mwingiliano wa viwango vya udhibiti wa harakati. Bernstein (1880 1968). Wanapewa msingi wa kinadharia michakato ya udhibiti wa harakati kutoka kwa mtazamo wa nadharia ya jumla mifumo mikubwa. Utafiti wa N.A. Bernstein aliruhusiwa kuanzisha sana kanuni muhimu udhibiti wa mwendo, unaokubaliwa kwa ujumla leo. Dhana za Neurofiziolojia N.A. Bernstein aliwahi kuwa msingi wa malezi ya nadharia ya kisasa ya biomechanics ya harakati za binadamu.

Mawazo N.M. Sechenov kuhusu asili ya reflex ya udhibiti wa harakati kupitia utumiaji wa ishara nyeti ilitengenezwa katika nadharia ya N.A. Bernstein juu ya asili ya mzunguko wa michakato ya usimamizi.

B.C. Gurfinkel et al. (1965) alithibitisha kliniki mwelekeo huu, alibainisha kanuni ya ushirikiano katika shirika la kazi ya misuli ya mifupa katika udhibiti wa mkao wa wima, na F.A. Severin et al. (1967) walipata data juu ya jenereta za mgongo (motoneurons) za harakati za locomotor. R.Granit (1955) ilichambua mifumo ya udhibiti wa harakati kutoka kwa mtazamo wa neurophysiolojia.

R.Granit (1973) alibainisha kuwa upangaji wa majibu ya matokeo hatimaye huamuliwa na sifa za kiufundi za vitengo vya gari (MUs) na safu maalum ya michakato ya kuwezesha inayohusisha MUU ya polepole au ya haraka, motoneurons tonic au phasic, alpha motor au alpha gamma kudhibiti .

KWENYE. Bernstein A.A. Ukhtomsky

WAO. Sechenov A.N. Kretovnikov

Michango kubwa kwa biomechanics ya michezo ilitolewa na R.G. Osterhoud (1968); T. Bata (1970), R.M. Brown; J.E. Diwani (1971); S. Plagenhoef (1971); C. W. Buchan (1971); Dal Monte et al. (1973); M.Saito na wenzake. (1974) na wengine wengi.

Katika nchi yetu, utafiti wa uratibu wa harakati za binadamu umefanywa tangu miaka ya ishirini. XX karne nyingi. Utafiti ulifanyika kwenye picha nzima ya kibayolojia ya muundo wa uratibu wa harakati za hiari za binadamu ili kuanzisha mifumo ya jumla ambayo huamua kanuni kuu na shughuli za pembezoni ya misuli katika mchakato huu muhimu zaidi wa maisha. Tangu miaka ya thelathini XX karne katika taasisi za elimu ya kimwili huko Moscow (N.A. Bernstein), huko Leningrad (E.A. Kotikova, E.G. Kotelnikova), huko Tbilisi (L.V. Chkhaidze), huko Kharkov (D.D. Donskoy) na Katika miji mingine, kazi ya kisayansi juu ya biomechanics ilianza kuendeleza. Mnamo 1939, kitabu cha maandishi cha E.A. kilichapishwa. Kotikova "Biomechanics ya Mazoezi ya Kimwili" na katika miaka iliyofuata, vitabu vya kiada na vifaa vya kufundishia vilianza kujumuisha sehemu "Uhalali wa kibaolojia wa mbinu ya michezo katika michezo mbali mbali."

Kati ya sayansi za kibiolojia, biomechanics ilitumia data ya kisayansi juu ya anatomia na fiziolojia zaidi kuliko zingine. Katika miaka iliyofuata, anatomia yenye nguvu, fizikia na fizikia, haswa fundisho la neva na I.P., lilikuwa na ushawishi mkubwa juu ya malezi na ukuzaji wa biomechanics kama sayansi. Pavlov na kuhusu mifumo ya kazi na P.K. Anokhina.

N.E. alitoa mchango mkubwa katika utafiti wa fiziolojia ya mfumo wa locomotor. Vvedensky (18521922). Alifanya masomo ya michakato ya uchochezi na kizuizi katika tishu za neva na misuli. Kazi zake juu ya uwezo wa kisaikolojia wa tishu hai na mifumo ya kusisimua na juu ya parabiosis ni muhimu sana kwa fiziolojia ya kisasa michezo Kazi zake juu ya uratibu wa harakati pia zina thamani kubwa.

Kulingana na ufafanuzi wa A. A. Ukhtomsky (18751942), biomechanics inasoma "jinsi nishati ya mitambo ya harakati na mafadhaiko inaweza kupata matumizi ya kufanya kazi." Alionyesha kuwa nguvu ya misuli, vitu vingine kuwa sawa, inategemea sehemu ya msalaba. zaidi sehemu ya msalaba misuli, ndivyo anavyoweza kuinua mzigo. A.A. Ukhtomsky aligundua muhimu zaidi jambo la kisaikolojia kubwa katika shughuli za vituo vya ujasiri, hasa wakati wa vitendo vya magari. Sehemu kubwa katika kazi zake ni kujitolea kwa maswala ya fizikia ya mfumo wa gari.

Maswali ya fiziolojia ya michezo yalitengenezwa na A.N. Krestovikov (18851955). Walihusishwa na kufafanua utaratibu wa shughuli za misuli, haswa, uratibu wa harakati, malezi ya gari. reflexes masharti, etiolojia ya uchovu wakati wa shughuli za kimwili na kazi nyingine za kisaikolojia wakati wa mazoezi.

M.F. Ivanitsky (1895-1969) aliendeleza anatomy ya kazi (ya nguvu) kuhusiana na kazi za elimu ya kimwili na michezo, i.e., aliamua uhusiano kati ya anatomy na elimu ya kimwili.

Mafanikio ya fiziolojia ya kisasa, na, kwanza kabisa, kazi za Academician P.K. Anokhin alipewa fursa ya kuangalia upya biomechanics ya harakati kutoka kwa nafasi ya mifumo ya kazi.

Yote hii ilifanya iwezekane kufupisha data ya kisaikolojia na masomo ya biomechanical na kukaribia suluhisho la maswala muhimu ya biomechanics ya harakati katika michezo ya kisasa, michezo ya wasomi.

Katikati ya XX karne, wanasayansi wameunda mkono wa bandia unaodhibitiwa na ishara za umeme kutoka kwa mfumo wa neva. Mnamo 1957, katika nchi yetu, mfano wa mkono (mkono) ulijengwa, ambao ulitekeleza maagizo ya bioelectric kama "finya na kusafisha", na mnamo 1964 bandia iliyo na maoni iliundwa, i.e. bandia ambayo hutiririka ndani ya habari ya mfumo mkuu wa neva kuhusu nguvu ya kukandamiza au kutolewa kwa mkono, mwelekeo wa harakati ya mkono, na ishara zinazofanana.

Kompyuta. Anokhin

Wataalamu wa Marekani(E.W. Schrader et al., 1964) aliunda mguu wa bandia uliokatwa juu ya goti. Mfano wa hydraulic wa magoti pamoja ulifanywa ili kufikia kutembea kwa asili. Kubuni hutoa kuinua kisigino cha kawaida na ugani wa mguu wakati wa kutekwa nyara, bila kujali kasi ya kutembea.

Maendeleo ya haraka michezo katika USSR ilitumika kama msingi wa maendeleo ya biomechanics ya michezo. Tangu 1958, katika taasisi zote za utamaduni wa kimwili, biomechanics ikawa nidhamu ya kitaaluma ya lazima, idara za biomechanics ziliundwa, programu zilitengenezwa, vifaa vya kufundishia, vitabu vya kiada vilichapishwa. mikutano ya kisayansi na mbinu, wataalamu walikuwa wakijiandaa.

Kama somo la kitaaluma, biomechanics ina majukumu kadhaa. Kwanza, kwa msaada wake, mwanafunzi huletwa kwa dhana muhimu zaidi za kimwili na za hisabati ambazo ni muhimu kwa kuhesabu kasi, pembe za kukataa, uzito wa mwili, eneo la mvuto wa kati na jukumu lake katika mbinu ya kufanya harakati za michezo. Pili, nidhamu hii ina matumizi ya kujitegemea katika mazoezi ya michezo, kwa sababu mfumo wa shughuli za magari zilizowasilishwa ndani yake, kwa kuzingatia umri, jinsia, uzito wa mwili, mwili, hufanya iwezekanavyo kuendeleza mapendekezo ya kazi ya kocha, mwalimu wa elimu ya kimwili, mtaalamu wa mbinu ya tiba ya kimwili, nk.

Utafiti wa biomechanical umefanya iwezekanavyo kuunda aina mpya viatu, vifaa vya michezo, vifaa na mbinu za udhibiti (baiskeli, skis za alpine na kuruka, skis za racing, boti za kupiga makasia na mengi zaidi).

Utafiti wa sifa za hydrodynamic za samaki na dolphins ilifanya iwezekanavyo kuunda suti maalum kwa waogeleaji na kubadilisha mbinu za kuogelea, ambayo ilisaidia kuongeza kasi ya kuogelea.

Biomechanics hufundishwa katika taasisi za elimu ya juu ya mwili katika nchi nyingi ulimwenguni. Jumuiya ya kimataifa ya biomechanics imeundwa, makongamano, kongamano, na kongamano kuhusu biomechanics hufanyika. Baraza la Kisayansi kuhusu Matatizo ya Biomechanics limeundwa chini ya Urais wa Chuo cha Sayansi cha Urusi na sehemu zinazoshughulikia matatizo ya uhandisi, matibabu na biomechanics ya michezo.

Sura ya 2 TOPOGRAFI YA MWILI WA BINADAMU. DATA YA JUMLA KUHUSU MWILI WA BINADAMU

Kutoka kwa mtazamo wa mitambo, mwili wa mwanadamu ni kitu cha utata mkubwa zaidi. Inajumuisha sehemu ambazo zinaweza kuchukuliwa kuwa imara (mifupa) yenye kiwango cha juu cha usahihi na mashimo yanayoharibika (misuli, mishipa ya damu, nk), na mashimo haya yana vyombo vya habari vya maji na vichujio ambavyo havina mali ya maji ya kawaida.

Mwili wa mwanadamu kwa ujumla huhifadhi tabia ya muundo wa wanyama wote wenye uti wa mgongo: bipolarity (mwisho wa kichwa na mkia), ulinganifu wa nchi mbili, umiliki wa viungo vilivyooanishwa, uwepo wa mifupa ya axial, uhifadhi wa baadhi ya ishara (zisizo) za mgawanyiko (metamerism), nk. (Mchoro 2.1).

Vipengele vingine vya morphofunctional ya mwili wa binadamu ni pamoja na: kiungo cha juu cha multifunctional; safu sawa ya meno; ubongo ulioendelea; kutembea kwa haki; utoto wa muda mrefu, nk.

Katika anatomy, ni kawaida kusoma mwili wa mwanadamu katika msimamo wima na miguu ya chini imefungwa na miguu ya juu imeshuka.

Katika kila sehemu ya mwili, maeneo yanajulikana (Mchoro 2.2, a, b) ya kichwa, shingo, torso na jozi mbili za miguu ya juu na ya chini (tazama Mchoro 2.1,6).

Mchele. 2.1. Mgawanyiko wa sehemu ya uti wa mgongo. Uundaji wa plexuses kutoka mizizi ya ubongo (a). Ubadilishaji wa sehemu ya viungo na mifumo ya utendaji (b)

Kwenye mwili wa mwanadamu, ncha mbili zimeteuliwa: fuvu, fuvu na caudal, au caudal, na nyuso nne: tumbo, au ventral, dorsal, au dorsal na laterals mbili: kulia na kushoto (Mchoro 2: 3).

Juu ya viungo, ncha mbili zimedhamiriwa kuhusiana na mwili: karibu, yaani karibu na mbali, yaani mbali (ona Mchoro 2.3).

Shoka na ndege

Mwili wa mwanadamu umejengwa kulingana na aina ya ulinganifu wa nchi mbili (imegawanywa na ndege ya kati katika nusu mbili za ulinganifu) na ina sifa ya kuwepo kwa mifupa ya ndani. Ndani ya mwili kuna kupasuka ndani metamers, au sehemu, i.e. muundo ambao ni sawa katika muundo na ukuzaji, ziko katika mpangilio wa mpangilio katika mwelekeo wa mhimili wa longitudinal wa mwili (kwa mfano, misuli, sehemu za ujasiri, vertebrae, nk); mfumo mkuu wa neva upo karibu na uso wa mgongo wa mwili, mfumo wa utumbo upo karibu na uso wa tumbo. Kama wanyama wote wa mamalia, wanadamu wana tezi za mamalia na ngozi yenye nywele, sehemu ya mwili wao imegawanywa na diaphragm katika sehemu ya kifua na tumbo (Mchoro 2.4).

Mchele. 2.2. Maeneo ya mwili wa mwanadamu:

uso wa mbele: kanda 7 za parietali; 2 eneo la mbele; 3 eneo la orbital; 4 eneo la mdomo; 5 eneo la kidevu; b eneo la shingo ya mbele; 7 kanda ya shingo upande; 8 eneo la clavicle; 9 kiganja cha mkono; 10 eneo la mbele la mkono; 11 eneo la mbele la ulnar; 12 nyuma ya bega; 13 eneo la axillary; 14 eneo la kifua; 15 mkoa wa subcostal; 16 epigastrium; 17 eneo la umbilical; 18 eneo la tumbo la upande; 19 eneo la groin; 20 eneo la pubic; 21 eneo la paja la kati; 22 eneo la paja la mbele; 23 eneo la goti la mbele; 24 eneo la mbele la mguu; 25 eneo la nyuma la mguu wa chini; 26 kanda ya mguu wa mbele; 27 mguu wa mgongo; 28 eneo la kisigino; 29 nyuma ya mkono; 30 mkono wa mbele; 31 eneo la nyuma la mkono; 32 eneo la nyuma la ulnar; 33 eneo la nyuma la bega; 34 eneo la nyuma la mkono; 35 eneo la matiti; 36 mkoa wa deltoid; 37 pembetatu ya clavipectoral; 38 subklavia fossa; 39 mkoa wa sternocleidomastoid; 40 eneo la pua; 41 eneo la muda.

Mchele. 2.3. Nafasi ya jamaa ya sehemu katika mwili wa binadamu

b uso wa nyuma: 1 eneo la parietali; 2 eneo la muda; 3 eneo la mbele; 4 eneo la orbital; 5 eneo la zygomatic; b eneo la buccal; 7 pembetatu ya submandibular; 8 kanda ya sternocleidomastoid; 9 eneo la akromia; 10 mkoa wa interscapular; 11 eneo la scapular; 12 eneo la deltoid; 13 kanda ya kifua ya upande; 14 nyuma ya bega; 15 mkoa wa subcostal; 16 eneo la nyuma la ulnar; 17 eneo la nyuma la mkono; 18 eneo la mbele la mkono; 79 kiganja cha mkono; 20 eneo la kisigino; 21 nyayo za mguu; 22 dorsum ya mguu; 23 eneo la mbele la mguu wa chini; 24 eneo la nyuma la mguu wa chini; 25 nyuma ya goti; 26 eneo la nyuma la paja; 27mkoa wa mkundu; 28 eneo la gluteal; 29 mkoa wa sakramu; 30 eneo la tumbo la upande; 31 eneo la lumbar; 32 kanda ndogo; 33 mkoa wa vertebral; 34 eneo la nyuma la bega; 35 eneo la nyuma la ulnar; 36 mkono wa nyuma; 37 nyuma ya mkono; 38 eneo la bega la mbele; 39 eneo la scapular; 40 nyuma ya shingo; 41 eneo la occipital

Mchele. 2.4. Mishipa ya mwili

Mchele. 2.5. Mchoro wa shoka na ndege katika mwili wa binadamu:

1 mhimili wima (longitudinal);

2 ndege ya mbele; 3 ndege ya usawa; 4 mhimili wa kupita; 5 mhimili wa sagittal; 6 ndege ya sagittal

Ili kuzunguka vyema nafasi ya jamaa ya sehemu katika mwili wa mwanadamu, tunaanza kutoka kwa ndege na maelekezo ya msingi (Mchoro 2.5). Maneno "juu", "chini", "mbele", "nyuma" yanarejelea nafasi ya wima ya mwili wa mwanadamu. Ndege inayogawanya mwili katika mwelekeo wa wima katika nusu mbili za ulinganifu inaitwa wastani. Ndege sambamba na wastani huitwa sagittal (lat. sagitta mshale); wanagawanya mwili katika sehemu ziko katika mwelekeo kutoka kulia kwenda kushoto. Wanaendesha perpendicular kwa ndege ya wastani mbele, yaani sambamba na paji la uso(fr. mbele paji la uso) ndege; wao hukata mwili katika makundi yaliyo katika mwelekeo kutoka mbele hadi nyuma. Perpendicular kwa wastani na ndege ya mbele ni inayotolewa usawa au transverse ndege zinazogawanya mwili katika sehemu ziko moja juu ya nyingine. Nambari ya kiholela ya sagittal (isipokuwa kwa wastani), ndege za mbele na za usawa zinaweza kupigwa, yaani, kupitia hatua yoyote juu ya uso wa mwili au chombo.

Maneno "ya kati" na "imara" hutumiwa kubainisha sehemu za mwili kuhusiana na ndege ya wastani: medialis iko karibu na ndege ya wastani, lateralis mbali naye. Maneno haya yasichanganywe na maneno "ndani" muda na "nje" nje, ambayo hutumiwa tu kuhusiana na kuta za cavities. Maneno "tumbo" ventralis, "dorsal" dorsalis, "kulia" dexter, "kushoto" mbaya, "juu" juu juu, "kina" profundus haitaji maelezo yoyote. Ili kuashiria uhusiano wa anga kwenye viungo, masharti"proximalis" na "distalis" yaani, iko karibu na zaidi kutoka kwa makutano ya kiungo na torso.

Kuamua makadirio ya viungo vya ndani, mfululizo wa mistari ya wima hutolewa: anterior na posterior median sambamba na sehemu za ndege ya kati; kulia na kushoto sternal kando kando ya sternum; kulia na kushoto midclavicular kupitia katikati ya clavicle; kulia na kushoto parasternal katikati kati ya sternum na midclavicular; axillary ya kulia na ya kushoto kwa mtiririko huo, makali ya mbele ya fossa ya axillary; kulia na kushoto katikati ya axillary inayotokana na kina cha fossa ya jina moja; kulia na kushoto nyuma axillary fossa, sambamba na makali ya nyuma ya axillary fossa; scapula ya kulia na ya kushoto kupitia pembe ya chini ya scapula; kulia na kushoto paravertebral katikati kati ya midlines scapular na nyuma (sambamba na apices ya michakato transverse).

Maelezo mafupi kuhusu kituo cha mvuto wa mwili wa binadamu

Kazi ya viungo vya chini vya mtu, ikiwa tunaondoa mazoezi mengi ya kimwili, imedhamiriwa hasa na msaada (msimamo wa kusimama) na locomotion (kutembea, kukimbia). Kwa zote mbiliKatika kesi hiyo, kazi ya mwisho wa chini, tofauti na sehemu ya juu, inaathiriwa kwa kiasi kikubwa na kituo cha jumla cha mvuto (GC) ya mwili wa binadamu (Mchoro 2.6).

Mchele. 2.6. Mahali pa kituo cha jumla cha mvuto kwa aina anuwai za kusimama: 1 wakati wa mvutano; 2 na anthropometric; 3 kwa utulivu

Katika shida nyingi za mechanics, ni rahisi na inakubalika kuzingatia misa ya mwili kana kwamba imejilimbikizia wakati mmoja - katikati ya mvuto (CG). Kwa kuwa tunapaswa kuchambua nguvu zinazofanya mwili wa mwanadamu wakati wa mazoezi ya kimwili na kusimama (wakati wa kupumzika), tunapaswa kujua mahali ambapo CG iko kwa mtu kwa kawaida na katika ugonjwa wa ugonjwa (scoliosis, coxarthrosis, kupooza kwa ubongo, kukatwa kwa kiungo; na kadhalika.).

Katika biomechanics ya jumla, ni muhimu kujifunza eneo la kituo cha mvuto (CG) ya mwili, makadirio yake kwenye eneo la usaidizi, pamoja na uhusiano wa anga kati ya vector ya CG na viungo mbalimbali (Mchoro 2.7). Hii inatuwezesha kujifunza uwezekano wa kuzuia pamoja na kutathmini mabadiliko ya fidia na ya kurekebisha katika mfumo wa musculoskeletal (MSA). Kwa wanaume wazima (kwa wastani), GCT iko 15 mm nyuma ya makali ya mbele-chini ya mwili. V vertebra ya lumbar. Kwa wanawake, CG iko kwa wastani 55 mm mbele ya makali ya chini ya mbele I vertebra ya sacral (Mchoro 2.8).

Katika ndege ya mbele, GCT inabadilishwa kidogo kwenda kulia (kwa 2.6 mm kwa wanaume na 1.3 mm kwa wanawake), i.e. mguu wa kulia unachukua mzigo mkubwa zaidi kuliko wa kushoto.

Mchele. 2.7. Aina za msimamo wa mwili wa mwanadamu: 1 nafasi ya anthropometric; 2 msimamo wa utulivu; 3 nafasi ya mvutano: Mduara ulio na nukta katikati, ulio kwenye eneo la pelvic, unaonyesha nafasi ya kituo cha jumla cha mvuto wa mwili; katika nafasi ya eneo la kichwa katikati ya mvuto wa kichwa; katika eneo la mkono nafasi ya kituo cha jumla cha mvuto wa mkono. Dots nyeusi zinaonyesha axes transverse ya viungo vya miguu ya juu na ya chini, pamoja na sawa kiungo cha atlanto-occipital

Mchele. 2.8. Mahali pa katikati

ukali (CG): a kwa wanaume; b katika wanawake

Kituo cha jumla cha mvuto (GCG) ya mwili kinaundwa na vituo vya mvuto wa sehemu za kibinafsi za mwili (vituo vya sehemu ya mvuto) (Mchoro 2.9). Kwa hiyo, wakati wa kusonga na kusonga wingi wa sehemu za mwili, kituo cha jumla cha mvuto pia kinatembea, lakini ili kudumisha usawa, makadirio yake haipaswi kupanua zaidi ya eneo la usaidizi.

Mchele. 2.9. Mahali pa vituo vya mvuto wa sehemu za kibinafsi za mwili

Mchele. 2.10. Msimamo wa kituo cha jumla cha mvuto wa mwili: a kwa wanaume wa urefu sawa, lakini hujenga tofauti; kutumika wanaume wa urefu tofauti; kwa wanaume na wanawake

Urefu wa nafasi ya GCT inatofautiana kwa kiasi kikubwa kati ya watu tofauti kulingana na mambo kadhaa, ambayo kimsingi ni pamoja na jinsia, umri, aina ya mwili, nk (Mchoro 2.10).

Kwa wanawake, BCT ni kawaida "chini kidogo kuliko wanaume (ona Mchoro 2.8).

Katika watoto wadogo, katikati ya mvuto wa mwili iko juu zaidi kuliko watu wazima.

Wakati nafasi ya jamaa ya sehemu za mwili inabadilika, makadirio ya GCT yake pia hubadilika (Mchoro 2.11). Wakati huo huo, utulivu wa mwili pia hubadilika. Katika mazoezi ya michezo (mazoezi ya kufundisha na mafunzo) na wakati wa kufanya mazoezi ya gymnastics ya matibabu, suala hili ni muhimu sana, kwa kuwa kwa utulivu mkubwa wa mwili inawezekana kufanya harakati kwa amplitude kubwa bila usawa wa kuvuruga.

Mchele. 2.11. Msimamo wa kituo cha jumla cha mvuto kwa nafasi mbalimbali za mwili

Utulivu wa mwili unatambuliwa na ukubwa wa eneo la usaidizi, urefu wa kituo cha kati cha mvuto wa mwili, na eneo la wima, lililopungua kutoka katikati ya mvuto, ndani ya eneo la usaidizi (ona Mchoro 2.7). Eneo kubwa la usaidizi na chini ya kituo cha kati cha mwili iko, utulivu mkubwa wa mwili.

Usemi wa kiasi cha kiwango cha utulivu wa mwili katika nafasi fulani niangle ya utulivu(UU). UU ni pembe inayoundwa na wima iliyopunguzwa kutoka katikati ya katikati ya mvuto na mstari wa moja kwa moja kutoka katikati ya mvuto wa mwili hadi ukingo wa eneo la usaidizi (Mchoro 2.12). zaidi angle ya utulivu, shahada zaidi utulivu wa mwili.

Mchele. 2.12. Pembe za utulivu katika Mchele. 2.13. Mabega ya mvuto

kufanya zoezi la "mgawanyiko": kuhusiana na axes transverse

angle ya utulivu wa nyuma; mzunguko katika hip, goti

p mbele utulivu angle; na viungo vya kifundo cha mguu vinavyounga mkono

P mvuto wa miguu ya skater

(kulingana na M.F. Ivanitsky)

Wima, iliyopunguzwa kutoka katikati ya mwili, hupita kwa umbali fulani kutoka kwa axes ya mzunguko wa viungo. Katika suala hili, nguvu ya mvuto katika nafasi yoyote ya mwili ina nguvu fulani kuhusiana na kila pamoja.wakati wa kuzunguka,sawa na bidhaa ya ukubwa wa mvuto na bega lake.Bega ya mvutoni perpendicular inayotolewa kutoka katikati ya pamoja hadi wima, iliyopunguzwa kutoka katikati ya mvuto wa mwili (Mchoro 2.13). Kadiri mkono wa mvuto unavyokuwa mkubwa, ndivyo muda wa mzunguko unavyokuwa mkubwa zaidi kuhusiana na kiungo.

Uzito wa sehemu za mwili umedhamiriwa kwa njia tofauti. Ikiwa wingi kamili wa sehemu za mwili hutofautiana kwa kiasi kikubwa kati ya watu tofauti, basi wingi wa jamaa, ulioonyeshwa kama asilimia, ni sawa kabisa (tazama Jedwali 5.1).

Takwimu juu ya wingi wa sehemu za mwili, na pia juu ya eneo la vituo vya sehemu ya mvuto na wakati wa inertia katika dawa (kwa ajili ya kubuni ya prostheses, viatu vya mifupa, nk) na katika michezo (kwa ajili ya kubuni ya vifaa vya michezo, viatu). , nk) ni muhimu sana. ).

Kiumbe, chombo, mfumo wa chombo, tishu

kwa mwili kuitwa chochote Kiumbe hai, mali kuu ambayo ni: kimetaboliki ya mara kwa mara na nishati (ndani ya mtu mwenyewe na kwa mazingira); kujifanya upya; harakati; kuwashwa na reactivity; kujidhibiti; ukuaji na maendeleo; urithi na kutofautiana; kubadilika kwa hali ya maisha. Kadiri kiumbe kinavyokuwa ngumu zaidi, ndivyo kinavyodumisha uthabiti wa mazingira ya ndani - homeostasis (joto la mwili, muundo wa biochemical wa damu, nk) bila kujali mabadiliko ya mazingira.

Mageuzi yalifanyika chini ya ishara ya mielekeo miwili inayopingana: utofautishaji, au mgawanyiko wa mwili katika tishu, viungo, mifumo (pamoja na mgawanyiko unaolingana na wakati huo huo na utaalam wa kazi), na ujumuishaji, au umoja wa sehemu kuwa kiumbe kizima.

Mamlaka piga simu sehemu tofauti ya mwili (ini, figo, jicho, nk) ambayo hufanya kazi moja au zaidi. Tishu za muundo tofauti na majukumu ya kisaikolojia hushiriki katika malezi ya chombo, ambacho kiliibuka wakati wa mageuzi marefu kama seti ya njia za kurekebisha. Viungo vingine (ini, kongosho, nk) vina muundo tata, na kila sehemu hufanya kazi yake. Katika hali nyingine, vipengele vya chombo kimoja au kingine (moyo, tezi ya tezi, figo, uterasi, nk). miundo ya seli chini ya utekelezaji wa moja kazi tata(mzunguko wa damu, mkojo, nk).

Hotuba ya nne juu ya taaluma "Biomechanics of Motor Activity" inaelezea mbinu za utafiti katika biomechanics (kurekodi filamu na video, dynamometry, accelerometry na electromyography), hatua za kipimo na muundo wa mfumo wa kupima. Wakati wa kuchambua mbinu za biomechanical, vipengele vyema na vyema vya mbinu, pamoja na makosa ya kipimo, vinajadiliwa. Maboresho ya mbinu za utafiti wa kibayolojia yamewezesha kuunda mifumo ya kiotomatiki kikamilifu inayoruhusu uchanganuzi wa mienendo kwa wakati halisi.

Hotuba ya 4

Mbinu za utafiti katika biomechanics

4.1. Dhana ya mbinu ya utafiti

Njia(Njia za Kigiriki - njia ya kitu) - kwa maana ya jumla - njia ya kufikia lengo, njia fulani ya kuagiza shughuli.

Mbinu ya utafiti huchaguliwa kwa kuzingatia hali na malengo ya utafiti. Mahitaji yafuatayo yamewekwa kwa njia ya utafiti na vifaa vinavyounga mkono:

Njia na vifaa lazima vihakikishe kupata matokeo ya kuaminika, ambayo ni, kiwango cha usahihi wa kipimo lazima kilingane na madhumuni ya utafiti;
Njia na vifaa haipaswi kuathiri mchakato unaojifunza, yaani, kupotosha matokeo na kuingilia kati na somo;
Njia na vifaa lazima kuhakikisha kasi ya kupata matokeo.

Mfano. Kocha na mwanariadha waliweka lengo la kuboresha matokeo katika mbio za mita 100 kwa 0.1 s. Mkimbiaji anaendesha umbali wa m 100 katika hatua 50, kwa hiyo, wakati wa kila hatua unapaswa kupunguzwa kwa wastani na 0.002 s. Kwa wazi, ili kupata matokeo ya kuaminika, kosa katika kupima muda wa hatua haipaswi kuzidi 0.0001 s.

4.2. Hatua za kipimo

Kuna hatua tatu katika utafiti wa jambo lolote:

Upimaji wa sifa za mitambo.

Sifa za mitambo hupimwa kwa kutumia mbinu zilizoelezwa katika muhadhara huu.

Usindikaji wa matokeo ya utafiti.

Hivi sasa, programu maalum za kompyuta hutumiwa kusindika matokeo. Hivyo. Kwa mfano, programu ya kompyuta ya Video Motion, iliyoundwa kwa ajili ya riadha, inaruhusu, kulingana na data ya kurekodi video, kuhesabu trajectory, kasi na kuongeza kasi ya harakati ya hatua yoyote ya mwili wa mwanariadha, ikiwa ni pamoja na barbell.

Uchambuzi wa biomechanical na awali.

Katika hatua ya mwisho ya vipimo, kwa kuzingatia sifa za mitambo zilizopatikana, mbinu ya vitendo vya gari ya mwanariadha hupimwa na mapendekezo yanatolewa kwa uboreshaji wake.

4.3. Muundo wa mfumo wa kupima

Mfumo wa kipimo ni pamoja na:

Sensor ya habari;
Njia ya mawasiliano;
Kifaa cha kurekodi;
Kompyuta;
Kifaa cha kutoa data.

Kihisi- kipengele cha mfumo wa kipimo ambacho hupima moja kwa moja (huona) tabia fulani ya biomechanical ya harakati ya mwanariadha. Sensorer zinaweza kushikamana na mwanariadha, vifaa vya michezo na vifaa, pamoja na nyuso zinazounga mkono.

Mstari wa mawasiliano hutumikia kusambaza habari kutoka kwa sensor hadi kifaa cha kurekodi. Mstari wa mawasiliano unaweza kuwa wa waya au telemetric. Mawasiliano ya waya inawakilisha upitishaji wa habari kupitia kebo ya msingi nyingi. Faida yake ni unyenyekevu na kuegemea, hasara yake ni kwamba inaingilia harakati za mwanariadha. Mawasiliano ya telemetric - uhamisho wa data kupitia kituo cha redio. Katika kesi hii, antenna ya kupitisha mara nyingi iko kwenye mwanariadha, na kifaa cha kurekodi kina antenna ya kupokea ambayo ishara hugunduliwa.

Kifaa cha kurekodi- kifaa ambacho mchakato wa kurekodi sifa za biomechanical ya harakati za mwanariadha hutokea.

Kwa muda mrefu, kulikuwa na fomu ya analog ya kurekodi ishara. Kwa mfano, kurekodi analog ya ishara katika kamera za video kwenye mkanda wa magnetic. Hivi sasa, aina ya digital ya kurekodi ishara imeenea (kwa namna ya mlolongo wa nambari kwenye kati maalum ya digital, kwa mfano, DVD).

ADC- kibadilishaji cha analogi hadi dijiti - kifaa ambacho hubadilisha ishara ya analogi kuwa fomu ya dijiti.

Kompyuta- kompyuta ya kibinafsi ambayo ishara inayoingia inachakatwa kwa kutumia fulani programu ya kompyuta. Baada ya hayo, habari kuhusu sifa za biomechanical za mwanariadha huonyeshwa kwenye printer au kufuatilia.

Hivi sasa, njia zifuatazo za utafiti zinatumika sana katika uwanja wa riadha (kuinua uzani, kuinua nguvu, kujenga mwili):

Njia za macho (kurekodi filamu na video na uchambuzi uliofuata, cyclography ya optoelectronic);
dynamometry;
accelerometry;
electromyography.

Tutazungumza juu ya njia hizi kwa undani zaidi.

4.4. Mbinu za utafiti wa macho

Filamu- njia ya uchunguzi wa macho. Njia hii inahusu vyombo vya kupimia visivyo vya mawasiliano. Misingi ya njia hii iliwekwa na J.L. Daguerre, E.J. Marais, na E. Muybridge. Hii ni muhimu hasa kwa vile mfumo hauingilii na mwanariadha wakati wa kufanya vitendo vya magari. Kuu njia za kiufundi ni kamera ya filamu. Kufanya masomo ya biomechanical, kamera za filamu zilizo na mzunguko wa juu wa risasi (kutoka kwa muafaka 100 kwa pili na zaidi) hutumiwa mara nyingi. Ubaya wa utengenezaji wa filamu ni hitaji la usindikaji maalum wa filamu. Kwa hiyo, kwa sasa, mbinu nyingine mbili za macho hutumiwa mara nyingi katika masomo ya biomechanical: kurekodi video na optoelectronic cyclography.

Upigaji video- njia ya uchunguzi wa macho ambayo hukuruhusu kurekodi kitendo cha gari kwenye kanda ya video au tumbo la elektroniki la kamera ya video. Hivi sasa, kamera za video za kasi ya juu hutumiwa kwa masomo ya biomechanical, kuruhusu kurekodi hadi muafaka 1000 kwa pili na juu.

Mfano wa kamera kama hiyo ni kamera ya dijiti ya CASIO EXILIM PRO EX-F1 (Mchoro 4.1), ambayo inaruhusu upigaji risasi wa kasi kwa mzunguko wa hadi 1200 ramprogrammen. Azimio la matrix ya kamera ni 6.6 Megapixels. Ili kurekodi mwanariadha anayefanya mazoezi ya nguvu, kamera hii inaweza kutumia kurekodi video, ambayo lazima ifanywe kwa azimio la saizi 1920x1080 na kasi ya fremu 60.

Mchele. 4.1. Kamera dijitali ya Casio Exlim Pro EX F1

Sehemu muhimu zaidi ya dynamometers ya mitambo ni chemchemi, ambayo lazima ifanye kazi katika eneo la deformation ya mstari. Hii inamaanisha kuwa nguvu inayopimwa inalingana moja kwa moja na urefu wa chemchemi. Wakati wa kupima katika michezo, mkono na mgongo (Mchoro 4.2) dynamometers hutumiwa mara nyingi. Kwa mfano, dynamometer ya deadlift hutumiwa kupima nguvu ya kuvuta katika kuinua nguvu. Masafa ya kipimo ni kutoka 100 N hadi 1800 N na hitilafu ya +/-2% juu ya kipimo kizima. Uzito wa kilo 1.8, ukubwa wa sentimita 25.4x6.35. Nchi ya alumini inayodumu yenye mahali pazuri kwa kukamata.

Mchoro.4.2. Deadlift dynamometer

Hasara ya dynamometers ya mitambo ni tathmini ya moja, mara nyingi zaidi ya juu, thamani ya nguvu. Katika suala hili, ikiwa ni muhimu kujifunza mabadiliko ya nguvu yaliyotengenezwa na kikundi cha misuli au mwanariadha, dynamometers za elektroniki hutumiwa. Katika kesi hii, sensor sio chemchemi, lakini kipimo cha shida, na mbinu yenyewe inaitwa dynamometry ya shida.

Njia dynamometry ya matatizo hukuruhusu kusajili juhudi zilizotengenezwa na mwanariadha wakati wa kufanya mazoezi kadhaa ya mwili.

Katika mchakato wa kufanya harakati za michezo, mwanariadha hutoa athari ya mitambo kwa anuwai ya vitu: vifaa vya michezo, sakafu, wimbo, ambao matokeo yake ni kasoro. Ili kupima maadili ya juhudi zilizotengenezwa na mwanariadha, viwango maalum vya shida hutumiwa ambayo hubadilisha deformation ya mitambo kuwa ishara ya umeme. Uendeshaji wa vipimo vya matatizo ni msingi wa athari ya tensoelectric. Kiini cha athari ya tensoelectric ni mabadiliko katika upinzani wa kondakta wakati umepanuliwa.

Kipimo cha matatizo ni waya yenye kipenyo cha 0.02-0.05 mm iliyounganishwa kati ya vipande viwili vya karatasi. Imeunganishwa kwa kipengele cha elastic ambacho kinachukua nguvu iliyowekwa na mwanariadha.

Mnamo 1938, vipimo vya kwanza vya shida vilitengenezwa ambavyo vilifanya kazi kwa msingi wa athari ya shida. Mnamo 1947, vipimo vya matatizo vilitumiwa kwanza katika utafiti wa kimwili.

Kwa mara ya kwanza kwenye michezo mnamo 1954, M.P. Mikhailyuk alipata kipimo cha shida kwa kisu, P.I. Nikiforov (1957) alitengeneza jukwaa la kupima matatizo kwa ajili ya kurekodi vikosi vya kuondoka katika kuruka juu. Mnamo 1963 V.K. Balsevich alitumia insoles za kupima matatizo kuchambua uendeshaji wa sprinters wa sifa mbalimbali. Walianzisha aina kadhaa za kukataa.

Mbinu ya tensodynamometry hutumiwa kikamilifu katika kuinua uzito. Moja ya kazi muhimu ya kocha ni kutoa taarifa kuhusu makosa, yaani, maoni kutoka kwa kocha kwa mwanariadha. Maoni ni kipengele muhimu cha kujifunza. Mwanariadha anapaswa kupokea habari mara kwa mara ambayo inamruhusu kulinganisha utendaji wake mwenyewe na bora au mfano. Kama matokeo ya kulinganisha kama hiyo, mwanariadha atapata maarifa juu ya shughuli zake na atapata fursa ya kufanya kazi kurekebisha makosa yake.

Mbinu hii ilitengenezwa na A.N. Furaev (1988) na ya kisasa na I.P. Kozhekin (1998). Stendi ya kiotomatiki inajumuisha jukwaa la kupima matatizo, ADC (kigeuzi cha analog-to-digital) na kompyuta. Mfumo wa mtaalam wa kompyuta una sampuli zinazoonyesha utendaji sahihi na usio sahihi wa hatua ya magari (kunyakua, kuruka juu na kuruka kwa kina. Kwa kulinganisha matokeo yaliyopatikana, mfumo wa mtaalam, uliojengwa juu ya uchambuzi wa tensodynamogram, inaruhusu mwanariadha kupata halisi. - habari ya wakati kuhusu makosa katika mbinu ya hatua ya magari na kuanzisha marekebisho ili kuwaondoa.

4.6. Accelerometry

Accelerometry Njia ya biomechanical ya kurekodi kasi ya harakati ya mwili wa mwanariadha, au sehemu zake za kibinafsi, pamoja na kuongeza kasi ya vifaa vya michezo. Kwa mfano, katika kuinua uzito, kiashiria cha habari cha mbinu ya harakati ya mwanariadha ni kuongeza kasi ya katikati ya misa ya barbell.

Vipimo vya kasi maalum hutumiwa kama sensorer. Kanuni ya uendeshaji wa sensor ya accelerometer ni kama ifuatavyo. Misa imeunganishwa kwa kitu kinachojifunza kwa kutumia unganisho ambao una ugumu fulani. Kisha kuongeza kasi imedhamiriwa kulingana na wingi unaojulikana na ugumu wa dhamana. Sifa kuu za accelerometers ni anuwai na frequency ya juu ya mabadiliko ya kasi iliyopimwa.

Ikiwa accelerometer ya sehemu tatu inatumiwa, vipengele vitatu vya kuongeza kasi vinaweza kurekodi. Kwa kutofautisha ishara iliyopokelewa, inawezekana kuhesabu kasi na harakati ya vifaa vya michezo, kwa mfano, barbell. Kwa kutumia sensor ya sehemu tatu ya kuongeza kasi ya A.V. Samsonov et al. (2015) alirekodi kuongeza kasi ya kichwa cha mwanariadha wakati wa kufanya harakati za nguvu katika hoki ya barafu.

4.7. Electromyography

Electromyography Mimi ni njia ya kurekodi na kuchambua shughuli za bioelectrical ya misuli.

Kiini cha jambo hilo ni usajili wa uwezekano wa misuli ya umeme ambayo inaonekana wakati misuli inasisimua. Kwa hivyo, electromyography ni njia ya kuaminika ya kurekodi shughuli za misuli.

Vigezo vifuatavyo vya EMG (electromyogram) hurekodiwa mara nyingi; muda wa shughuli za umeme za misuli, mzunguko wa biopotentials, amplitude ya biopotentials na jumla ya shughuli za umeme za misuli.

Muda wa shughuli za umeme za misuli ni sifa ya wakati ambapo misuli ilisisimka.

Mzunguko na amplitude ya biopotentials ya misuli ni sifa ya kiwango cha msisimko wa misuli na asili ya shughuli za vitengo mbalimbali vya magari. Shughuli ya jumla ya umeme inatoa wazo la kiwango cha jumla cha mvutano na nguvu zinazokuzwa na misuli. Zaidi ya jumla ya shughuli za umeme, kiwango kikubwa cha mvutano unaotengenezwa na misuli.

Sensorer zinazotumiwa kurekodi shughuli za umeme ni electrodes za fedha zilizofanywa kwa namna ya duru ndogo (vikombe). Kipenyo chao sio zaidi ya 10 mm. Kuweka maalum kwa umeme huwekwa ndani ya vikombe hivi kwa conductivity bora ya umeme. Hivi sasa, kifaa cha kurekodi ni kompyuta ya kibinafsi, Mchoro 4.3.

Mchoro.4.3. Mbinu ya Electromyographic

Mojawapo ya kazi za kwanza ambazo mbinu ya elektromyographic ilitumiwa kusoma vitendo vya gari la kiinua uzani inapaswa kutambuliwa kama kazi ya tasnifu ya A.S. Stepanova (1957). Katika utafiti huu, A.S. Stepanov (1957) alifanyia uchambuzi wa kina wa elektromyografia kwa mazoezi kuu ya ushindani ya wanyanyua uzani: safi na jerk, kunyakua na vyombo vya habari.

Katika utafiti wa S.S. Lapenkova (1985) ilifanyika uchambuzi wa biomechanical kunyanyua uzani na mazoezi ya msaidizi kwa kutumia mbinu za electromyography. Katika uchambuzi wa kulinganisha wa harakati, sifa zifuatazo za EMG zilitumika: wakati wa shughuli za umeme, ambayo ni sifa ya muda wa matumizi ya nguvu zinazotengenezwa na misuli, amplitude ya wastani ya EMG, ambayo inaunganishwa na kiwango cha maendeleo ya juhudi za misuli. . Matumizi ya mbinu za EMG na njia ya kimuundo ya utambuzi wa muundo ilifanya iwezekanavyo kutathmini ufanisi wa mazoezi ya msaidizi.

Nje ya nchi, tafiti nzito za mazoezi ya nguvu kwa kutumia mbinu za electromyographic zilifanywa na R.F. Escamilla et al. (2001). Squat na barbell kwenye mabega na vyombo vya habari vya mguu wa benchi viliwekwa kwa uchambuzi wa kina wa electromyographic na biomechanical (Mchoro 4.4).

Mchoro.4.4. Rekodi ya EMG ya vyombo vya habari vya benchi ya mazoezi ya nguvu na miguu ya juu na ya chini (R.F. Escamilla et al., 2001)

Ilibainika kuwa wakati wa kufanya squat, shughuli za quadriceps na misuli ya hamstring ilikuwa ya juu kuliko wakati wa kufanya vyombo vya habari vya mguu. Wakati huo huo, squat iliyofanywa na uwekaji wa mguu mwembamba husababisha shughuli kubwa za umeme katika misuli ya ndama ikilinganishwa na nafasi ya mguu pana.

Mchanganuo wa kazi ya misuli pia ulifanyika wakati wa kufanya mazoezi ya nguvu: squats na barbell kwenye mabega (N.B. Kichaikina, A.V. Samsonov, G.A. Samsonov, 2011). Imeanzishwa kuwa katika hatua ya chini kabisa (LP) shughuli za umeme za gluteus maximus na misuli ya hip extensor (biceps femoris na semitendinosus) ni ndogo. A.V. Samsonov (2010) alisoma sifa za shughuli za umeme za misuli ya mwisho wa chini wakati wa mazoezi ya nguvu. Matokeo yaliyopatikana yanaonyesha kwamba wakati wa kufanya mazoezi ya nguvu, ongezeko la wingi wa uzito wa nje husababisha kupungua kwa uwiano wa jumla ya shughuli za umeme za misuli ya quadriceps ya femoris inayofanana na hali ya eccentric. Wakati wa kufanya mazoezi ya nguvu katika "mzunguko wa kushindwa," muda na amplitude ya shughuli za umeme za misuli ya vastus lateralis huongezeka kwa kiasi kikubwa (Mchoro 4.5).

Mchele. 3. Jumla ya shughuli za umeme m. vastus lateralis wakati wa kufanya mizunguko 2, 3 na 4 ya kawaida (A) na mzunguko wa kutofaulu (B) wa mazoezi ya nguvu na uzani wa 40% ya 1RM. Mistari ya wima inalingana na mwanzo wa mzunguko (A.V. Samsonov, E.A. Kosmina, 2011)

Kipengele chanya cha electromyography ni kwamba ilifanya iwezekanavyo kutathmini kiwango cha shughuli za misuli ya mifupa katika harakati tofauti. Kwa kusudi hili, utafiti wa jumla wa shughuli za umeme za misuli hutumiwa mara nyingi. Kwa kuongeza, ikawa inawezekana kutathmini mlolongo wa shughuli za misuli wakati wa kufanya hatua ya motor.

Hata hivyo, mbinu ya electromyographic hairuhusu mtu kulinganisha voltage iliyotengenezwa misuli tofauti ya mwanariadha wakati wa kufanya mazoezi ya nguvu. Hiyo ni, kuhesabu ni misuli gani inaonyesha juhudi zaidi au kidogo. Hii ni kutokana na ukweli kwamba kiwango cha nguvu kilichopimwa na EMG kinaathiriwa na mambo kadhaa ya kiufundi, yaani, ubora wa wambiso wa electrode, upinzani wa ngozi, kiwango cha amplification, nk. Kwa hivyo, kwa msingi wa kurekodi shughuli za umeme za misuli wakati wa mazoezi ya nguvu, ni ngumu sana kulinganisha "mchango" wa kila misuli na matokeo; Walakini, mbinu ya elektromyografia inabaki kuwa ya kutosha zaidi kutatua shida hizi. .

Fasihi

Bilenko A.G., Govorkov L.P., Tsipin L.L. Vipimo katika biomechanics ya mazoezi. Kozi ya vitendo: Mafunzo/A.G. Bilenko, L.P. Govorkov, L.L. Tsipin / NSU ya Utamaduni wa Kimwili, Michezo na Afya iliyopewa jina lake. P.F. Lesgafta, 2010.– 166 p.
Mbinu za utafiti wa kibaolojia katika michezo: Kitabu cha maandishi / Ed. G.P. Ivanova - Leningrad, 1976 - 96 p.
Kichaikina, N.B. Njia za pembeni za shirika la harakati katika utafiti wa mbinu za kuchuchumaa na vifaa vya kuinua nguvu / N.B. Kichaikina, A.V. Samsonov, G.A. Samsonov // Kesi za Idara ya Biomechanics ya Chuo Kikuu. P.F. Lesgaft.- Suala. 5. - St. Petersburg, 2011.- ukurasa wa 42-65.
Kozhekin I.P. Kuboresha vitendo vya magari ya weightlifters kwa kudhibiti muundo wao wa biomechanical: 13.00.04: Muhtasari. dis. . Ph.D. ped. Sayansi / Kozhekin Igor Petrovich. - Malakhovka: MOGIFK, 1998. - 19 p.
Popov G.I., Samsonov A.V. Biomechanics ya shughuli za magari / Kitabu cha maandishi kwa wanafunzi wa taasisi za juu za kitaaluma. Elimu /G.I. Popov. A.V. Samsonov - M.: Academy, 2011 - 320 p.
Samsonov, A.V. Historia ya biomechanics / A.V. Samsonov // Kesi za Idara ya Biomechanics: Mkusanyiko wa vifungu tofauti / NSU iliyopewa jina lake. P.F. Lesgafta, St. comp. A.V. Samsonov, S.A. Pronin.- St. Petersburg: Nyumba ya uchapishaji "Olympus", 2009. - Toleo la 2. - P. 4-15.
Samsonov A.V. Tabia ya jumla ya shughuli za umeme za misuli wakati wa kufanya mazoezi ya nguvu // Bulletin ya Chuo Kikuu cha Chernihiv State Pedagogical. Suala la 81. Mfululizo: Sayansi ya Ufundishaji. Mafunzo ya kimwili na michezo - Chernihiv, 2010. - 427-431.
Samsonov, A.V. Athari za haraka za mafunzo ya mazoezi ya nguvu hadi kutofaulu kwa misuli ya mifupa ya binadamu / A.V. Samsonov, E.A. Kosmina // Bulletin ya Chuo Kikuu cha Ufundi cha Jimbo la Chernihiv. Toleo la 91. Mfululizo wa Juzuu 1: Sayansi za Ufundishaji. Mafunzo ya kimwili na michezo - Chernihiv, 2011 - 407-410.
Samsonov, A.V. Kuongeza kasi ya kichwa cha mwanariadha wakati wa kufanya mbinu za nguvu katika hockey ya barafu / A.V. Samsonova, L.V. Mikhno, L.L. Tsipin, G.A. Samsonov, I.A. Chichelov // Jarida la Kirusi la Biomechanics, 2015.- T.19.- No. 3.- P. 307 -315.
Furaev A.N. Udhibiti wa uendeshaji wa mchakato wa mafunzo ya weightlifters kwa kutumia mfumo wa automatiska kwa ajili ya ufuatiliaji wa vigezo vya biomechanical.: Muhtasari wa Mwandishi. dis... cand. ped. Sayansi / A.N. Furaev.– M.: Malakhovka: 1988.-23 p.
Escamilla, R.F. Madhara ya tofauti za mbinu kwenye biomechanics ya magoti wakati wa squat na vyombo vya habari vya mguu / R.F. Escamilla, G.S. Fleisig, N. Zheng, J.E. Lander, S.W. Barrentine, J.R. Andrews, B.W. Bergemann, C.T. Moorman III //Med. Sci Sports Exerc., 2001.- V.33.- N. 9.- P. 1552-1566.

MBINU ZA UTAFITI KATIKA BIOMECHANICS

Taarifa ya tatizo na uchaguzi wa mbinu za utafiti. Dhana ya mfumo wa kupima (sensorer, maambukizi, uongofu, kurekodi habari).

Njia za hesabu (uamuzi wa kuratibu, kasi, kuongeza kasi, nguvu, wakati wa nguvu).

Taarifa ya tatizo na uchaguzi wa mbinu za utafiti.

Biomechanics jinsi gani Sayansi ya asili kwa kiasi kikubwa inategemea utafiti wa majaribio matukio yanayochunguzwa. Katika utafiti yenyewe, hatua tatu za mfululizo zinajulikana: kipimo cha sifa za biomechanical, mabadiliko ya matokeo ya kipimo, uchambuzi wa biomechanical na awali. Matumizi teknolojia ya kompyuta hukuruhusu kufanya vitendo hivi kwa wakati mmoja.

Ili kuhesabu jambo fulani, mbinu za utafiti wa lengo (ala) pekee ndizo zinazotumiwa.

Njia maalum huchaguliwa kulingana na shida na hali ya majaribio. Katika biomechanics, mahitaji ya msingi yafuatayo yanawekwa kwenye mbinu ya utafiti na vifaa vinavyounga mkono:

- njia na vifaa lazima kuhakikisha kupata matokeo ya kuaminika, yaani, kiwango cha usahihi kipimo lazima sambamba na madhumuni ya utafiti;

- njia na vifaa haipaswi kuathiri mchakato chini ya utafiti, yaani, haipaswi kupotosha matokeo na kuingilia kati na somo la mtihani.

Wakati wa kufanya utafiti, inashauriwa kuambatana na kanuni ya habari ya dharura (V.S. Farfel, 1961), ambayo ni, habari juu ya sababu kuu ya harakati ya michezo inapaswa kupokelewa ama wakati wa utekelezaji wa harakati au mara baada ya kukamilika kwake. .

Chaguo la mbinu ya utafiti kimsingi huamuliwa na asili ya mabadiliko katika idadi inayodhibitiwa kwa wakati. Kwa msingi huu, sifa za biomechanical zinaweza kugawanywa katika vigezo vya biomechanical na vigezo vya biomechanical.

Vigezo vya biomechanical ni sifa ambazo maadili yake hayabadilika wakati wa mchakato mzima wa kipimo (kwa mfano, uzito wa mwili, wakati wa inertia na kuratibu za mvuto wa kati katika nafasi ya kudumu, uzito wa projectile). Thamani ya vigezo inaweza kuwa haijulikani, lakini haibadilika.

Vigezo vya biomechanical ni sifa ambazo thamani yake hubadilika wakati wa mchakato wa kipimo, kama sheria. nasibu(nguvu, kuongeza kasi, kuratibu, nk).

Mahitaji ya usahihi wa vipimo katika biomechanics ya michezo ni hasa kuamua na madhumuni na malengo ya utafiti, pamoja na sifa za harakati yenyewe. Inachukuliwa kuwa ya kutosha ikiwa kosa la kipimo halizidi ± 5%.

Mabadiliko ya matokeo ya kipimo hutumiwa kuongeza usahihi wa matokeo yaliyopatikana (usindikaji wa takwimu) na kuamua kwa kuhesabu sifa za biomechanical ambazo hazijapimwa moja kwa moja.

Njia za kuhesabu zinategemea matumizi ya sheria za mechanics (statics na mienendo ya uhakika, mwili, mfumo wa miili), pamoja na data ya takwimu juu ya jiometri ya wingi wa mwili wa binadamu. Takwimu hizi zinaweza kuwasilishwa kwa namna ya meza zinazoonyesha uhusiano kati ya wingi wa makundi ya mtu binafsi ya mwili wa binadamu na uzito wake wa jumla (coefficients ya uzito); sifa ya uhusiano kati ya urefu wa sehemu na umbali wa CG yake (radii ya vituo vya mvuto). Data hizi pia zinaweza kuwasilishwa kwa namna ya mgawo wa regression (zilizooanishwa na nyingi).

Dhana ya mfumo wa kupima (sensorer, maambukizi, uongofu, kurekodi habari).

Njia za ala za udhibiti wa biomechanical zinatokana na mifumo ya kupima. Mzunguko wa kawaida wa mfumo wa kupima unajumuisha vitalu sita.

1. Kitu cha kipimo.

2. Kifaa cha kutambua.

3. Kigeuzi.

4. Kifaa cha kompyuta.

5. Kifaa cha kusambaza.

6. Kiashiria (kinasa sauti).

Kifaa cha kuhisi au kitambuzi. Kusudi lake kuu ni mtazamo wa kiasi cha kimwili. Sensorer zifuatazo hutumiwa mara nyingi katika utafiti wa michezo.

Photodiodes (au seli za picha). Zinatumika kupima vipindi vya muda. Thamani yao ya ingizo ni mwangaza, thamani ya pato ni mkondo wa moja kwa moja. Photodiodes ni nyeti katika safu kutoka 0 hadi 500 Hz na ina hitilafu ya 1-3%, ambayo haitoshi kwa vipimo sahihi hasa.

Sensorer za Rheostatic (potentiometers). Inatumika kupima harakati za mstari na angular, inaweza kutumika kupima nguvu. Thamani ya pembejeo ya potentiometer ni harakati ya angular, thamani ya pato ni mabadiliko katika upinzani. Ina hitilafu ndogo na unyeti wa juu.

Vipimo vya shida. Inatumika kupima nguvu. Matumizi ya vipimo vya shida hufanya iwezekanavyo kugeuza vifaa vya michezo yoyote kuwa njia ya kusoma harakati. Hatua ya kupima matatizo inategemea sawa kanuni ya kimwili, kama vile sensorer rheostatic - mabadiliko katika vipimo vya kijiometri vya waendeshaji husababisha mabadiliko upinzani wa umeme sensor R = r l / q – upinzani ni sawia moja kwa moja na resistivity na urefu wa kondakta, na inversely sawia na eneo lake la msalaba. Mabadiliko ya urefu na eneo la sehemu ya msalaba ndani ya mipaka ya elastic ya nyenzo ni sawia na nguvu ya hatua. Thamani ya pembejeo ya vipimo vya matatizo ni uhamisho, thamani ya pato ni mabadiliko katika upinzani. Faida za sensorer hizi ni pamoja na: kosa ndogo ya kipimo, upinzani wa vibration. Hasara ni unyeti mdogo na haja ya gluing makini. Hitilafu muhimu zaidi kwa vipimo vya matatizo ni hitilafu ya joto.

Vipimo vya kuongeza kasi vimeundwa kupima kasi. Kuongeza kasi kwa mstari wa pointi za mwili wa mwanadamu hubadilika sana (kwa mfano, wakati wa kupiga na kupiga mpira - kutoka 200 hadi -1000 m / s 2). Kwa hiyo, ili kufikia usahihi wa kipimo cha juu, accelerometers huchaguliwa kulingana na sifa zao ili kupima madarasa maalum ya harakati.

Matumizi ya accelerometers ni mdogo na ukweli kwamba sensor haina kupima kasi ya mwili, lakini matokeo ya kuongeza kasi ya mstari na kuongeza kasi ya mvuto. Kuamua kuongeza kasi inayotaka, unahitaji kujua mwelekeo wa sensor inayohusiana na wima kwa kila wakati wa wakati, ambayo ni, kipimo lazima kiambatane na utengenezaji wa sinema ya stereo. Lakini wakati wa kujifunza harakati za kushangaza, hii sio lazima.

Electrodes - sindano na ngozi - imeundwa ili kuondoa biopotentials kutoka kwa misuli ya kufanya kazi.

Waongofu (aka sensor ugavi wa nguvu na amplifiers) inaweza kuwa tofauti sana - kutoka vifaa vya nyumbani kwa idhaa nyingi za kawaida. Inakuruhusu kukuza mawimbi kutoka kwa vitambuzi hadi kiwango cha kutosha kutumia kifaa cha kurekodi.

Kifaa cha kompyuta hulinganisha ishara na kiwango (ishara ya urekebishaji) na kupitisha matokeo kupitia waya au kutumia telemetry ya redio kwa kiashiria au kifaa cha kurekodi.

Katika baadhi ya matukio, mfumo wa kupimia haujumuishi kifaa cha kompyuta na nyenzo huchanganuliwa tofauti kwa kutumia misimbo ya nusu otomatiki au hata kwa mikono. Katika hali hiyo, hakuna haja ya kuzungumza juu ya kufuata kanuni ya habari ya haraka.

Rekoda (kwa mfano, electrocardiograph), oscilloscope za kuandika, na vifaa vya uchapishaji vinaweza kutumika kurekodi data. Wana faida na hasara zao wenyewe. Kwa hivyo, wakati wa kurekodi michakato ya haraka, virekodi vinaweza kuwa na hali nyingi sana. Nuru-boriti (kitanzi) oscilloscopes hawana drawback hii, lakini usindikaji filamu inachukua muda mwingi na kuna hatari ya kuharibu filamu wakati wa usindikaji (na si rahisi sana kupata filamu hiyo). Rekodi imefanywa mionzi ya ultraviolet Usindikaji wa UV kwenye karatasi ya picha sio lazima, lakini rekodi yenyewe haiwezi kupanuliwa kwa usimbuaji.

Njia za majaribio za kuamua vigezo vya biomechanical (macho na optoelectronic, mechanoelectric, vipimo vya muda wa muda, ngumu).

Ili kurekodi vigezo vya biomechanical, mbinu zilizokopwa kutoka kwa nyanja nyingi za ujuzi hutumiwa. Ni rahisi kugawanya njia hizi kwa macho, optoelectronic, mechanoelectric, na ngumu.

Njia za macho za kurekodi harakati. Kulingana na malengo ya utafiti, yafuatayo yanaweza kutumika:

1. Upigaji picha wa mara kwa mara ili kuamua muundo wa pose.
2. Upigaji picha nyingi za mfiduo - kupata habari kuhusu mienendo katika ndege inayopiga risasi. Wakati wa kutumia aina hizi za upigaji picha, vifaa vitatu vilivyosawazishwa hutoa picha ya kitu katika ndege tatu.
3. Upigaji picha wa cyclographic (strobe). Hii inafanywa kwa njia ya shutter au kutumia alama za pulsating, pamoja na vyanzo vya mwanga. Inakuruhusu kupata kipimo kilichotengenezwa tayari cha harakati.
4. Stereostrobophotorafi. Faida yake ni usahihi ulioandikwa wa pointi za ujanibishaji katika fremu pamoja na viwianishi vitatu kwa nyakati zinazofuatana kwa wakati, vipindi kati ya ambavyo vimewekwa na kielektroniki badala ya kifaa cha mitambo.
5. Upigaji filamu ni mbinu inayopatikana hadharani ya ufundishaji na kibayolojia ya kusoma mienendo katika michezo. Kulingana na kasi ya mapema ya filamu, vifaa vimegawanywa katika kiwango (fps 24), "glasi ya kukuza wakati" (hadi ramprogrammen 300), na kamera maalum za masafa ya juu (hadi 5000 ramprogrammen).

Filamu ya picha na filamu ni nyenzo ya kuhesabu sifa za mitambo ya harakati, usahihi wa ambayo inategemea uaminifu wa kuchukua kuratibu za awali, ambayo kwa upande wake ni matokeo ya shirika sahihi la risasi.

Mhusika lazima avae suti inayobana na alama tofauti juu ya shoka za viungo. Mahali pa utafiti huchaguliwa kulingana na upeo wa harakati za kitu. Taa inapaswa kutoa mfiduo mfupi wa kutosha. Lenses ndefu hutumiwa kupunguza upotovu kwenye kingo za picha. Umbali mzuri kati ya lenzi na kitu (E 0) imedhamiriwa na fomula:

E 0 = V F k / C f , ambapo V - kasi ya kitu, m/s, F - urefu wa kuzingatia, cm; k - uwiano wa muda wa mfiduo kwa wakati wa mabadiliko ya sura, azimio la C la kifaa, cm, f - frequency ya utengenezaji wa filamu, fps.

Kurekodi kwa macho-elektroniki ya harakati hufanywa hasa kwa kutumia kurekodi video. Katika kesi hii, harakati zinaweza kuchapishwa mara moja kwenye skrini na kutumika kwa uchambuzi wa ufundishaji na biomechanical. Hata hivyo, rekodi za video za kawaida hazifai kwa tathmini ya kiasi cha teknolojia kutokana na azimio lao la chini. Katika suala hili, rekodi maalum za video (kinachojulikana Kasi - Video ) Kwa kuchanganya na kifaa cha kompyuta, wanakuwezesha kutoa haraka quantification harakati.

Kulingana na vifaa vya filamu na video, vinavyofanyika kwa kufuata mahitaji yote ya kiufundi kwa shirika lao, inawezekana kuamua idadi ya sifa za mitambo ya nafasi au harakati za mwili. Picha ya kawaida au sura ya filamu ni hati ya kuamua viashiria vifuatavyo kwenye ndege ya risasi.

kuratibu za vituo vya mvuto wa viungo au GCT ya mwili;
wakati wa nguvu za mvuto wa viungo;
pembe za articular;
wakati na pembe za utulivu;
wakati wa inertia ya viungo na mwili.

Uchambuzi wa viunzi kadhaa unahusishwa na kufuatilia sifa hizi kwa wakati.

Utegemezi wa kuratibu za pointi za mwili kwa wakati unawakilisha sheria ya harakati zao katika mfumo wa kuratibu uliochaguliwa. Data hizi ni muhimu ili kuhesabu ubora wa harakati. Mienendo ya pembe za pamoja, wakati wa mvuto na hali ya kazi ya misuli ni mada ya uchambuzi wa harakati za wanadamu kama mfumo wa kibaolojia unaodhibitiwa na mfumo mkuu wa neva. Mabadiliko katika wakati wa inertia ya mwili yanaonyesha utaratibu wa kuunda harakati ngumu za mzunguko.

Mbinu za mitambo ya kuamua sifa za biomechanical. Mbinu za utafiti wa macho na macho-elektroniki haziruhusu (isipokuwa nadra) kufanya tathmini ya kiasi cha harakati mara baada ya kipimo, kwani matokeo ya mwisho kutanguliwa na hatua za usindikaji wa kemikali wa vifaa (sio kila wakati) na hesabu ya sifa zao za biomechanical. Hii inapunguza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa kutumia matokeo ya utafiti katika mchakato wa mafunzo. Njia za mitambo-umeme kwa kiasi kikubwa hazina upungufu huu. Zinajumuisha kubadilisha kiasi cha mitambo iliyopimwa kuwa ishara ya umeme na kisha kupima (au kurekodi) na kuichanganua.

Faida kuu ya mbinu za mechanoelectric za kupima vigezo vya biomechanical ni kasi ya kupata sifa zilizopimwa na uwezo wa automatiska hesabu ya sifa ambazo hazijapimwa moja kwa moja. Njia ya kawaida ya kundi hili la mbinu ni dynamometry ya matatizo. Wakati wa mazoezi, mtu huingiliana na miili ya nje (msaada, vifaa, vifaa). Miili hii imeharibika. Aidha, ukubwa wa deformation kawaida ni sawia na nguvu ya athari. Ili kurekodi kasoro hizi, vipimo vya shida hutumiwa mara nyingi, lakini sensorer za rheostatic pia zinaweza kutumika.

Katika hali nyingi, vifaa vya kupima shida hutumiwa moja kwa moja kuamua sifa za nguvu za harakati za michezo na kusoma kwa msingi huu. muundo wa nguvu vitendo vya gari.

Majukwaa ya Tenso hutumiwa sana - vifaa vinavyoruhusu mtu kuamua mwingiliano wa mtu aliye na usaidizi wakati wa kukataa. Vipengele vya mmenyuko wa ardhi (wima na usawa) vimeandikwa bila kujali hatua ya kuwasiliana na kifaa.

Stabilometry. Kutumia vifaa vya kupima matatizo, inawezekana pia kujifunza harakati ya hatua ya matumizi ya nguvu kwenye jukwaa la kupima. Harakati hiyo inaweza kutokea wote kutokana na harakati ya somo, na kutokana na mabadiliko katika nafasi ya GCP yake wakati wa kubadilisha mkao. Vipimo hivi vinahitaji jukwaa la kupima matatizo ya vipengele vingi, ambalo vipengele vya athari hupimwa kivyake katika vianzo vyote vilivyosakinishwa kwenye pembe za jukwaa.

Accelerometry. Moja ya sifa muhimu zaidi za harakati ni kuongeza kasi ya mstari. inaweza pia kuamua kwa kutumia vifaa vya kupima matatizo. KATIKA kwa kesi hii Kipimo cha matatizo kinarekodi deformation ya sahani ya elastic iliyounganishwa na kitu cha kusonga. Kwa kuwa misa ya sensor ( m ) na elasticity ya sahani ( C ) maadili ni ya mara kwa mara, basi harakati ya misa ya sensor inayohusiana na kitu itakuwa sawia kuongeza kasi ya mstari kitu. Vigezo vya accelerometer huchaguliwa kwa namna ambayo mzunguko wa asili wa oscillations ya sensor ni mara 3-4 zaidi kuliko mzunguko wa juu wa mchakato unaojifunza.

Goniometry ni kipimo cha pembe za mtu kwenye viungo vya mwili. Pembe ya pamoja ni sifa muhimu ya biomechanical, kwa mfano wakati wa kuamua mpango wa mkao. Nguvu ya traction ya misuli (yaani, urefu wake na bega yake kuhusiana na mhimili wa pamoja) inategemea angle ya pamoja.

Goniometers ya mitambo na electromechanical hutumiwa kupima moja kwa moja pembe za pamoja. Mwisho hutumia potentiometers ya rheostat. Mwili wa potentiometer umeunganishwa kwa ukali na moja ya baa za goniometer, na kwa nyingine - mhimili wake.

Mechanografia ni rekodi ya harakati. Hii pia inaweza kufanyika kwa kutumia potentiometers. Hatua ya kusonga imeunganishwa na thread ya chini ya kunyoosha kwenye mhimili wa sensor. Harakati zilizo na amplitude kubwa zinaweza kurekodi ikiwa pete (block) ya kipenyo sahihi huwekwa kwenye mhimili wa potentiometer.

Electromyography ni njia ya kurekodi shughuli za umeme za misuli. Inakuruhusu kupokea habari moja kwa moja wakati wa kufanya mazoezi ya mwili. Kuna maeneo matatu kuu ya kutumia electromyography kusoma shughuli za magari ya binadamu. 1. Tabia za shughuli za vitengo vya magari ya mtu binafsi ya misuli. 2. Uamuzi wa shughuli za misuli ya mtu binafsi katika vitendo mbalimbali vya magari. 3. Tabia za uratibu wa shughuli za misuli pamoja ushiriki wa jumla katika harakati. Ili kutatua matatizo ya biomechanical, hasa maelekezo ya pili na ya tatu hutumiwa. Wakati wa kutumia electromyography kusoma harakati za michezo, elektroni za ngozi hutumiwa kawaida, lakini elektroni za sindano wakati mwingine hutumiwa. Electrodes ya ngozi inaweza kuwa mono- au bipolar. Kwa hali yoyote, electromyogram inaweza kutafakari shughuli za umeme za misuli hiyo ambayo electrodes iko, au (pamoja na risasi ya monopolar) shughuli za misuli ambayo iko kati ya electrodes hai na isiyojali.

Inapaswa kuzingatiwa kuwa thamani ya kumbukumbu ya biopotentials inategemea mambo matatu. Kulingana na nafasi ya electrodes kuhusiana na misuli - wakati iko kando ya nyuzi, pamoja na karibu na hatua ya motor (hatua ya kuingia kwa ujasiri ndani ya misuli), uwezo ni mkubwa zaidi. Kutoka kwa conductivity ya umeme ya ngozi - ngozi inapaswa kupunguzwa na ether. Kutoka kwa sura na ukubwa wa electrodes - unapaswa kutumia sawa au, katika hali mbaya, sawa.

Kwa hali yoyote, electromyogram inaweza kutumika kama kiashiria cha hali ya mifumo ya uratibu wa harakati kama sawa na matukio ya mitambo (mvuto, traction) ambayo hutokea kwenye misuli wakati wa msisimko. N.V. Zimkin na M.S. Tsvetkov (1988) ilionyesha kuwa electromyogram laini inaweza kutumika kuhukumu ushiriki wa nyuzi za misuli katika harakati. aina tofauti(haraka, kati na polepole), na kwa hiyo kuhusu muundo wa misuli. Electromyogram iliyolainishwa ni rahisi kusindika kuliko ya asili; elektromyogram iliyolainishwa inaweza kutumika kuhesabu kasi ya msisimko wa misuli.

Njia za kupima viashiria vya wakati. Ikiwa trajectory inajulikana mapema, na amplitude ya harakati ni kubwa (mita kadhaa), basi wakati wa kifungu cha makundi inaweza kurekodi kwa kutumia sensorer picha. Ishara kutoka kwa sensorer ama kuzima saa za umeme (kila sensor ina stopwatch yake) au inarekodiwa na kinasa (oscilloscope). KATIKA kesi ya mwisho Usahihi wa njia imedhamiriwa na usahihi wa alama ya wakati au usahihi wa utaratibu wa kuendesha tepi. Kiwango cha kuegemea kwa matokeo moja kwa moja inategemea idadi ya sensorer zilizowekwa kwa mbali.

Mbinu tata za utafiti. Kusudi la biomechanics ni kusoma uwezo wa mwili wa mwanariadha na njia za kutatua kazi fulani ya gari. Katika mchakato wa utafiti, inahitajika kujua mifumo ya ujenzi wa harakati, kuamua uhusiano kati ya sifa za mitambo na kibaolojia zinazoonyesha uratibu wa harakati. Kazi hii ni ngumu sana, kwani uhusiano kati ya mvutano wa misuli na harakati sio wazi, N.A. alisema. Bernstein. Sababu ya harakati ya sehemu za mwili ni mvutano wa misuli, ambayo imedhamiriwa na kiwango cha msisimko na kiwango cha kunyoosha kwa misuli. Kwa hivyo, harakati ya kiungo hubadilisha urefu wa misuli na, kwa sababu hiyo, mvutano wake.

Usajili wa kina wa sifa za kibaiolojia na mitambo ya harakati ni hali ya lazima ya kusoma mifumo ya udhibiti wa harakati za binadamu. Inawezekana kwa kurekodi wakati huo huo wa viashiria vya electrophysiological na biomechanical ya harakati. Wakati shughuli za umeme za misuli na picha ya nje ya harakati zimeandikwa (kinogram, cyclogram, tensodynamogram, goniogram, mechanogram). Wakati wa kurekodi michakato hii kwenye vyombo vya habari tofauti, inakuwa muhimu kutumia vifaa maalum ili kusawazisha kurekodi. Kifaa kimoja kama hicho kimeelezewa ndani[4, ukurasa wa 60].

Wakati wa kutumia mechano- na (au) dynamografia ya shida, shida ya maingiliano ya kurekodi hutatuliwa kwa urahisi zaidi, kwani hufanywa kwenye mkanda huo huo.

Kwa hivyo, hadi sasa, umuhimu na thamani ya kipekee ya kutumia multichannel kurekodi wakati huo huo wa vigezo vya kinematics, mienendo na shughuli za umeme za misuli imethibitishwa kuanzisha uhusiano kati ya matukio mbalimbali ya harakati na sababu zao, na pia kutekeleza wazo la harakati. udhibiti bora wa mchakato wa mafunzo.

Walakini, utumiaji wa njia za habari za ala (tenso-, mechanical-, electromyography, filming, nk.) katika hali ya asili kwa madhumuni ya tathmini ya kina ya ujuzi wa kiufundi wa wanariadha kawaida huhusishwa na matatizo makubwa ya shirika na mbinu.

Wakati huo huo, imethibitishwa kuwa katika hali zilizoundwa kwa bandia zinazotolewa na matumizi ya simulator, inawezekana kupata taarifa za kuaminika kuhusu kipengele kimoja au kingine cha usawa wa kiufundi au kimwili. Kwa kuongeza, muundo rahisi wa zoezi unakuwezesha uwezekano zaidi tathmini hali ya mabadiliko katika sehemu ya kimwili, kwani ushawishi wa sehemu ya kiufundi kwenye matokeo hupungua. Na ingawa simulator haitawahi kuchukua nafasi ya harakati kamili, kuna ushahidi mwingi kwamba tata ya utafiti wa simulator inaweza kusuluhisha kwa mafanikio shida za habari za haraka za kuaminika, na pia kuamua hali ya mwanariadha ambayo inamhakikishia mafanikio. matokeo yaliyotarajiwa kwenye mashindano.

Njia za hesabu za kusoma harakati (uamuzi wa kuratibu, kasi, kuongeza kasi, nguvu, wakati wa nguvu).

Hitimisho la maana linaweza kufikiwa kwa kuzingatia habari zinazotegemeka na zinazotegemeka. Inafuata kwamba mbinu na vifaa vinavyotumiwa katika masomo ya biomechanical lazima kuhakikisha matokeo ya kuaminika. Hii ina maana kwamba kiwango cha usahihi wa kipimo lazima kilingane na madhumuni ya utafiti, na mbinu na vifaa haipaswi kuathiri mchakato unaosomwa, yaani, haipaswi kupotosha matokeo na kuingilia kati na somo.

Kwa mtazamo wa kwanza, mahitaji haya yanatimizwa kikamilifu (vipimo visivyo vya moja kwa moja, modeli za mitambo na hisabati), kulingana na matumizi ya sheria za kimwili na data ya takwimu juu ya jiometri ya molekuli ya mwili wa binadamu (t.Majedwali na vielelezo vimo katika ). Njia za kuhesabu hutumiwa kutatua matatizo ya moja kwa moja na ya kinyume cha mienendo. Katika kesi hii, sifa za kinematic au za nguvu kawaida hutumiwa kama data ya awali, ambayo ni, uchambuzi unafanywa kutoka kwa kiungo cha awali au cha mwisho cha matukio ambayo yanajumuisha kitu cha utafiti wa biomechanical (harakati za mitambo ya binadamu, sababu na udhihirisho wa harakati hii. )

Njia za kuhesabu mara nyingi hutumiwa kuamua kwa usahihi sifa za biomechanical ambazo, kwa sababu mbalimbali, haziwezi kupimwa (kusajiliwa) moja kwa moja, kwa mfano, katika hali ya ushindani.

Wanabiomechanist mashuhuri D.D. Donskoy na S.V. Dmitriev (1996) anasema kwamba "... maendeleo ya vifaa vya kurekodi sahihi na kompyuta ya masomo ya vitendo vya magari yalivutia watafiti na ujenzi wa mifano ya mitambo na hisabati, ngumu sana na yenye ufanisi katika kufichua maelezo bora zaidi ya harakati (hasa katika uhandisi na uhandisi. biomechanics ya matibabu). Hatuna haki ya kupinga kauli hii kabisa, lakini ufanisi wa kutumia kielelezo cha mitambo-hisabati kutatua matatizo fulani katika biomechanics ya michezo unatiliwa shaka na watafiti wengi wanaojulikana kwa usawa.

Katika fasihi ya kisayansi na ya kimbinu ya ndani, uwezo wa njia za hesabu umeonyeshwa katika kazi za pekee ambazo zimethibitisha ukweli unaojulikana, kwa mfano, katika kuamua vipengele vya kuongoza vya mbinu katika mazoezi ya kisanii (Yu.A. Ippolitov, 1997), kutambua mambo ambayo yanahakikisha matokeo ya kuruka kwa ski (N.A. Bagin, 1997), kutambua uhusiano kati ya kinematics na mienendo ya mzunguko katika skating takwimu (V.I. Vinogradova, 1999). Waandishi walionyesha erudition ya juu zaidi, lakini katika hali zote matokeo yaliyohesabiwa yalitofautiana kwa kiasi kikubwa kutokana na matokeo yaliyopatikana kwa kipimo cha moja kwa moja chini ya hali sawa.

Kinadharia, hii inafafanuliwa na ukweli kwamba msingi wa mbinu za hesabu za classical katika biomechanics ni hypothesis ya usawa wa molekuli isiyo hai na hai. Dhana hii inadhani kwamba mwili wa kibaiolojia haubadili muundo wake wa ndani chini ya ushawishi wa nguvu za udhibiti na wakati, na pia inabaki katika nafasi isiyobadilika. Ikiwa hali hii haijafikiwa, basi mbinu za biomechanics za classical hazitumiki.

Uchunguzi wa majaribio uliofanywa kwa miaka mingi katika maabara ya biomechanics ya VNIIFK ilionyesha kuwa "... mapungufu ya mbinu za hesabu za classical za kupata kutoka kwa harakati za data ya pointi juu ya ukubwa wa kuongeza kasi na nguvu katika vitendo vya magari na mabadiliko katika mkao hutoka. hali ambazo kwa sasa hakuna fursa za tathmini ya lengo la maelekezo ya uhamisho wa viungo vya ndani, damu na lymph raia. Algorithms za hesabu pia hazizingatii uhamishaji wa nguvu au nishati kutoka kwa kiunga hadi kiunga au unyonyaji na mtawanyiko wao" (I.P. Ratov, G.I. Popov, 1996). Waandishi hao hao walithibitisha kwa majaribio wazo la N.A.. Bernstein kwamba hakuna uhusiano wazi kati ya mvutano wa misuli na harakati za mitambo(kwa kuwa kila harakati ni matokeo ya mwingiliano wa kazi na nguvu tendaji) na ilionyesha kuwa katika mifumo ya biomechanical kazi ya kuongeza kasi ya nguvu sio ya mstari, yaani, kasi kubwa wakati wa kusonga raia haiwezi kusababisha kuonekana kwa nguvu.

Kwa hivyo, ubaya wa njia za hesabu kwa ujumla na haswa uundaji wa mitambo-hisabati ni kwamba "... mifano iliyotengenezwa ya harakati za mwanadamu (bila shaka ya kutosha kwa mwili wa mwanadamu hai na harakati zake) inajaribu "kujazwa" na jiometri ya wastani. ya wingi na kinematics halisi ya mazoezi ya moja kwa moja” (M.L. Ioffe et al., 1995). "Matokeo ya mbinu hii ni mbaya kutoka kwa maoni ya kisayansi na ya vitendo," anasisitiza N.G. Suchilin (1998).

Fasihi. 1. Godik M.A. Metrology ya michezo: kitabu cha maandishi cha IFC. - M.: Utamaduni wa kimwili na michezo, 1988. P. 57-66.

2. Zatsiorsky V. M., Aruin A. S., Seluyanov V. N. Biomechanics ya vifaa vya magari ya binadamu. - M.: Utamaduni wa kimwili na michezo, 1981. - 143 p.

3. Zimkin N.V., Tsvetkov M.S. Tabia za kisaikolojia za sifa za shughuli za misuli ya contractile katika sprinters na wakaaji // Fizikia ya Binadamu. - 1988. - T.14. - Nambari 1. - P. 129-137.

4. Warsha juu ya biomechanics: Mwongozo wa taasisi ya utamaduni wa kimwili / Chini ya jumla. mh. Ph.D. WAO. Kozlova. - M.: Utamaduni wa kimwili na michezo, 1980. - 106 p.

5. Seluyanov V.N., Chugunova L.G. Mahesabu ya sifa za wingi-inertial za mwili wa wanariadha kwa kutumia njia ya mfano wa kijiometri // Nadharia na mazoezi ya utamaduni wa kimwili - 1989 - No 2 - P. 38-39.

6. Suchilin N.G., Arkaev L.Ya., Savelyev V.S. Uchambuzi wa ufundishaji na wa kibaolojia wa mbinu ya harakati za michezo kulingana na programu na video tata // Nadharia na mazoezi ya utamaduni wa mwili. - 1995. - Nambari 4. - P.12-21.

7. Shafranova E.I. Njia za usindikaji shughuli za bioelectrical ya misuli // Nadharia na mazoezi ya utamaduni wa mwili. - 1993. - Nambari 2. - P. 34-44; Nambari ya 3 - ukurasa wa 16-18.

8. Utkin V.A. Biomechanics ya mazoezi ya mwili: Proc. mwongozo kwa idara za elimu ya mwili. - M.: Elimu, 1989. - P. 56-79.

KUCHAKANYA MATOKEO YA MASOMO YA BIOMECHANICAL (saa 2)

Mizani ya kipimo (majina, utaratibu, vipindi, uwiano).

Matatizo ya usindikaji vipimo vya biomechanical. Usindikaji wa matokeo unafanywa ili kutathmini kosa la data zilizopatikana, na pia kuamua kwa hesabu sifa za biomechanical ambazo hazijapimwa moja kwa moja.

Tathmini ya makosa, pamoja na kupunguzwa kwao kwa njia ya usindikaji zaidi wa matokeo ya kipimo, ni ya umuhimu mkubwa katika masomo ya biomechanical ya harakati za michezo, kwani mahitaji maalum ya mbinu za utafiti hairuhusu matumizi ya vipimo sahihi sana lakini vyema. Ili kutatua tatizo hili, nadharia ya hisabati ya makosa ya kipimo ilitengenezwa. Hapo chini tutatoa mapendekezo ya msingi ya kutathmini makosa na kupunguza athari zao kwenye matokeo ya mwisho.

Si sifa zote za kibayolojia zinaweza kupimwa moja kwa moja ili kukidhi mahitaji ya mbinu za kipimo katika utafiti wa michezo. Lakini utumiaji wa uhusiano wa kiutendaji kati ya sifa zinazotafutwa na zilizopimwa huruhusu, kama sheria, kuamua sifa zote za kibaolojia za riba kwa mtafiti. Njia hii inachukuliwa kutoka kwa teknolojia, ambako imeenea, na inaitwa "njia ya vipimo vya moja kwa moja".

Uhesabuji wa sifa zinazohitajika za biomechanical kulingana na data ya kipimo cha moja kwa moja inaweza kufanyika wakati wa mchakato wa kipimo kwa kutumia teknolojia ya kompyuta, na katika mchakato wa kuchambua matokeo ya kipimo baada ya majaribio. Katika hali zote mbili, uwepo wa makosa ya kipimo huweka vikwazo fulani kwa mbinu za usindikaji matokeo ya vipimo vya moja kwa moja.

Tathmini ya makosa ya kipimo na sahihi, yaani, iliyofanywa kwa mujibu wa GOST, uwasilishaji wa vifaa vya kipimo hufanya iwezekanavyo kulinganisha matokeo ya tafiti zilizofanywa kwa kutumia mbinu tofauti za kipimo au kwa waandishi tofauti. Na hii, kwa upande wake, inafanya uwezekano wa kupunguza kwa kasi idadi ya masomo ya ziada ya matukio sawa na hivyo kupunguza muda na gharama ya masomo ya biomechanical kwa ujumla.

Makosa ya kipimo, uainishaji, vyanzo na njia za kuondoa. Hitilafu ya kipimo - tofauti katika matokeo ya kipimo X i na thamani halisi ya kiasi kilichopimwa Chanzo cha X : e = X i – Chanzo cha X

Kwa mujibu wa njia ya uamuzi, wanafautisha kati ya kabisa na jamaa; na kwa asili - utaratibu na random, pamoja na makosa makubwa (misses).

Tumeelezea njia ya kuamua makosa kabisa. Hitilafu kamili inaonyeshwa katika vitengo sawa na thamani iliyopimwa. Thamani ya kweli kawaida huchukuliwa kuwa matokeo yaliyopatikana kwa kutumia njia sahihi zaidi.

Makosa ya jamaa mara nyingi hutumiwa wakati wa kufanya udhibiti mgumu, wakati viashiria vya vipimo tofauti vinapimwa:erel. = e/X i *100%. Hoja nyingine ya kutumia makosa ya jamaa ni kwamba kuamua kosa la jamaa ni muhimu kutathmini uwezekano wa kutumia mbinu hii kwa utafiti. harakati maalum(hitilafu haipaswi kuzidi ± 5.0% ya thamani iliyopimwa).

Makosa ya kimfumo ni makosa ambayo thamani yake bado haijabadilika (au mabadiliko kwa njia inayojulikana) kutoka kwa jaribio hadi jaribio. Kwa hivyo, zinaweza kutengwa kwenye matokeo ya mwisho ikiwa thamani yao imedhamiriwa na urekebishaji wa awali wa kifaa kabla ya kila jaribio. Kuna vikundi 4 vya makosa ya kimfumo. 1. Sababu ya tukio hilo inajulikana na thamani inaweza kuamua kwa usahihi kabisa (kosa la joto, mtawala na mwanzo uliovunjika ...). 2. Sababu inajulikana, lakini ukubwa sio. Makosa haya hutegemea darasa la vifaa vya kupimia na hubadilika ndani ya kiwango cha juu kinachoruhusiwa. Daraja la usahihi (1.0, 2.0, n.k.) linamaanisha hitilafu ya kipimo cha asilimia. 3. Asili na ukubwa wa kosa haijulikani. Makosa kama haya yanaonekana ndani vipimo tata wakati haiwezekani kuzingatia vyanzo vyote vya makosa iwezekanavyo. 4. makosa yanayohusiana na mali ya kitu cha kipimo. Ufuatiliaji wa utaratibu wa wanariadha hutuwezesha kuamua kipimo cha utulivu wao na kuzingatia makosa iwezekanavyo ya kipimo. Vinginevyo, inaweza kuwa vigumu kutenganisha mabadiliko makubwa (kwa mfano, kutokana na uchovu) kutoka kwa makosa ya kipimo.

Ili kuondoa makosa ya utaratibu, njia mbili hutumiwa. Ya kwanza ni urekebishaji wa vifaa - kuangalia usomaji wa chombo kwa kutumia viwango juu ya anuwai ya maadili yanayowezekana ya thamani iliyopimwa. Njia ya pili ni calibration - kuamua makosa na ukubwa wa marekebisho.

Hitilafu za nasibu husababishwa na sababu zisizoweza kudhibitiwa ambazo hutofautiana kutoka kwa majaribio hadi majaribio. Makosa ya nasibu yanaonekana wakati wa hatua ya wakati huo huo ya idadi kubwa sana ya mambo huru ya kila mmoja, ambayo kila moja ina athari ndogo juu ya matokeo ya kipimo, lakini kwa jumla sababu hizi zina athari inayoonekana. Hitilafu ya nasibu, kwa asili yake, haiwezi kuzingatiwa na kulipwa fidia wakati wa jaribio.

Makosa makubwa (misses) ni tofauti sana kimaumbile na yale ya nasibu. Ikiwa makosa ya random hutokea wakati vifaa viko katika utaratibu mzuri wa kufanya kazi na jaribio linafanya vitendo sahihi, basi sababu ya makosa ni malfunctions na (au) makosa katika uendeshaji. Makosa ya jumla hugunduliwa kwa kushuka kwa kasi kwa matokeo kutoka mfululizo wa jumla nambari zilizopatikana, ambazo, kama sheria, zinapingana sana na picha ya mwili ya jambo hilo.

Usindikaji wa matokeo ya vipimo vya moja kwa moja na vya moja kwa moja vya vigezo na vigezo vya biomechanical. Njia za kukadiria na kupunguza makosa ya nasibu katika kipimo cha vigezo vya biomechanical na vigezo hutofautiana kwa kiasi kikubwa.

Usindikaji wa matokeo ya vipimo vya vigezo vya biomechanical. Njia kuu ya kupunguza makosa ya nasibu wakati wa kupima vigezo vya biomechanical ni kufanya vipimo mara kwa mara na kusindika matokeo yao.

Usindikaji wa matokeo ya vipimo vya moja kwa moja vya vigezo vya biomechanical. Kwa kukosekana kwa taarifa sahihi kuhusu sababu za kimwili za kutawanyika kwa matokeo ya kipimo, thamani inayowezekana zaidi ya kiasi kilichopimwa inachukuliwa kuwa makadirio ya matarajio ya hisabati ya matokeo ya kipimo, yaani. Kiwango cha kuegemea kwa matokeo yaliyopatikana kinaweza kutathminiwa na thamani ya muda ± q ndani ambayo, kwa uwezekano fulani α, kiasi kitapatikana: = t * S x , wapi t - Jaribio la t la mwanafunzi kwa nambari sawa n -1; Sx - makosa ya wastani ya maana ya hesabu.

Usindikaji wa matokeo ya vipimo vya moja kwa moja vya vigezo vya biomechanical. Katika matukio kadhaa, kiasi tunachovutiwa nacho hakipimwi moja kwa moja, lakini huhesabiwa kama chaguo la kukokotoa la thamani zilizopimwa za viwango vingine. Kwa mfano, hiyo ni. Katika hali kama hizi, kuhesabu maana ya hesabu na kosa la wastani la maana ya hesabu, maadili yanayowezekana zaidi ya vigezo vilivyopimwa (pembe na kasi ya kuondoka) na makosa yao ya maana huamuliwa kwanza. Katika zifuatazo, inachukuliwa kuwa makosa katika kuamua vigezo ni ndogo ikilinganishwa na maadili yao ya kweli, na vipimo vya kila moja ya vigezo vilifanyika kwa kujitegemea. Dhana hii ni halali kwa idadi kubwa ya kesi za vipimo visivyo vya moja kwa moja vya biomechanic. Kisha thamani inayowezekana zaidi ya urefu wa ndege huhesabiwa kutoka kwa maadili ya wastani ya kasi na pembe ya kuondoka: . Hitilafu ya wastani imehesabiwa kama ifuatavyo: .

Usindikaji wa matokeo ya kupima vigezo vya biomechanical. Vigezo vya biomechanical (kuratibu, kasi, kuongeza kasi) wakati wa harakati ni kazi za random za wakati. Matokeo ya kipimo chao ni, kama sheria, meza za maadili zilizorekodiwa kwa vipindi fulani, au grafu inayotolewa na kinasa (oscilloscope). Vipimo vinavyorudiwa kimsingi haviwezi kuboresha usahihi wa matokeo kutokana na kutofautiana kwa mienendo ya binadamu. Upimaji wa wakati huo huo wa kutofautiana unaohitajika kwa kutumia vyombo kadhaa vinavyofanana na usindikaji unaofuata haupendekezi kutokana na wingi wa vifaa na ushawishi wa jambo hili kwenye mchakato uliopimwa.

Njia rahisi ya kuongeza usahihi wa kupima vigezo vya biomechanical ni kutumia tofauti katika utungaji wa mzunguko wa mchakato uliopimwa na makosa ya random (kuingilia) ambayo hutokea wakati wa kipimo, yaani, wakati kifaa kinafanya kazi, sinusoid ya makosa. (2) ni superimposed juu ya mchakato sinusoid (1).

Hali ya makosa inaweza kuamua na rekodi za majaribio katika kesi wakati variable kipimo ni sifuri au mara kwa mara. Kwa mfano, kwa kukosekana kwa harakati.

Makosa wakati wa kurekodi yanaweza kuondolewa kwa kulainisha ishara kwa kutumia chujio, mgawo wa maambukizi ambayo imedhamiriwa na formula:, wapi. f - frequency ya ishara ya pembejeo; R ni upinzani wa resistors, C ni thamani ya capacitance ya capacitor. Mahesabu hufanyika tofauti kwa mzunguko wa ishara ya mchakato na mzunguko wa ishara ya kuingiliwa, basi kipimo na mgawo wa uhamisho wa kuingiliwa hulinganishwa.

Data ya jedwali pia inaweza kusawazishwa. Utaratibu huu ni lazima kutumika wakati derivative ya ishara kipimo ni mahesabu kutoka data tabular, yaani, kasi na kuongeza kasi ni mahesabu kutoka kuratibu. Kwa mazoezi, hii inafanywa kwa njia ambayo uhamishaji na tofauti za kasi huhesabiwa sio kati ya muafaka wa karibu, lakini baada ya muafaka 1 au zaidi.

Ikiwa matokeo yanawasilishwa kwa namna ya grafu ambayo mchakato uliopimwa una hitilafu ya juu-frequency, basi wastani wa picha unaweza kufanywa kwa kupanga njama. mstari wa kati kati ya oscillations high-frequency ya mchakato.

Hitilafu ya vipimo vya nguvu imedhamiriwa kwa majaribio kwa kuangalia vifaa vya kupimia (calibration) chini ya hali karibu na hali ya matumizi yake ya vitendo (kwa suala la nguvu, kasi ya mchakato).

Mizani ya vipimo (majina, utaratibu, vipindi, uwiano).

Mizani	Sifa	Mbinu za hisabati	Mifano
Vipengee (jina)	Vitu vimewekwa kwa vikundi na vikundi vinateuliwa kwa nambari. Ukweli kwamba idadi ya kundi moja ni kubwa au chini ya idadi ya kundi jingine haisemi chochote kuhusu mali zao, isipokuwa kwamba wanatofautiana.	Idadi ya kesi. Mitindo. Mgawo wa uwiano wa Tetrachoric na polychoric	Nambari ya mwanariadha, jukumu, utaalamu, michezo, nk.
Agizo (cheo)	Nambari zilizopewa vitu zinaonyesha idadi ya mali ya vitu hivi. Inawezekana kuanzisha uwiano wa "zaidi" au "chini"	Wastani. uwiano wa cheo. Vigezo vya cheo. kupima hypotheses kwa kutumia mbinu za takwimu zisizo za kigezo	Matokeo ya viwango vya wanariadha katika mtihani
Vipindi	Kuna kitengo cha kipimo ambacho vitu haviwezi kuagizwa tu, lakini pia nambari zinaweza kupewa ili tofauti sawa zinamaanisha tofauti sawa katika kiasi cha mali inayopimwa. Pointi sifuri ni kiholela na haionyeshi kutokuwepo kwa mali	Mbinu zote za takwimu isipokuwa kwa kuamua uwiano (kwa mfano, digrii haziongezi au hazipunguzi, digrii kwa digrii zinagawanyika na hazizidishi)	Joto la mwili, pembe za pamoja
mahusiano	Nambari zilizopewa vitu zina sifa zote za kipimo cha muda. Kuna sifuri kabisa kwa kiwango, ambayo inalingana na kutokuwepo kabisa kwa mali yoyote katika kitu. Uwiano wa nambari zilizopewa vitu baada ya vipimo huonyesha uhusiano wa kiasi cha mali inayopimwa	Mbinu zote za takwimu	Urefu, wingi, kasi, kuongeza kasi, nguvu, nk.

Uwasilishaji wa matokeo ya kipimo. Uwasilishaji sahihi wa matokeo ya vipimo vya biomechanical ni jambo muhimu katika kuhakikisha uaminifu na uwazi wa matokeo ya masomo ya biomechanical. Wakati wa kuwasilisha matokeo, unapaswa kuzingatia kufuata sheria. 1. Rekodi zote zinazohusiana na utafiti lazima zitunzwe kikamilifu na kwa usahihi, na zieleweke kikamilifu kwa msomaji yeyote aliyehitimu. 2. Matokeo yote ya uchunguzi (vipimo), pamoja na nyenzo za mwisho zilizohesabiwa kutoka kwao, zinapaswa kuwasilishwa pamoja na makosa. Kwa kila wingi, mwelekeo lazima uonyeshwe kwa mujibu wa mfumo wa SI. 3. Nambari na makosa yake yaandikwe ili tarakimu zao za mwisho ziwe za sehemu moja ya desimali. 4. Hitilafu inayotokana na mahesabu inapaswa kuwa takriban mara 10 chini ya makosa ya kipimo.

Wakati wa kujifunza vigezo vya biomechanical, matokeo yanaweza kuwasilishwa kwa fomu ya grafu. Faida kuu ya grafu ni uwazi. Grafu inapaswa kuwa hivyo kwamba unaweza kukamata mara moja aina ya utegemezi uliopatikana, kupata wazo la kiasi chake na kumbuka uwepo. vipengele mbalimbali- kiwango cha juu, cha chini, maeneo ya viwango vya juu na vya chini vya mabadiliko, upimaji, nk. Sheria hufuatwa wakati wa kuchora grafu. 1. Grafu inachorwa kwenye karatasi ya grafu, au karatasi yenye kuratibu grids. 2. Mhimili wa abscissa (X) ni wingi unaosababisha mabadiliko katika kiasi kingine (wakati - daima). Shoka lazima zionyeshe uteuzi na kipimo cha idadi inayolingana. 3. Kiwango cha grafu kinatambuliwa na kosa la kipimo cha kiasi kilichopangwa kando ya axes (au kulingana na sheria za data za kikundi). Mizani kando ya shoka inaweza kuwa tofauti. Mizani inapaswa kuwa rahisi kusoma, kwa hivyo seli moja ya gridi ya mizani inapaswa kuendana na nambari inayofaa (1, 2, 5, 10 ...) ya vitengo vya thamani iliyoonyeshwa kwenye grafu. 4. Grafu inaonyesha tu eneo lililoamuliwa kwa majaribio la mabadiliko katika viashiria; Haupaswi kujitahidi kwa grafu kuanza kutoka kwa uhakika na kuratibu 0; 0. 5. Kuhusu kuchora curve, kuna maoni mawili. Wengine wanaamini kuwa mstari unapaswa kuwa laini, wengine wanaamini kwamba pointi kwenye grafu zinapaswa kuunganishwa na mistari ya moja kwa moja - yaani, usiingie katika maeneo ya dhahania (unapata mstari uliovunjika). 6. Kichwa kionyeshe kile kinachoonyeshwa. Mikunjo inapaswa kuwekewa lebo au kuelezewa katika kichwa.

Upimaji na tathmini ya ufundishaji katika biomechanics.

Jaribio - Kipimo au mtihani unaofanywa ili kubainisha hali au uwezo wa mwanariadha. Vipimo vile tu vinavyokidhi mahitaji yafuatayo ya metrolojia vinaweza kutumika kama vipimo. 1. Madhumuni ya kupima lazima yafafanuliwe. 2. Utaratibu lazima uwe sanifu. 3. Kuegemea na maudhui ya habari ya mtihani lazima kuamua. 4. Mfumo wa kutathmini matokeo ya mtihani lazima uandaliwe. 5. Aina ya udhibiti lazima ionyeshe (uendeshaji, sasa, hatua kwa hatua).

Kulingana na madhumuni ya kupima, vipimo vinaweza kugawanywa katika vikundi kadhaa. 1. Viashiria vinavyopimwa wakati wa kupumzika - tathmini ya hali ya kimwili au uamuzi wa kiwango cha "chinichini" kwa masomo ya "nguvu". 2. Vipimo vya kawaida - masomo yote hufanya kazi sawa, mzigo sio upeo na, kwa hiyo, hakuna msukumo wa kufikia matokeo ya juu. 3. Uchunguzi na mzigo wa juu- matokeo yao hutegemea utayari na motisha.

Kulingana na idadi ya sababu zinazoamua matokeo ya mtihani, vipimo vya hetero- na homogeneous vinajulikana. Wa kwanza ni wengi.

Kama sheria, kiwango cha utayari hupimwa kwa kutumia betri ya vipimo.

Ufafanuzi wa madhumuni ya kupima huchaguliwa kulingana na kuwepo kwa aina tatu (uendeshaji, sasa, hatua) na maeneo matatu ya udhibiti (shughuli za ushindani, shughuli za mafunzo, kiwango cha maandalizi).

Aina na maelekezo ya udhibiti tata katika michezo

(kwa mujibu wa M. Godik, 1988)

Aina za udhibiti	Maelekezo ya udhibiti
Aina za udhibiti	shughuli ya ushindani	shughuli za mafunzo	maandalizi (katika hali ya maabara)
Iliyopangwa	Upimaji na tathmini ya viashiria mbalimbali kwenye mashindano yanayokamilisha sifa. hatua ya maandalizi, au katika mashindano yote ya jukwaa	Ujenzi na uchambuzi wa mienendo ya sifa za mzigo katika hatua ya maandalizi. Muhtasari wa mizigo kwa viashiria vyote kwa hatua na uamuzi wa uwiano wao	Upimaji na tathmini ya viashiria na udhibiti katika hali maalum zilizopangwa mwishoni mwa awamu ya maandalizi
Sasa	Upimaji na tathmini ya viashiria kwenye shindano ambalo linakamilisha microcycle (au hutolewa na kalenda)	Ujenzi na uchambuzi wa mienendo ya sifa za mzigo katika microcycle. Muhtasari wa mizigo kwa viashiria vyote kwa microcycle na uamuzi wa uwiano wao	Usajili na uchambuzi wa mabadiliko ya kila siku katika utayarishaji wa wanariadha unaosababishwa na vikao vya mafunzo vya utaratibu
Uendeshaji	Kupima na kutathmini utendaji katika mashindano yoyote	Kipimo na tathmini ya sifa za kimwili na kisaikolojia za mzigo wa mazoezi, mfululizo wa mazoezi, kikao cha mafunzo.	Upimaji na uchambuzi wa viashiria vinavyoonyesha kwa njia ya habari mabadiliko katika hali ya wanariadha wakati wa utendaji au muda mfupi baada ya kufanya mazoezi au baada ya somo.

Usanifu wa taratibu za kipimo huamua usahihi wa matokeo ya udhibiti. Hii inafanikiwa kwa kuhakikisha kwamba utaratibu wa kila siku katika usiku wa kupima, joto-up, wasanii, mpango wa kupima na masharti, vipindi vya kupumzika na mfumo wa magari wakati wa kupima lazima ubaki bila kubadilika.

Kuegemea na taarifa ya mtihani. Kuegemea kwa mtihani ni kiwango ambacho matokeo yanakubali wakati wa majaribio ya mara kwa mara ya watu sawa chini ya hali sawa. Njia rahisi zaidi ya kuamua kuegemea ni kuhesabu mgawo wa uwiano wa jozi wa matokeo ya upimaji wa kwanza na wa pili. Kuegemea kwa mtihani kunazingatiwa kukubalika wakati r ³ 0.70.

Uarifu (uhalali) wa jaribio ni sifa ya jaribio ili kuonyesha kikamilifu kiini cha mchakato unaosomwa. Maudhui ya habari ya jaribio yanaweza kubainishwa kimantiki na kimantiki. kiini njia ya kimantiki lina ulinganisho wa kimantiki (wa ubora) wa sifa za kigezo na mtihani. Njia ya majaribio ni kutekeleza uchambuzi wa uwiano kigezo na matokeo ya mtihani.

Vigezo vifuatavyo vinaweza kutumika: 1. matokeo katika zoezi la ushindani. 2. vipengele muhimu zaidi vya zoezi la ushindani. 3. matokeo ya mtihani, maudhui ya habari ambayo yamethibitishwa. 4. jumla ya pointi za somo la jaribio wakati wa kufanya majaribio ya betri.

Inapotumika kama kigezo cha sifa za michezo, linganisha viwango vya wastani vya viashiria kati ya wanariadha wa sifa tofauti (tumia t -Mtihani wa t wa mwanafunzi). Ikiwa tofauti ni za kuaminika, mtihani ni taarifa.

Mbali na kuaminika na maudhui ya habari, vipimo pia vina sifa ya utulivu, usawa na uthabiti.

Utulivu ni aina ya kuegemea katika kesi ya dilution kubwa katika muda wa mtihani na kurudia. Utulivu wa juu wa mtihani unaonyesha utulivu wa ubora unaojaribiwa.

Usawa wa mtihani ni kiwango ambacho matokeo katika mtihani fulani yanafanana na matokeo ya vipimo vingine wakati wa kusoma ishara sawa (kwa mfano, kuvuta-ups na kushinikiza, kusimama kwa muda mrefu na kuruka juu).

Uthabiti wa mtihani ni uhuru wa matokeo ya mtihani kutoka kwa sifa za kibinafsi za mtafiti. Hata wakati wa kutekeleza masomo ya vyombo mtu anaweza kuhamasisha masomo bora, ambayo huamua kiasi cha uthabiti.

Tathmini ya ufundishaji ni hatua ya mwisho ya utaratibu wa kupima. Inajumuisha: 1. kuchagua kipimo cha kubadilisha matokeo ya mtihani kuwa pointi. 2. kubadilisha matokeo katika pointi. 3. kulinganisha mafanikio na viwango na kupatikana kwa daraja la mwisho.

Matokeo yanaweza kuorodheshwa tu, lakini hii sio sawa kila wakati. Kwa hiyo, unahitaji kutumia mizani maalum. Kunaweza kuwa na wengi wao. Mizani minne inachukuliwa kuwa kuu: sawia (a), inayoendelea (b), regressive (c), S -enye umbo (sigmoid) (d).

Uchaguzi wa kiwango cha ukadiriaji unategemea katika eneo gani ukuaji wa matokeo unapaswa kuchochewa.

Katika mazoezi, mizani ifuatayo hutumiwa: kiwango, percentile, GCOLIFKa.

Kiwango cha kawaida kinategemea kiwango cha uwiano. Kiwango cha kawaida kinaitwa hivyo kwa sababu kiwango chake ni kupotoka kwa kawaida ( S ) Wakati wa kujenga kiwango hiki, sheria hutumiwa usambazaji wa kawaida, akisema kwamba kila kitu maadili iwezekanavyo sifa zimo katika muda (sheria tatu za sigma kwa idadi ya jumla:). Katika kesi hii, maeneo yafuatayo ya tathmini (viwango vya udhihirisho wa tabia iliyosomwa) kawaida hutofautishwa:

Lakini kiwango hiki hakikuruhusu kutoa tathmini sahihi matukio.

Ya kawaida ni T-scale, ambapo T ni matokeo katika pointi, ni matokeo i - mshiriki, ni matokeo ya kikundi, S - kupotoka kwa kawaida. Kiwango hiki ni cha haki zaidi kuliko cheo rahisi.

Kiwango cha asilimia (asilimia). Uundaji wake unahusisha operesheni ifuatayo - kila somo hupokea pointi nyingi kwa matokeo yake kama asilimia ya wapinzani wake anayotangulia. Kiwango hiki kinafaa zaidi kwa kutathmini vikundi vikubwa vya watu. Kokotoa matokeo mangapi yanalingana na asilimia moja (asilimia) au asilimia ngapi kwa kila mtu. Kiwango hiki kinafanana na kiwango cha sigmoid - mabadiliko makubwa zaidi hutokea katikati ya masafa.

Kiwango cha GCOLIFK kinatumika kutathmini matokeo ya majaribio ya mwanariadha sawa katika vipindi tofauti vya mzunguko au hatua ya mafunzo: n = (matokeo bora- matokeo yaliyotathminiwa / matokeo bora - matokeo mabaya zaidi) x 100 (alama). Katika kesi hii, matokeo ya mtihani hayazingatiwi kama thamani ya kufikirika, lakini kuhusiana na matokeo bora na mabaya zaidi.

Tathmini ya seti ya majaribio. Inaweza kufanywa kwa kutumia uchambuzi wa kurudi nyuma. Mlinganyo kama Y = a + b 1 x 1 + b 2 x 2 +…+ b n x n inakuwezesha kuamua matokeo katika zoezi la ushindani (U) kulingana na matokeo ya mtihani (x 1, x 2, ...). Lakini lazima tukumbuke kwamba vipimo vinapaswa kuwa sawa. Umuhimu (uzito) wa mtihani unaweza kuamua kwa njia tatu. 1. Ukaguzi wa kitaalam- Kwa mtihani muhimu kipengele cha kuzidisha kinaanzishwa. 2. Odds zimewekwa kulingana na uchambuzi wa sababu. 3. Kipimo cha kiasi cha uzito wa mtihani kinaweza kuwa mgawo wa uwiano wa jozi na matokeo katika zoezi la ushindani. Hizi ni njia za kupata alama ya mtihani "uzito".

Chaguo la pili la kutathmini udhibiti mgumu ni kujenga "wasifu" wa mwanariadha - ambayo ni, uwakilishi wa picha wa matokeo ya tathmini katika majaribio ya betri ya mtu binafsi. Grafu inaonyesha wazi nguvu na udhaifu wa maandalizi.

Meza za pointi. Ndani yao kiasi cha juu pointi (1000-1200) hupewa kwa matokeo yanayozidi rekodi ya dunia, na matokeo ya anayeanza inakadiriwa kuwa pointi 100. Ifuatayo inakuja moja ya mizani kuu. Chaguo ni la kibinafsi. Ngumu kulinganisha aina tofauti michezo Lakini mizani hii inahitajika ili kuamua mwendo wa mashindano ya timu na matokeo yao, na sio kiwango cha maendeleo ya sifa fulani.

Kwa hivyo, udhibiti wa biomechanical (kutoka kwa mtazamo wa metrological) unajumuisha hatua kadhaa.

Kuamua madhumuni ya kupima kulingana na kuwepo kwa aina tatu (uendeshaji, sasa, hatua) na maeneo matatu ya udhibiti (shughuli za ushindani, shughuli za mafunzo, kiwango cha maandalizi).

I. Kuchagua mtihani (majaribio) - kuamua kuegemea kwake (yao), yaliyomo kwenye habari, na vile vile utulivu, usawa na uthabiti kulingana na utafiti wa fasihi ya kisayansi na mbinu au kutumia njia za takwimu za hesabu. Ufafanuzi wa utaratibu wa kupima. Uteuzi wa vifaa. Uamuzi wa makosa ya kipimo cha utaratibu.

II. Upimaji (kipimo) - usajili wa michakato ya biomechanical wakati wa shughuli za magari kwa kutumia njia za vyombo. Kupambana na makosa ya nasibu.

III. Inachakata matokeo ya mtihani kwa kutumia mbinu zinazofaa za takwimu za hisabati, kulingana na kile kilichopimwa (vigezo au vigezo). Kutambua makosa na kupambana nayo.

IV. Uwasilishaji wa matokeo ya utafiti katika maandishi, tabular au fomu ya picha.

V. Kuchagua kiwango cha kutathmini matokeo ya mtihani ( sawia, maendeleo, regressive, S -umbo, T-scale, percentile, GCOLIFKA, nk).

VI. Tathmini ya matokeo ya mtihani.

Fasihi.

1. Godik M.A. Metrology ya michezo: kitabu cha maandishi cha IFC. - M.: Utamaduni wa kimwili na michezo, 1988. P. 10-44.

2. 2. Warsha juu ya biomechanics: Mwongozo wa Taasisi ya Fizikia. ibada / Chini ya jumla mh. Ph.D. WAO. Kozlova. - M.: Utamaduni wa kimwili na michezo, 1980. - P. 65-75.

3. Utkin V.A. Biomechanics ya mazoezi ya mwili: Proc. mwongozo kwa vitivo vya elimu ya mwili. - M.: Elimu, 1989. - P. 33-56.

UONGOZI WA UDHIBITI WA BIOMECHANICAL

Udhibiti wa kibayolojia unaweza kufanywa kwa njia tofauti.Jambo rahisi zaidi ni kuchunguza na kurekodi matokeo ya uchunguzi. Lakini wakati huo huo, mengi yatakosekana na hakuna mtu atakayeweza kuthibitisha usahihi wa matokeo yaliyopatikana.

Inayozaa zaidi, ingawa ngumu zaidi, ni udhibiti wa kiotomatiki. Tunaweza kusema kwamba katika siku zetu fomula ya Lenin “kutoka kutafakari hai hadi kufikiri dhahania na kutoka hapo hadi mazoezi” imepata maana mpya. Leo, mchakato wa "kutafakari hai", uchunguzi wa kitu cha utafiti haufikiriwi bila matumizi ya vifaa vya kupimia.

Mifumo yote ya kupima katika biomechanics inajumuisha sensorer ya sifa za biomechanical na amplifiers na converters, channel ya mawasiliano na kifaa cha kurekodi. Katika miaka ya hivi karibuni, vifaa vya kuhifadhi na kompyuta vimezidi kutumika, kwa kiasi kikubwa kupanua uwezo wa mwalimu. Ili kuongeza usahihi wa udhibiti wa biomechanical, ubunifu wote wa hivi karibuni wa uhandisi hutumiwa: telemetry ya redio, lasers, ultrasound, mionzi ya infrared, radioactivity, televisheni, rekodi za video, na teknolojia ya kompyuta.

Sensorer za biomechanical

Sensor ni kiungo cha kwanza cha mfumo wa kupima. Sensorer huona moja kwa moja mabadiliko katika kiashiria kilichopimwa na huwekwa kwenye mwili wa mwanadamu au nje yake.

Sensor iliyounganishwa na mtu lazima iwe na uzito mdogo na vipimo, nguvu ya juu ya mitambo, urahisi wa kushikamana, na wakati huo huo haipaswi kuzuia harakati au kuunda usumbufu wowote. Yafuatayo yanawekwa kwenye mwili wa mwanadamu: alama za pamoja (Mchoro 35, 36), electrodes electromyographic (tazama Mchoro 3), sensorer angle ya pamoja (Wao mara nyingi huitwa goniometric (kutoka kwa maneno gonios - angle, metreo - kipimo) , pamoja na kupima pembe za pamoja, sensorer za goniometri hutumiwa kupima harakati za angular katika vifaa vya michezo, kwa mfano angle ya mzunguko wa oar katika rowlock) na kuongeza kasi (Mchoro 37).

Lakini kwa muda mrefu imejulikana kuwa usahihi wa udhibiti wa biomechanical ni wa juu ikiwa harakati za mtu hazizuiwi na chochote. Kwa hiyo, wanajaribu kuweka sensorer za biomechanical kwenye vifaa vya michezo ili hali ambayo udhibiti unafanywa haitofautiani na hali ya asili ya mafunzo na ushindani.

Majukwaa ya Dynamographic yamekuwa maarufu. Wamewekwa kwa siri katika sekta ya kuruka au kutupa, chini ya kifuniko cha wimbo wa kukimbia, jukwaa la gymnastics, uwanja wa michezo, nk Majukwaa ya juu zaidi ya dynamo hukuruhusu kupima vipengele vyote vitatu vya nguvu (wima na mbili za usawa) na, kwa kuongeza, wakati wa kupotosha kwenye hatua ya nguvu ya maombi, na matokeo ya kipimo haitegemei hatua ambayo nguvu hutumiwa.

Vipengele nyeti katika jukwaa la uhuishaji ni vitambuzi vya piezoelectric (sawa na ile inayopatikana katika uchukuaji wa kicheza rekodi ya umeme) au vitambuzi vya nguvu ambavyo ni dhaifu - vipimo vya mkazo (seli za mkazo) (Kuhusu muundo wa vitambuzi vya kibayolojia na karibu matukio ya kimwili, kwa kuzingatia muundo wao, inaweza kusoma katika kitabu: Bata N. V. L. Vipimo katika michezo (utangulizi wa metrology ya michezo.— M., 1978.—-S. 103-120; Minenkov B.V. Mbinu na mbinu ya utafiti wa kupima matatizo katika biolojia na dawa - M., 1976).

Mchele. 37. "Exoskeleton" - mfumo wa kuunganisha sensorer za goniometric (1) na accelerometric (2) kwa mwili wa binadamu; inawezekana kurekebisha exoskeleton kwa urefu wa sehemu za mkono na mguu (kulingana na A. N. Laputin)

Vipimo vya shinikizo hutumiwa kupima nguvu katika michezo mingi. Katika gymnastics, wao ni glued kwa crossbar, baa sambamba, pete, Hushughulikia farasi, nk Katika weightlifting, wao ni glued kwa barbell. Katika michezo ya risasi na biathlon - kwenye trigger, hisa na kitako. Katika kupiga makasia - kwenye koni ya oarlock au oar (kati ya kushughulikia na oarlock), juu ya footrest na juu ya can. Katika baiskeli, skating kasi na skiing, mpango wa kanyagio, skate, ski na ski pole ni marekebisho kidogo kupima nguvu, na mabadiliko haya si kwa njia yoyote kuathiri mbinu ya asili ya harakati. Katika riadha, insoles za mvutano hutumiwa, ambazo zimewekwa kwenye viatu vya michezo. Inashangaza, sneakers zimeonekana na insoles za mkazo na kompyuta ndogo ambayo huhesabu moja kwa moja kasi na nguvu ya kukataa na kuashiria mtu wa mafunzo ikiwa nguvu ya kukataa na mzunguko wa hatua ni ya juu au chini kuliko mojawapo.

Vipimo vya shida hutumiwa sio tu kupima nguvu, lakini pia kupima kasi, na pia kurekodi vibrations ya mwili (Mchoro 38). Katika kesi hii, vipimo vya shida vinaunganishwa kwenye fimbo ya wima inayounganisha vituo vya maeneo ya chini na ya juu ya jukwaa la stabilographic. Stabilogram inaonyesha jinsi uwezo wa mtu wa kudumisha utulivu wa mwili ni mkubwa, ambayo ni jambo muhimu katika mafanikio katika gymnastics, sarakasi, kupiga makasia, skating takwimu, nk Kwa kuongeza, stabilography ni muhimu katika kutibu watu wenye uwezo wa kuharibika wa kudumisha usawa, wakati. kupima hali ya mfumo wa neva (kwa mfano, kabla ya mashindano).

Kama vipimo vya matatizo, sensorer photoelectric haipotoshi harakati za asili, ambazo umeme hutokea chini ya ushawishi wa mwanga. Zinatumika kupima kasi ya kutembea na kukimbia. Mkimbiaji (pamoja na skater, skier, nk) wakati wa kusonga huzuia mionzi ya mwanga inayoanguka kwenye photocells (Mchoro 39). Kwa kuwa kila jozi ya optocoupler (chanzo cha mwanga - photocell) iko katika umbali fulani (S) kutoka kwa inayofuata, na wakati (Dt) kufikia umbali huu hupimwa, ni rahisi kuhesabu kasi ya wastani juu ya sehemu hii ya umbali:

Ikiwa chanzo cha mwanga (kwa mfano, laser) hutoa boriti nyembamba, basi muda na urefu wa kila hatua inaweza kupimwa. Taarifa hii ni muhimu katika mafunzo ya wanariadha, warukaji na warukaji viunzi.

Telemetry na njia za kurekodi sifa za biomechanical

Ili kutumia habari kutoka kwa sensorer za biomechanical, lazima isambazwe kupitia kituo cha telemetry na kusajiliwa.

Neno "telemetry", linaloundwa na maneno ya Kigiriki tele - far na metron - kipimo, inamaanisha "kipimo kwa mbali." Taarifa kuhusu matokeo ya vipimo inaweza kupitishwa kupitia waya, redio, miale ya mwanga na miale ya infrared (joto).

Telemetry ya waya ni rahisi na sugu kwa kuingiliwa. Hasara yake kuu ni kutokuwa na uwezo wa kusambaza ishara kupitia waya kutoka kwa sensorer zilizowekwa kwenye mwili wa mtu katika mwendo. Kwa hiyo, telemetry ya waya inapaswa kutumika pamoja na jukwaa la dynamografia au vifaa vya michezo vilivyowekwa kwa kudumu vilivyo na sensorer za biomechanical.

Hebu tutoe mfano. Ili kurekodi dynamogram ya skier ya maji (Kielelezo 40), unahitaji gundi vipimo vya shida kwenye chapisho la wima lililowekwa kwenye sehemu ya nyuma ya mashua. Mwisho wa halyard umeunganishwa juu ya msimamo, mwisho mwingine ambao una skier. Katika kesi hiyo, ni vyema kusambaza ishara ya umeme kutoka kwa vipimo vya shida kwenye kifaa cha kurekodi (ambacho pia iko kwenye mashua) kupitia waya.

Telemetry ya redio ni tawi la uhandisi wa redio ambalo hutoa upitishaji wa habari kwa redio kuhusu matokeo ya kipimo.

Radiotelemetry inafanya uwezekano wa kufuatilia ujuzi wa kiufundi na mbinu wa mtu katika hali ya asili ya shughuli za magari. Kwa kufanya hivyo, ni lazima kubeba sensorer biomechanical na kifaa miniature kupeleka kwa mfumo wa radiotelemetry. Mfano wa rekodi ya radiotelemetric ya habari ya biomechanical imewasilishwa kwenye Mtini. 41. Electromyograms zilizoonyeshwa juu yake zilipatikana katika uwanja wa riadha, chini ya treadmill ambayo antenna ya kupokea ya mfumo wa radiotelemetry iliwekwa.

Mchele. 41. Rekodi ya radiotelemetric ya electromyograms katika mtu anayeendesha:

1 - gluteus maximus; 2 - mstari wa moja kwa moja wa paja; 3 - vastus lateralis? 4 - biceps femoris; 5 - anterior tibial m.; 6 - gastrocnemius m.; 7 - pekee m.; kutotolewa kwa oblique moja - kazi duni; kutotolewa kwa oblique mara mbili - kushinda kazi (kulingana na I.M. Kozlov)

Swali la kujidhibiti kwa maarifa

Ni chaguzi gani za telemetry zinaweza kutumika kurekodi nguvu ya kurudisha nyuma kutoka kwa usaidizi:

a) katika skiing ya nchi;

b) kuruka kwa muda mrefu;

c) katika gymnastics ya rhythmic?

Usajili wa ishara za umeme zilizo na habari kuhusu matokeo ya udhibiti wa biomechanical hufanyika na rekodi na viashiria vya miundo mbalimbali. Wakati wa kurekodi matokeo ya kipimo, hati inabaki (grafu kwenye karatasi, kurekodi magnetic, picha, nk). Tofauti na kurekodi, dalili inajumuisha kutambua habari iliyopokelewa kwa macho au kwa sauti.

Rekodi husaidia kujua jinsi kiashiria kimoja au kadhaa kilichopimwa kinabadilika kwa muda (tazama Mchoro 40, 41). Lakini pia kuna rekodi za kuratibu mbili ambazo huchota grafu ya utegemezi wa kiashiria kimoja kwa mwingine. Wanampa mwalimu vipengele vya ziada. Kwa hiyo, katika Mtini. 42 kuna utegemezi unaotolewa moja kwa moja wa nguvu inayotumiwa kwa oar kwenye usawa; harakati nyingi za kasia. Eneo lililopunguzwa na hii. curve, sawia na kiasi cha kazi ya nje ya mitambo.

Jukumu la kujidhibiti na ujumuishaji wa maarifa Soma kauli ya mwisho kwa uchanganuzi wa kina na uthibitishe ukweli wake au uwongo.

Usajili wa picha kwa muda mrefu umekuwa wa manufaa makubwa ya vitendo katika elimu ya kimwili na michezo.

Mashindano ya michezo ni tamasha la kusisimua. Katika michezo kama vile mazoezi ya viungo na skating ya takwimu, mafanikio ya mwanariadha moja kwa moja inategemea uzuri na uwazi wa harakati. Katika michezo mingine, picha ya nje ya harakati ni, ingawa sekondari, pia sana muhimu, kwa kuwa nguvu, kasi na usahihi wa vitendo vya magari hutegemea. Ndio na ndani Maisha ya kila siku Uwezo wa kusonga kwa uzuri ni muhimu.

Kinematics ya harakati imerekodiwa na njia za macho, ambazo zimeboreshwa mara kwa mara tangu 1839, wakati Francois Arago kwenye mkutano. Chuo cha Ufaransa Sayansi iliripoti ugunduzi wa upigaji picha ("mchoro mwepesi"). Tayari mnamo 1882, E. J. Marey aliweka diski inayozunguka na inafaa mbele ya lensi ya kamera na kwa mara ya kwanza alipata nafasi kadhaa za mtu anayesonga ("chronophotogram") kwenye sahani moja ya picha.

Ubunifu mwingine, ambao baadaye uliitwa upigaji picha wa mzunguko na N.A. Bernstein, ulijumuisha kurekodi tu picha ya kimkakati ya mwili. Kwa kusudi hili, balbu za umeme za miniature au viashiria vya mwanga vinaunganishwa na kichwa na viungo vya mtu au kwa pointi fulani kwenye vifaa vya michezo (tazama Mchoro 35, 36). Katika kesi hii, mlolongo wa dots za mwanga ("cyclogram") hurekodiwa kwenye sahani ya picha. Kwa kuunganisha pointi zinazohusiana na pamoja yoyote, tunapata trajectory ya pamoja hii (Mchoro 43).

Mchele. 42. Rekodi ya mchoro (pamoja na kinasa) au dalili (kwenye kiashiria cha cathode-ray) ya uhusiano kati ya nguvu inayotumiwa kwa kushughulikia oar na harakati ya usawa ya oar katika mizunguko miwili ya kupiga makasia; hapa chini ni mashua iliyo na vifaa vya kupimia:

1 - kifaa cha kompyuta na kiashiria cha boriti ya elektroni; 2 - sensor ya harakati ya angular ya oar; 3 - kipimo cha shida (kulingana na A. P. Tkachuk)

Vifaa vya kupimia vilipoboreshwa, upigaji picha wa stereo ulifanyika, ambayo ilifanya iwezekanavyo kupata picha ya tatu-dimensional, na upigaji picha wa kasi, ambayo ilifanya iwezekanavyo kurekodi michakato ya haraka (Mchoro 44).

Mbinu mbalimbali za kipimo cha macho zinaonyeshwa wazi katika Mtini. 45. Kutoka kwa maneno yaliyoandikwa kwenye takwimu, majina ya mbinu zinazojulikana zaidi za kurekodi picha ya nje ya harakati zinaweza kufanywa. Kwa mfano, upigaji picha wa mzunguko wa video uliopangwa wa kasi ya chini ni kurekodi alama kwenye mwili wa binadamu na kamera moja ya video kwa kasi ya kawaida ya fremu.

Mchele. 44. Filamu ya mpira wa tenisi ukiruka nje ya uwanja; kwa upigaji risasi wa kasi ya juu (fremu 4000 kwa sekunde), unaweza kuona jinsi umbo la mpira unavyobadilika (kulingana na Hay)

Tafadhali kumbuka kuwa teknolojia ya kisasa ya video inachukua hatua kwa hatua kuchukua nafasi ya mbinu za kupima filamu na picha. Shukrani kwa kurekodi video, uchambuzi wa kina na lengo la teknolojia na mbinu inawezekana. Pia ni zana yenye nguvu ya kufundishia. VCR inakupa fursa ya kujiangalia kutoka nje. Lakini "ni bora kuona mara moja kuliko kusikia mara saba." Utazamaji unaorudiwa wa picha za video, fremu ya kufungia; uchezaji wa polepole hukuruhusu kugundua makosa na kuelezea njia za kuziondoa. Hatimaye, kurekodi video kunadumu zaidi kuliko filamu. Na kwa faida hizi zote, rekodi za kisasa za video za rangi (kwa mfano, "Electronics VM-12") ni za bei nafuu na zinapatikana sana.

Udhibiti wa biomechanical na kompyuta

Udhibiti wa kibaolojia ni kazi ya lazima, lakini yenye nguvu sana. Na hii ndiyo sababu kuu kwa nini haijatekelezwa katika kila shule na timu ya michezo.

Katika Mtini. 46 inaonyesha schematically pozi 10 za mwanamume anayekimbia ambaye uzito wa mwili wake ni kilo 70. Grafu hizi zilipatikana kama matokeo ya upigaji picha wa mzunguko uliopangwa. Kuratibu za wima na za usawa za viungo sita, katikati ya wingi wa kichwa na ncha ya mguu zimewekwa kwenye Jedwali 9.

Data iliyotolewa inatosha kukokotoa kasi na kasi ya sehemu kuu za mwili, kuamua kuratibu za kituo cha jumla cha misa katika kila mkao, na kuunda grafu za kinematic ( Grafu za kinematic Ni kawaida kuita grafu zinazoonyesha jinsi kuratibu, kasi na kuongeza kasi ya sehemu za mwili hubadilika kwa wakati).

Mchele. 46. Saiklogram ya sinema ya mtu anayekimbia (kulingana na D. D. Donskoy, L. S. Zaitseva)

Mgawo wa kazi ya kujitegemea

Fanya mahesabu na miundo yote iliyoorodheshwa.

Baada ya kukamilisha kazi hii, una hakika kwamba utata wa udhibiti wa biomechanical ni kweli juu sana. Lakini pia ilichukua muda mwingi kuunda Jedwali 9. Sasa fikiria kwamba umepokea taarifa zote muhimu bila kutumia jitihada yoyote, mara tu baada ya mtu anayesomewa kumaliza zoezi hilo. Je, si kweli kwamba hii tayari iko katika uwanja wa hadithi za kisayansi? Walakini, leo fursa nzuri kama hii imekuwa ya kweli, na hii ilitokea shukrani kwa mafanikio ya teknolojia ya kompyuta ya elektroniki.

Uundaji wa kompyuta, umuhimu ambao msomi N. N. Moiseev analinganisha na ushindi wa moto, unahusishwa. hatua muhimu zaidi Mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia ya karne ya 20. "Kuboresha viungo vyao vya kufanya kazi na viungo vya hisi kwa maelfu ya miaka, mwanadamu hadi katikati ya karne ya 20. alihifadhi kwa ubongo wake kazi ya kiungo cha kati kati yao.

Lakini kwa kiwango cha kisasa cha maendeleo ya sayansi na teknolojia, mzigo wa akili wa mtu ... umekuwa mkubwa sana, na wakati mwingine unadhoofisha na hauwezi kuvumilia. Maendeleo zaidi ya mwanadamu yalihitaji "kukamilika" mfumo wa asili kudhibiti - ubongo wa mwanadamu ... Kutokana na haja hii, teknolojia ya kompyuta ya elektroniki ilizaliwa" ( Nukuu (pamoja na vifupisho) iliyochukuliwa kutoka kwa kitabu na I. M. Feigenberg "Ubongo, psyche, afya" (M., 1972. - P. 32)) .

Kumbuka. Nambari ina viwianishi vya mlalo, na denominata ina viwianishi vya wima vya vialamisho, ona.

Kama unavyojua, kompyuta imegawanywa katika zima na maalum. Kompyuta za mainframe (ikiwa ni pamoja na kompyuta za kibinafsi) hufanya iwezekanavyo kutatua matatizo mengi ya udhibiti wa biomechanical. Ikiwa ni pamoja na:

- mahesabu na kazi ya picha sawa na uliyofanya wakati wa kukamilisha kazi kwenye p. 75 na ngumu zaidi;

- kupima sifa za magari;

- kitambulisho cha chaguo bora kwa teknolojia na mbinu kupitia hisabati na simulation modeling kwenye kompyuta (tazama Mchoro 23, 24);

- ufuatiliaji wa ufanisi wa vifaa na mbinu.

Tunatoa mfano wa mwisho na wale walioonyeshwa kwenye Mtini. 47 matokeo ya udhibiti wa dynamografia juu ya ulinganifu wa mkao wakati mtu amesimama. Udhibiti kama huo haukuruhusu tu kutoa mapendekezo yenye afya, lakini pia ni muhimu wakati wa kutengeneza viatu vya michezo kibinafsi. Picha inaonyesha kwamba vidole viwili vya mguu wa kushoto haviingiliani na usaidizi. Kwa hiyo, msaada wa instep unapaswa kuwekwa chini ya vidole hivi.

Hata mifano hii michache inatoa wazo la jinsi matumizi ya teknolojia ya kompyuta katika udhibiti wa biomechanical huongeza uwezo wa mwalimu. Sio bure kwamba uwezo wa kutumia kompyuta unaitwa ujuzi wa pili.