Шкалою вимірів у біомеханіці називається. Методи дослідження у біомеханіці

МІНІСТЕРСТВО СПОРТУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Кафедра ЕНДіІТ

СРС №2 на тему:
"Основи біомеханічного контролю".

Роботу виконав студент
II курсу ДО, група 211
Шевцов Сергій

Волгоград-2013

Людина стає об'єктом виміру з раннього дитинства. У новонародженого вимірюють зростання, вагу, температуру тіла, тривалість сну і т. д. Пізніше, у шкільному віці, до числа змінних змінних включаються I знання та вміння. Чим доросліша людина, Чим ширше коло | його інтересів, тим чисельніше і різноманітніше показники, що характеризують його. І тим важче здійснити точні виміри. Як, наприклад, виміряти технічну та тактичну підготовленість, красу рухів, геометрію мас людського тіла, силу, гнучкість тощо? Про це розповідається у цьому розділі.
В англомовній літературі з фізичного виховання прийнято ширший перелік рухових якостей, зокрема здатність виконувати вправи на рівновагу, танцювальні вправи тощо.
Шкали вимірів та одиниці вимірів
Шкалою вимірювання називається послідовність величин, що дозволяє встановити відповідність між характеристиками об'єктів, що вивчаються, і числами. При біомеханічному контролі найчастіше використовують шкали найменувань, стосунків та порядку.
Шкала найменувань – найпростіша з усіх. У цій шкалі числа, літери, слова чи інші умовні позначеннявиконують роль ярликів і служать виявлення і розрізнення об'єктів, що вивчаються. Наприклад, під час контролю за тактикою гри футбольної командипольові номери допомагають упізнати кожного гравця.
Числа чи слова, що становлять шкалу найменувань, дозволяється міняти місцями. І якщо їх без шкоди для точності значення змінної змінної можна змінювати місцями, то цю змінну слід вимірювати за шкалою найменувань. Наприклад, шкала найменувань використовується щодо обсягу техніки і тактики (про це розповідається в наступному розділі).
Шкала порядку виникає, коли складові шкалу числа впорядковані за рангами, ноу-інтервали між рангами не можна точно виміряти. Наприклад, знання з біомеханіки або навички та вміння на уроках фізкультури оцінюються за шкалою: «погано» – «задовільно» – «добре» – «відмінно». Шкала порядку дає можливість не лише встановити факт рівності чи нерівності вимірюваних об'єктів, а й визначити характер нерівності у якісних поняттях: «більше – менше», «краще – гірше». Однак на запитання: "На скільки більше?", "На скільки краще?" - шкали порядку відповіді не дають.
За допомогою шкал порядку вимірюють «якісні» показники, які не мають суворого кількісного заходу (знання, здібності, артистизм, красу та виразність рухів тощо).
Шкала порядку нескінченна, і в ній немає нульового рівня. Це зрозуміло. Якою б неправильною не була, наприклад, хода чи постава людини, завжди можна зустріти ще найгірший варіант. І з іншого боку, якими б красивими і виразними не були рухові дії гімнастки, завжди знайдуться шляхи зробити їх ще прекраснішими.
Шкала відносин найточніша. У ній числа не тільки впорядковані за рангами, а й розділені рівними інтервалами - одиницями виміру. Особливість шкали відносин полягає в тому, що в ній визначено положення нульової точки.
За шкалою відносин вимірюють розміри та масу тіла та його частин, положення тіла у просторі, швидкість і прискорення, силу, тривалість часових інтервалів та багато інших біомеханічних характеристик. Наочними прикладами шкали відносин є: шкала терезів, шкала секундоміра, шкала спідометра.
Шкала відносин точніша за шкалу порядку. Вона дозволяє не тільки дізнатися, що один об'єкт вимірювання (технічний прийом, тактичний варіант тощо) краще або гірше іншого, але й дає відповіді на питання, на скільки краще і в скільки разів краще. Тому в біомеханіці намагаються застосовувати саме шкали стосунків та з цією метою реєструють біомеханічні характеристики.

1. подометрія – вимір тимчасових характеристик кроку;
2. гоніометрія – вимірювання кінематичних характеристик рухів у суглобах;
3. динамометрія – реєстрація реакцій опори;
4. електроміографія – реєстрація поверхневої ЕМГ;
5. Стабілометрія - реєстрація положення та рухів загального центру тиску на площину опори при стоянні.

Електроміографічні методи виміру
Електроміографія - метод дослідження нервово-м'язової системи, заснований на реєстрації та аналізі біоелектричних потенціалів.
Електроміографія стресової реакції включає оцінку впливу стресової реакції на поперечно смугасту мускулатуру. ЕМГ, по суті, можна розглянути як опосередковане визначення м'язової напруги. Воно є непрямим у тому сенсі, що вимірює електрохімічну активність нервів, що іннервують цей поперечно смугастий м'яз, а не справжнє напруження, що викликається скороченням мускулатури. Активність поперечно смугастого м'яза стала розглядатися як індикатор стресової реакції після однієї з ранніх робітЕ. Якобсона (Edmund Jacobson, 1938), в якій він відзначив існування високої позитивної кореляції між стресовою активацією та напругою поперечно смугастого м'яза.
Хоча і не беззастережно, але багато дослідників дійшли висновку, що реєстрація ЕМГ активності лобової області може бути корисним індикатором генералізованої активності симпатичної нервової системи. Практична перевага використання ЕМГ реєстрації стресової реакції полягає у доступності для вимірювання м'язових груп. Більшість клініцистів працює з лобовою мускулатурою, але і трапецієподібна (верхні відділи), плечі променева та грудино-ключично соскова групи м'язів також можуть використовуватися для вимірювання стресової ситуації.
Амплітуди біопотенціалів коливаються в межах від 10 мкВ до кількох мілівольт. Частотний діапазон сигналів від 1 до 20000 Гц (є посилання деяких авторів на наявність в ЕМГ складових з частотами близько сотень кілогерц).
В електроміографії використовується два види електродів за конструктивним виконанням - поверхневі (нашкірні) та голчасті (підшкірні).
Голчасті електроди дозволяють реєструвати потенціал дії одного чи небагатьох прилеглих м'язів. Такі електроди або хірургічно імплантують, або вводять за допомогою голки для підшкірних ін'єкцій. У поліграфі для знімання ЕМГ використовують поверхневі електроди, що дозволяють виміряти інтерференційну (сумарну) ЕМГ. Поверхневі електроди можна поділити на металеві, ємнісні, резистивні, резистивно-ємнісні. У поліграфі найзручніше використовувати плоскі металеві електроди. Вони є пластинами або дисками зі срібла, сталі, олова і т. д. площею близько 0,2-1 см2. Два таких електроди зміцнюються на шкірі там, де контурується м'яз, вздовж ходу її волокон. Для кращого кріплення електроди накладають еластичну манжету. Відстань між електродами 2 см. Для стабілізації відстані і рівномірного притискання електродів до шкіри вони вмонтовані в рамку з пластмаси. Для зниження міжелектродного опору шкіру перед накладанням електрода протирають спиртом і змочують ізотонічним розчином натрію хлориду. Для зниження перехідного опору шкіра - електрод область шкірно-електродного контакту наносять спеціальну електродну пасту.
Незалежно від типу електродів розрізняють два способи відведення електричної активності – моно та біполярний. В ЕМГ монополярним називається таке відведення, коли один електрод розташовується безпосередньо поблизу досліджуваної ділянки м'язів, а другий - у віддаленій від нього області. Перевагою монополярного відведення є можливість визначити форму потенціалу досліджуваної структури та справжню фазу відхилення потенціалу. Недолік полягає в тому, що при великій відстані між електродами в запис втручаються потенціали від інших м'язових відділів або навіть від інших м'язів.
Біполярне відведення - це таке відведення, при якому обидва електроди знаходяться на досить близькій та однаковій відстані від досліджуваної ділянки м'яза. Біполярне відведення малою мірою реєструє активність від віддалених джерел потенціалу, особливо при відведенні голчастими електродами. Вплив на різницю потенціалів активності, що надходить від джерела на обидва електроди, призводить до спотворення форми потенціалу та неможливості визначити справжню фазу потенціалу. Тим не менш, висока ступінь локальності робить цей спосіб кращим у клінічній практиці.
Крім електродів, різниця потенціалів яких подається на вхід підсилювача ЕМГ, на шкіру досліджуваного встановлюють поверхневий електрод заземлення, який приєднують до відповідної клеми на електродній панелі електроміографа. Ланцюг цього електрода закорочує ємнісну різницю потенціалів між тілом хворого і землею та сприяє ліквідації ємнісних струмів, що виникають внаслідок дії полів змінного промислового струму.
Сучасний електроміограф є складним пристроєм, що складається з електродів для зняття біопотенціалів м'язів, підсилювального блоку, осцилоскопа, інтегратора ЕМГ, аналізатора, репродуктора, обчислювального пристрою та пристрою виведення цифрової та графічної інформації.
Частина електроміографа, що складається з підсилювального блоку та осцилоскопа, називається міоскопом. Міоскоп має від одного до чотирьох незалежних один від одного підсилювальних блоків, що дозволяє одночасно досліджувати чотири електроміографічні сигнали.
Інтегратор ЕМГ застосовують для обробки інформації, яка міститься на електроміограмі. Аналізатор ЕМГ необхідний виділення амплітуди окремих складових частотного спектра ЭМГ для подальшої обробки. У сучасних електроміографах обробка отриманої інформації здійснюється за допомогою ЕОМ.

Акселерометричні методи вимірювання
Акселерометри є датчиками лінійного прискорення і в цій якості широко використовуються для вимірювання кутів нахилу тіл, сил інерції, ударних навантажень і вібрації. Вони знаходять широке застосування на транспорті, медицині, промислових системах вимірювання та управління, в інерційних системах навігації. З 1965 року почали створювати акселерометри на базі технології МЕМС. Зменшення у розмірах призвело до масового серійного виробництва. В даний час промисловість виготовляє багато різновидів акселерометрів, що мають різні принципи дії, діапазони вимірювання прискорень та інші функціональні характеристики, масу, габарити та ціни. За принципом дії розрізняють наступні типиакселерометрів: ємнісні, п'єзорезистивні, п'єзоелектричні, тензорезистивні, теплові, тунельні. Акселерометри ємнісного типу є найбільш простими, надійними і легко реалізованими, що зумовлює їх широке поширення. Принцип їхньої роботи полягає в наступному. При прискоренні руху вздовж осі чутливості відбувається деформування пружної підвіски, яка є рухомим електродом, при цьому нерухомий електрод розташований на поверхні підкладки. Отже, змінюється відстань між електродами, отже, ємність конденсатора, утвореного ними.
При розробці та виготовленні мікромеханічних акселерометрів ємнісного типу необхідно проводити контроль їх характеристик. Методики вимірювання показників є невід'ємною частиною виробничого циклу виробів і служать для оперативного внесення коригувань у конструкції та технології пристроїв на стадії розробки. У цій роботі запропоновано методику вимірювання характеристик мікромеханічних акселерометрів ємнісного типу, що забезпечують вимірювання прискорень у діапазоні від 0 до 500 м/с2 з точністю 0,05 м/с2, при цьому маса зразків у корпусі не повинна перевищувати 10 г, а розміри у площині – 3 см х 3 см.
Перед початком вимірювань зразки акселерометрів мають бути змонтовані у стандартний металокерамічний корпус. При цьому контактні майданчики на зразках повинні бути приварені до контактних майданчиків на корпусі за допомогою ультразвукового зварювання.
Прискорення зразка у встановленому діапазоні вимірювання задають за допомогою вібростенду за допомогою регулювання амплітуди та частоти вібрації столика із закріпленим експериментальним зразком.

Метод оптичної комп'ютерної топографії

Стереофотограмметрія з уявним базисом. Геометричні моделі стереофотографії. Координати фіксованої точки: X = 90, Y = 112, Z = -24 мм. Важливу інформацію про геометрію тіла людини, про особливості та порушення постави можна отримати при дослідженні спеціальним методомкомп'ютерної топографії Цей сучасний і найточніший метод дозволяє кількісно з високою точністювизначити координати будь-якої анатомічної точки поверхні тіла. Тривалість обстеження становить 1 - 2 хвилини, тому цей метод успішно застосовується для масових досліджень.

Подографія - реєстрація часу опори окремих ділянок стопи під час ходьби з вивчення функції перекату досліджується з допомогою спеціальних датчиків, вмонтованих підошву взуття.

Стабілограма поперемінного стояння на правій та лівій нозі. Стабілографія – об'єктивний метод реєстрації положення та проекції загального центру мас на площину опори – важливий параметр механізму підтримки вертикальної пози. Зазвичай реєструють площу міграції загального центру мас (ОЦМ) у проекції горизонтальної площини, поєднаний із нарисом стопи

Електрогоніометрія
Для вимірювання значень суглобових кутів застосовують прилади, які називаються гоніометрами.
Гоніометр-це дві плоскі прямокутні пластинки, з'єднані одним кінцем на одній осі. Для вимірювання кутів у зчленуваннях ланок тіла під час руху використовують електрогоніометри, які забезпечують перетворення кутових переміщень датчика у пропорційну електричну напругу. Для оцінки рівня гнучкості необхідно виміряти амплітуду рухів у суглобах.

Динамометрія-вимірювання зусиль, що розвиваються спортсменом при випонуванні різних фізичних вправ.
За допомогою динамометричної платформи – це жорстка пластина або рама, що спирається на 4 силовимірювальні датчики. Спортсмен стає на платформах і за допомогою цих датчиків вимірюється сила дії на цю платформу.
За допомогою кистьових динамометрів вимірюють силу м'язів, що згинають пальці, за допомогою станового динамометра - силу м'язів, що випрямляють тулуб ("станова" сила), і т.д.

Тестування у волейболі
Згідно з визначенням, тестом називається вимірювання або випробування, яке проводиться з метою визначення стану або здібностей спортсмена. Процедура тестування вимагає від тренера розуміння того, що він оцінює на основі яких показників, а також з якою точністю вони зареєстровані. Тестування є інструментом перевірки правильності вибору та обґрунтування методики тренування.
Оцінка стрибкової підготовленості волейболіста.
Оцінці стрибучості спортсменів присвячено велику кількість робіт, хоча сам термін "стрибучість" не визначений. Висоту стрибка вимірюють у різний спосіб. Перший – за часом польоту, зареєстрованого за допомогою контактного пристрою. Цей час ділять навпіл, припускаючи, що його половину тіло летить вгору, іншу - вниз. Далі визначають висоту стрибка, підставляючи час польоту тіла вгору у формулу: Але, під час відриву стоп від контактного пристрою спортсмен має одну позу (випрямлені ноги та руки попереду – вгорі), а при приземленні – іншу позу (коліни зігнуті до 150е, руки опущені вниз), отже, рух вниз тривало довше, ніж рух угору. А при обчисленні чомусь ділять загальний час польоту навпіл. Звідси виникає велика похибка виміру, що дозволяє визнати цей метод некоректним. У другому способі висоту стрибка вимірюють методом Абалакова. Витягування у стрибку сантиметрової стрічки, прив'язаної до пояса спортсмена. Недоліки цього методу очевидні: - Оцінюється висота вильоту точки кріплення стрічки, а не ОЦТ тіла; - якщо спортсмен вистрибує не ідеально вгору (а це саме так і відбувається на практиці), то при рівної висоте вистрибування, лепта витягнеться більше у того з двох спортсменів, хто відхилиться від вертикального напрямку.
Одним з найбільш точних методів визначення висоти стрибка вважається її розрахунок через імпульс сили, зареєстрований за допомогою тензоплатформи. Тому, згідно з основами теорії тесту, надійність цих вимірювань незадовільна. Найбільшу перевагу тренери стали віддавати самому простому способу- дотик у стрибку пальцями, намазаними крейдою, стенда. З цієї висоти віднімають висоту при вставанні на шкарпетки з витягнутою вгору рукою.
Варіньона положення ОЦТ тіла спортсмена в момент відриву стоп від опори і у вищій точці траєкторії. Тестування із застосуванням подібних методів реєстрації висоти стрибка дозволили отримати низку цікавих даних стрибкової підготовки волейболістів. Наприклад, показано статистично Достовірне збільшення середньої висоти стрибка з віком і зі зростанням майстерності юних волейболістів. тенденцій розраховані контрольні нормативи фізичної підготовки юних волейболістів у стрибках вгору і в довжину з місця. Аналогічним способом оцінювався рівень спеціальної фізичної підготовки висококваліфікованих волейболістів. , за даними різних авторів, відповідно 0.71 ± 004 м (середнє зростання 1,85 ±о.о5 м) і 0.88 м (0.66 - 1.08)

4. Список літератури:

Кількісний аналіз

МІНІСТЕРСТВО СПОРТУ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Федеральний державний бюджетний освітній заклад вищої професійної освіти.
"Волгоградська державна академія фізичної культури"

Кафедра ЕНДіІТ

Реферат на тему:
"Сили в рухах спортсменів".

Роботу виконав студент
II курсу ДО, група 211
Шевцов Сергій

Волгоград-2013

План.
1. Роль сил у русі людини.
2. Робочі та шкідливі опори.
3. Рушійні та гальмівні сили.
4. Зовнішні та внутрішні силищодо тіла людини та їх прояви (плавання).
5. Сили дії середовища.
6. Сили інерції в інерційних та неінерційних системах відліку.
7. Використана література.

1. Роль сил у русі людини.
Усі сили, прикладені рухового апарату людини, становлять систему сил зовнішніх та внутрішніх. Система зовнішніх сил виявляється найчастіше у вигляді сили опору. Для подолання опору витрачається енергія напруги м'язів людини. Розрізняють робочі та шкідливі опори. Подолання робітничих опорів нерідко залишають головне завданнярухів спортсмена (наприклад, у подоланні ваги включається мета рухів зі штангою). Шкідливі опори поглинають позитивну роботу.
Зовнішні сили використовуються людиною у його рухах як рушійні. Для здійснення необхідної роботи для подолання сил опору можуть використовуватися вага, пружні сили та ін. Зовнішні сили в цьому випадку є "даровими" джерелами енергії, оскільки людина витрачає менше внутрішніх запасів енергії м'язів.
Людина долає сили опору м'язовим відповідальними зовнішніми силами і здійснює хіба що дві частини робіт: а) роботу, спрямовану подолання всіх опорів (робітників і шкідливих); б) роботу, спрямовану на повідомлення прискорення та зовнішнім об'єктам, що переміщуються.
У біомеханіці сила дії людини - це сила на зовнішнє фізичне оточення, що передається через робочі точки тіла. Робочі точки, стикаючись із зовнішніми тілами, передають рух (кількість руху, а також кінетичний момент) та енергію (поступального та обертального руху) зовнішнім тілам.
Гальмуючими силами, що входять в опір, можуть бути всі зовнішні та внутрішні сили, у тому числі м'язові. Які з них відіграватимуть роль шкідливих опорів, залежить від умов конкретної вправи. Тільки реактивні сили (сили реакції опори та тертя) не можуть бути рушійними силами; вони завжди залишаються опорами (як шкідливими, і робітниками).
Всі сили, незалежно від їхнього джерела, діють як механічні сили, змінюючи механічний рух. У цьому сенсі вони перебувають у єдності як матеріальні сили: можна виробляти (при дотриманні відповідних умов) їхнє складання, розкладання, приведення та інші операції.
Рухи людини є результатом спільної дії зовнішніх і внутрішніх сил. Зовнішні сили, що виражають вплив зовнішнього середовища, обумовлюють багато особливостей рухів. Внутрішні сили, які безпосередньо керуються людиною, забезпечують правильне виконання заданих рухів.
У міру вдосконалення рухів стає можливим краще використовувати м'язові сили. Технічна майстерність проявляється у підвищенні ролі зовнішніх і пасивних внутрішніх сил як рушійних сил.
Основними завданнями вдосконалення рухів, підвищення їх ефективності у найзагальнішому вигляді є підвищення результату прискорювальних сил та зниження дії шкідливих опорів. Це особливо важливо у спорті, де всі рухові дії спрямовані на зростання технічної майстерності та спортивного результату.
2. Робочі та шкідливі опори.
Система зовнішніх сил виявляється найчастіше як сили опору. Для подолання опору витрачається енергія руху та напруження м'язів людини. Розрізняють робітники та шкідливі опори.
Подолання робітників опір нерідко становить головне завдання рухів людини (наприклад, у подоланні ваги штанги та полягає мета руху зі штангою).
Шкідливі опори поглинають позитивну роботу; вони, в принципі, непереборні (наприклад, сила тертя лиж по снігу).
3. Рушійні та гальмівні сили.
Сили, прикладені до ланкам тіла людини, діючи динамічно, призводять до різного результату. Залежно від того, як спрямовані сили щодо швидкості тіла, що рухається, розрізняють:
- рушійні сили, які збігаються з напрямом швидкості (попутні) або утворюють з ним гострий кут і можуть виконувати позитивну роботу;
- гальмуючі сили, які спрямовані протилежно до напрямку швидкості (зустрічні) або утворюють з ним тупий кутта можуть здійснювати негативну роботу;
- сили, що відхиляють, перпендикулярні до напрямку швидкості і збільшують кривизну траєкторії;
- сили, що повертають, також перпендикулярні до напрямку руху, але зменшують.Кривізну траєкторії.
Обидві останні груписил безпосередньо не змінюють величину тангенціальної швидкості.
Від співвідношення сил, прикладених до кожної ланки тіла, залежить результат їх дії.
Рухаюча сила - це сила, яка збігається з напрямом руху (супутня) або утворює з ним гострий кут і при цьому може виконувати позитивну роботу (збільшувати енергію тіла).
Однак у реальних умовах рухів людини завжди існує середовище (повітря чи вода), діють опора та інші зовнішні тіла(снаряди, інвентар, партнери, супротивники та ін.). Усі вони можуть гальмувати. Більше того, жодного реального руху без участі сил, що гальмують, просто не буває.
Гальмівна сила спрямована протилежно напрямку руху (зустрічна) або утворює з ним тупий кут. Вона може виконувати негативну роботу (зменшувати енергію тіла).
Частина рушійної сили, Рівна за величиною гальмує врівноважує останню - це сила, що врівноважує (Fyp).
Надлишок ж рушійної сили над гальмуючою - прискорювальна сила (Fуск) - викликає прискорення тіла з масою m відповідно до 2-го закону Ньютона (Fy=ma).
4. Зовнішні та внутрішні сили щодо тіла людини та їх прояви (плавання).
Зовнішні сили – це сили, які діють тіло ззовні. Під впливом зовнішніх сил тіло або починає рухатися, якщо воно знаходилося в стані спокою, або змінюється швидкість його руху, або напрямок руху. Зовнішні сили здебільшого врівноважені іншими силами та його вплив непомітно.
Зовнішні сили, діючи на тверде тіло, викликають зміни його форми, що зумовлюються переміщенням частинок.
Внутрішніми силами є сили, що діють між частинками, ці сили чинять опір зміні форми.
Зміну форми тіла під дією сили називають деформацією, а тіло, яке зазнало деформації, називають деформованим.
Рівновага внутрішніх сил з моменту застосування зовнішньої сили порушується, частинки тіла переміщуються одна щодо іншої до такого стану і положення, коли внутрішні сили, що виникають між ними, врівноважують зовнішні силита тіло зберігає набуту деформацію.
Після видалення зовнішньої сили, якщо вона не перевершила певної межі, тіло приймає свою первісну форму.
Властивість збереження тілом набутої деформації після зняття навантаження називається пластичністю, а деформація – пластичною.
При дотику два тіла впливають одне на одного і деформуються. Недеформованих тіл немає. Будь-яке тіло деформується при дії на нього скільки завгодно малої сили. Величину внутрішніх сил характеризує міцність зчеплення частинок цього тіла.
Тіло при русі долає сили опору, величини яких різні, від невеликого гальмування до опору, що зупиняє тіло, що рухається. До сил опору, крім внутрішніх сил, відносять опір середовища (повітря, вода), сили інерції, сили тертя.
Дія сили на тіло, що полягає у зміні стану цього тіла, цілком визначається такими трьома факторами: точкою докладання сили, напрямом сили, величиною сили.
Точкою застосування сили називається точка даного тіла, на яку сила безпосередньо діє, змінюючи стан даного тіла.
Під напрямом сили розуміють напрям руху, який отримає тіло під дією цієї сили. Лінією спрямування цієї сили називається лінія дії цієї сили.
Вимір величини сили означає порівняння її з деякою силою, прийнятою за одиницю. Вимірюють силу зазвичай динамометрами різних конструкцій.
Сила - величина векторна, т. е. має як числове значення, а й напрям, тому дію сили на тіло визначається як її величиною, а й її напрямом.
Плавання – локомоторний, циклічний рух у воді. Воно протікає в незвичайному для людини середовищі і в невластивому йому горизонтальному положенні. При цьому тяжкість тіла зменшується на вагу води, що витісняється ним.
У роботі м'язів під час плавання статичні зусиллянезначні. У той же час динамічне навантаження велике. Це з труднощами зберегти рівновагу у питній воді, і навіть з тим, що відштовхування походить від рідкого середовища.
Сила тяжіння тіла, спрямована вертикально вниз, і тиск води, спрямоване вертикально вгору, утворюють "пару сил", в результаті дії яких тіло має відчувати обертальні рухи. Рівновага досягається, коли загальний центр тяжкості тіла та центр його об'єму (перебуває вище) виявляться на одній вертикалі. Для цього руки витягуються перед головою.
Велика щільність води та складність відштовхування від неї зумовлюють невелику швидкість руху. Але при горизонтальному положенні тіла зменшується поверхня опору. Таке становище незвичайне для людини і ускладнює координацію рухів.
5. Сили дії середовища.
Спортсмену нерідко доводиться долати опір повітря чи води. Середовище, в якому рухається людина, робить свою дію на її тіло. Ця дія може бути статичною (виштовхуюча сила) і динамічною (лобовий опір, нормальна реакціяопори).
Виштовхувальна сила - це міра впливу середовища на занурене в неї тіло. Вона вимірюється вагою витісненого об'єму рідини та спрямована вгору.
Якщо сила (Q), що виштовхує, більша за силу тяжкості тіла (G), то тіло спливає. Якщо ж сила тяжіння тіла більше сили, що виштовхує, то воно тоне.
Лобовий опір - це сила, з якою середовище перешкоджає руху тіла щодо неї. Величина лобового опору (R x) залежить від площі поперечного перерізу тіла, його обтічності, платності та в'язкості середовища, а також відносної швидкості тіла:
R x = S M C x pv 2;
= MLT -2
Змінюючи площу поперечного перерізу тіла, можна змінити і дію середовища. Так, у лижника при спуску з гори у високій стійці ця площа майже в 3 рази більша, ніж у низькій стійці. Отже, опір повітря під час спуску можна змінювати майже втричі. Приймаючи у воді пози з найкращою обтічністю, потрібно зменшувати опір води. Як відомо, зі збільшенням швидкості пересування опір води чи повітря різко збільшується (приблизно пропорційно квадрату швидкості).
Нормальна реакція середовища - це сила, що діє з боку середовища на тіло, розташоване під кутом до його руху. Вона залежить від тих самих факторів, що і лобовий опір:
Ry = S M C y pv 2;
= MLT -2
де Су - коефіцієнт нормальної реакції середовища (у польоті її називають підйомною силою).
Нормальна реакція середовища при гребку спрямована перпендикулярно силі лобового опору. С.) нормальною реакцією середовища як з підйомною силою доводиться рахуватися (наприклад, плавцю під час просування по дистанції, стрибуну на лижах з трампліну під час польоту

і т.д.................

ПІДРУЧНИК ДЛЯ ВНЗ.

В.І. ДУБРОВСЬКИЙ, В.М. ФЕДОРОВА

Москва

Рецензенти: лікарбіологічних наук, професор Рецензенти: А.Г. Максіна;біологічних науктехнічних наук

В.Д. Ковальов;

кандидат медичних наук, лауреат Державної премії СРСР

І.Л. БаднінМалюнки виконані художником

Н.М. Замішаєвої

Дубровський В.І., Федорова В.М.Біомеханіка: Навч. для середовищ, та вищ. навчань, закладів. М.: Вид-во ВЛАДОС-ПРЕС, 2003. 672 с.: іл.

ISBN 5-305-00101-3. Підручник написаний відповідно до нової програми вивчення біомеханіки у вищих навчальних закладах. Велику увагу приділено біомеханічному обґрунтуванню застосування засобів фізичної культури та спорту на прикладі різних видів спорту. Відображеносучасні підходи, до оцінки на техніку спортсмена різних фізичних і кліматичних чинників, дана біомеханічна характеристика різних видів спорту. Вперше представлені розділи з медичної біомеханіки

біомеханіці інвалідів-спортсменів, біомеханічному контролю локомоцій та ін. Підручник адресований студентам факультетів фізичної культури університетів, інститутів фізичної культури тамедичних вузів

, а також тренерам, спортивним лікарям, реабілітологам, які займаються розробкою та прогнозуванням тренувань, лікуванням та реабілітацією спортсменів та іншим фахівцям.© Дубровський В.І., Федорова В.М., 2003 © «Видавництво ВЛАДОС-ПРЕС», 2003 © Серійне оформлення обкладинки. 5-305-00101-3 «Видавництво ВЛАДОС-ПРЕС», 2003

ПЕРЕДМОВА

Будь-яка галузь людських знань, у тому числі така дисципліна як біомеханіка, оперує деяким набором вихідних визначень, понять та гіпотез. З одного боку, використовуються фундаментальні визначенняз математики, фізики, загальної механіки З іншого біомеханіка базується на даних експериментальних досліджень, Найважливішими з яких є оцінка різних видів рухової діяльності людини, управління ними; визначення властивостей біомеханічних систем за різних способів деформування; результати, отримані під час вирішення медико-біологічних завдань.

Біомеханіка знаходиться на стику різних наук: медицини, фізики, математики, фізіології, біофізики, залучаючи до своєї сфери різних фахівців, таких як інженери, конструктори, технологи, програмісти та ін.

Біомеханіка спорту як навчальна дисципліна вивчає як рухи людини у процесі виконання фізичних вправ, під час змагань, так і рухи окремих спортивних снарядів.

Істотне значення у сучасному спорті та фізичній культурі надається механічній міцності, стійкості тканин опорно-рухового апарату, органів, тканин до багаторазових фізичних навантажень, особливо при тренуваннях в екстремальних умовах (середньогір'я, висока вологість, низька та висока температура, гіпотермія, зміна біомів) з урахуванням статури, віку, статі, функціонального стану людини. Всі ці дані можуть бути використані у вдосконаленні методики та техніки виконання тих чи інших вправ та тренувальних систем, а також у вдосконаленні інвентарю, екіпірування та інших факторів.

Фізична культура та спорт у нашій країні в останнє десятиліття втратили свій вплив. Це не сприяє зміцненню здоров'я людини. Це також позначається як зниження здатності протистояти негативним чинникам довкілля.

Значення спорту в усі часи було суттєвим у запобіганні передчасному старінню, у відновленні функціональних можливостей організму після хвороб та травм.

З розвитком науки медицина активно запроваджує її досягнення, розробляючи нові методи лікування, оцінки їхньої ефективності, нові методики діагностики. Це, у свою чергу, збагачує спортивну медицину та фізичну культуру. У цьому підручнику запропоновано знання фізичних основ багатьох питань спортивної медицини, які необхідні викладачеві фізкультури, тренеру, спортивному лікарю, масажисту. Ці знання не менш важливі, ніж знання основ тренувального процесу. Залежно від цього, як розуміється фізична сутність тієї чи іншої напрями спортивної медицини, разом із медичними аспектами можна прогнозувати, дозувати оздоровчий (лікувальний) ефект, і навіть рівень спортивних досягнень.

У лікувальній фізичній культурі застосовуються різні фізичні вправи, що реалізуються у тому чи іншому виді спорту.

У цьому підручнику, в порівнянні з раніше вийшли, вперше для біомеханіки спорту викладено матеріал, що показує застосування законів фундаментальної фізикидо багатьох конкретних напрямів цієї дисципліни. Розглянуто питання: кінематика, динаміка матеріальної точки, динаміка поступального руху, види сил у природі, динаміка обертального руху, неінерційні системи відліку, закони збереження, механічні коливання, механічні властивості. Представлений великий розділ, що показує фізичні основи впливу різних факторів(механічних, звукових, електромагнітних, радіаційних, теплових), розуміння фізичної сутності яких необхідно для раціонального вирішення багатьох завдань спортивної медицини.

Професор В.І. Дубровський та професор В.М. Федорова крім біомеханічних методів контролю осіб, які займаються фізкультурою та спортом, представили біомеханічні показники в нормі та при патології (травми та захворювання опорно-рухового)апарату, при втомі та ін), а також при тренуванні в екстремальних умовах, у інвалідів-спортсменів та ін.

Багато питань висвітлено авторами з урахуванням розвитку спорту вищих досягнень, інвалідного спорту, біомеханіки спортивної травми, різних вікових періодів розвитку, з урахуванням статури та техніки виконання тих чи інших вправ у різних видах спорту.

У книзі показано основні напрямки у розвитку біомеханіки з використанням сучасних методівконтролю: стаціонарний та дистанційний контроль за локомоціями; розробка сучасних технологійінвентарю, екіпірування; техніки виконання фізичних вправ у різних видах спорту; контроль за виконанням вправ інвалідами-спортсменами; біомеханічний контроль при травмах та захворюваннях опорно-рухового апарату та ін.

По суті, у кожному розділі підручника автори наголошують, що, щоб успішно виступати на змаганнях, спортсмен повинен володіти раціональною технікою виконання вправи, розуміючи його медико-фізичну сутність, має бути оснащений сучасним екіпіруванням, спортінвентарем, повинен бути добре підготовлений функціонально та здоровий.

Особливе місце у підручнику відведено впливу інтенсивних фізичних навантажень на структурні (морфологічні) зміни у тканинах опорно-рухового апарату, якщо недосконала техніка виконання фізичних вправ і її корекції. Зазначено, що реакція тканин ОДА на фізичні навантаження багато в чому залежить від техніки виконання вправ, статури, віку, функціонального стану, клімато-географічних факторів тощо.

Автори велика увагаприділяють можливостям використання математичних та фізичних моделейяк для різних вправ, і окремих ділянок і систем організму людини, зокрема, спортсмена, і навіть тіла загалом, для прогнозування реакцій організму на фізичні навантаження і різні несприятливі чинники впливу довкілля. Статура, вік важливі для розрахункової та модельної оцінки меж переносимості цих впливів з урахуванням різноманітних додаткових факторів.

У нас в країні і за кордоном досі немає підручника, де були б систематизовані матеріали як з теоретичних фізико-математичних основ біомеханіки спорту, так і з біомеханіки в нормі та при патології, з урахуванням віку, статі, статури та функціонального стану осіб, що займаються фізкультурою та спортом. Особливо це важливо при зайнятті спортом вищих досягнень, де вимоги до техніки виконання вправ є винятковими, і найменші відхилення ведуть до травматизму, іноді до інвалідності, зниження спортивних результатів.

Підручник «Біомеханіка» відповідає сучасним вимогам до підручників з медико-біологічних дисциплін, єдиним для педагогічних, медичних вузів та інститутів фізичної культури.

Велика кількістьінформаційних таблиць, малюнків, схем, однотипний і чіткий поділ матеріалу по структурі в кожному розділі, виділені лаконічні визначення роблять матеріал, що викладається, дуже наочним, цікавим, легко сприйманим і запам'ятовуваним.

Цей підручник дозволить студентам, тренерам, лікарям, методистам ЛФК, викладачам фізкультури краще пізнати основи спортивної біомеханіки, спортивної медицини, лікувальної фізкультури, а отже, успішно та активно використовувати їх у своїй роботі. Цей підручник може бути рекомендований знавцям прикладної механіки, що спеціалізується на біомеханіці.

Завідувач кафедри теоретичної механікиПермського державного технічного університету,

доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки Російської Федерації

Ю.І. Няшин

ВСТУП

Біомеханіка рухів людини є однією з частин загальної дисципліни, коротко званої «біомеханіка».

Біомеханіка - це розділ біофізики, в якому вивчаються механічні властивості тканин, органів і систем живого організму та механічні явища, що супроводжують процеси життєдіяльності. Користуючись методами теоретичної та прикладної механіки, ця наука досліджує деформацію структурних елементівтіла, перебіг рідин та газів у живому організмі, рух у просторі частин тіла, стійкість і керованість рухів та інші питання, доступні зазначеним методам. На основі цих досліджень можуть бути складені біомеханічні характеристики органів та систем організму, знання яких є найважливішою передумовою вивчення процесів регуляції. Врахування біомеханічних характеристик дає можливість будувати припущення про структуру систем, що управляють фізіологічними функціями. До останнього часу основні дослідження в галузі біомеханіки були пов'язані з вивченням рухів людини та тварин. Проте сфера застосування цієї науки прогресивно розширюється; зараз вона включає також вивчення дихальної системи, системи кровообігу, спеціалізованих рецепторів і т. д. Цікаві дані отримані при вивченні еластичного і нееластичного опору грудної клітини, рухів газів через дихальні шляхи. Робляться спроби узагальненого підходу до аналізу руху крові з позицій механіки суцільних середовищ, зокрема, вивчаються пружні коливання судинної стінки. Доведено також, що з погляду механіки структура судинної системи є оптимальною для виконання своїх транспортних функцій. Реологічні дослідження у біомеханіці виявили специфічні деформаційнівластивості багатьох тканин тіла: експоненційну нелінійність зв'язку між напругами та деформаціями, суттєву залежність від часу і т. д. Отримані знання про деформаційні властивості тканин допомагають вирішенню деяких практичних завданьзокрема, вони використовуються при створенні внутрішніх протезів (клапани, штучне серце, судини та ін.). Особливо плідно застосовується класична механіка твердого тіла до вивчення рухів людини. Часто під біомеханікою розуміють саме це її застосування. При вивченні рухів біомеханіка використовує дані антропометрії, анатомії, фізіології нервової та м'язової системта інших біологічних дисциплін. Тому часто, можливо, у навчальних цілях, до біомеханіки ОДА включають його функціональну анатомію, а іноді й фізіологію нервово-м'язової системи, називаючи це поєднаннякінезіологією.

Кількість керуючих впливів у нервово-м'язовій системі величезна. Тим не менш, нервово-м'язова система має дивовижну надійність і широкі компенсаторні можливості, здатність не тільки багаторазово повторювати одні і ті ж стандартні комплекси рухів (синергії), але і виконувати стандартні довільні рухи, спрямовані на досягнення певних цілей. Крім здатності організувати і активно заучувати необхідні рухи, нервово-м'язова система забезпечує пристосовність до умов навколишнього і внутрішнього середовища організму, що швидко змінюються, змінюючи стосовно цих умов звичні дії. Ця варіативність має не тільки пасивний характер, але має риси активного пошуку, що здійснюється нервовою системою, коли вона досягає найкращого рішенняпоставлених завдань. Перераховані здібності нервової системи забезпечуються переробкою в ній інформації про рухи, яка надходить по зворотним зв'язкам, утвореним сенсорною аферентацією. Діяльність нервово-м'язової системи відображається у тимчасовій, кінематичній та динамічній структурах руху. Завдяки цьому відображенню стає можливим, спостерігаючи механіку, отримати інформацію про регуляцію рухів та її порушення. Такою можливістю широко користуються при діагностиці захворювань, у нейрофізіологічних дослідженнях за допомогою спеціальних тестів при контролі рухових навичок та навченості інвалідів, спортсменів, космонавтів та інших випадках.

Глава 1 ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ БІОМЕХАНІКИ

Біомеханіка одна з найстаріших гілок біології. Її витоками були роботи Аристотеля та Галена, присвячені аналізу рухів тварин та людини. Але тільки завдяки роботам одного з найблискучіших людей епохи Відродження Леонардо да Вінчі (14521519) біомеханіка зробила свій наступний крок. Леонардо особливо цікавився будовою людського тіла (анатомією) у зв'язку з рухом. Він описав механіку тіла при переході зі становища сидячи до положення стоячи, при ходьбі вгору і вниз, при стрибках і, мабуть, вперше дав опис ходи.

Р. Декарт (1596?1650) створив основу рефлекторної теорії, Показавши, що причиною рухів може бути конкретний фактор зовнішнього середовища, що впливає на органи почуттів. Цим пояснювалося походження мимовільних рухів.

Надалі великий вплив на розвиток біомеханіки надав італієць Д. Бореллі (1608 1679) лікар, математик, фізик. У своїй книзі «Про рух тварин» по суті він започаткував біомеханіку як галузі науки. Він розглядав організм людини як машину та прагнув пояснити дихання, рух крові та роботу м'язів з позицій механіки.

Біологічна механіка як наука про механічному русіу біологічних системах використовує як методичний апарат принципи механіки.

Механіка людиниє новий розділ механіки, що вивчає цілеспрямовані рухи людини.

Біомеханіка Це розділ біології, що вивчає механічні властивості живих тканин, органів і організму в цілому, а також механічні явища, що відбуваються в них (при русі, диханні і т. д.).

Леонардо ДО Вінчі І.П. Павлов

П.Ф. Лесгафт Н.Є. Введенський

Перші кроки в детальному вивченнібіомеханіки рухів були зроблені лише наприкінці XIX століття німецькими вченими Брауном та Фішером(V. Braune, О. Fischer), які розробили досконалу методику реєстрації рухів, детально вивчили динамічний бікпереміщень кінцівок та загального центру тяжкості (ОЦТ) людини за нормальної ходьби.

К.Х. Кекчеєв (1923) вивчав біомеханіку патологічних ходів, використовуючи методику Брауна та Фішера.

П.Ф. Лесгафтом (1837?1909) створена біомеханіка фізичних вправ, розроблена на основі динамічної анатомії. У 1877 р. П.Ф. Лесгафт почав читати лекції з цього предмету на курсах з фізичного виховання. В Інституті фізичної освіти ім. П.Ф. Лесгафта цей курс входив у предмет «фізична освіта», а 1927 р. був виділений у самостійний предмет під назвою «теорія руху» і в 1931 р. перейменований на курс «Біомеханіка фізичних вправ».

Великий внесок у пізнання взаємодії рівнів регуляції рухів зробив Н.А. Бернштейн (1880? 1968). Їм надано теоретичне обґрунтування процесів управління рухами з позицій загальної теорії великих систем. Дослідження Н.А. Бернштейна дозволили встановити надзвичайно важливий принцип управління рухами, загальновизнаний нині. Нейрофізіологічні концепції Н.А. Бернштейна послужили основою формування сучасної теоріїбіомеханіки рухів людини.

Ідеї Н.М. Сєченова про рефлекторної природиуправління рухами шляхом використання чутливих сигналів, набули розвитку в теорії Н.А. Бернштейна про кільцевий характер процесів управління.

B.C. Гурфінкель та інших. (1965) клінічно підтвердили цей напрям, виявили принцип синергії у створенні роботи скелетної мускулатури при регуляції вертикальної пози, а Ф.А. Северин та ін. (1967) отримали дані про спінальні генератори (мотонейрони) локомоторних рухів. R. Granit (1955) з позиції нейрофізіології дав аналіз механізмів регулювання рухів.

R. Granit (1973) зазначив, що організація відповідей на виході в кінцевому рахунку визначається механічними властивостямирухових (моторних) одиниць (ДЕ) і специфічною ієрархією процесів активації включенням повільних або швидких ДЕ, тонічних або фазічних мотонейронів, альфа-моторного або альфа-гамма-контролю.

Н.А. Бернштейн А.А. Ухтомський

І.М. Сєченов А.М. Хрестовників

Великий внесок у біомеханіку спорту зробили RG. Osterhoud (1968); Т. Duck (1970), RM. Brown; J.E. Counsilman (1971); S. Plagenhoef (1971); C.W.Buchan (1971); Dal Monte та ін. (1973); M. Saito та ін. (1974) та багато інших.

В Україні вивчення координації рухів людини ведеться з двадцятих років XX сторіччя. Проводились дослідження усієї біомеханічної картини координаційної структури довільних рухів людини з метою встановлення загальних закономірностей, визначальних як центральну регуляцію, і діяльність м'язової периферії у цьому найважливішому життєвому процесі. З тридцятих років XX століття в інститутах фізкультури в Москві (Н.А. Бернштейн), у Ленінграді (Є.А. Котикова, Є.Г. Котельникова), у Тбілісі (Л.В. Чхаїдзе), у Харкові (Д.Д. Донською) та інших містах почала розвиватися наукова робота з біомеханіки. У 1939 р. вийшов навчальний посібник Є.А. Котикової «Біомеханіка фізичних вправ» та у наступні роки у підручники та навчальні посібникистав входити розділ «Біомеханічне обґрунтування спортивної техніки з різних видів спорту».

З біологічних наук у біомеханіці найбільше використовувалися наукові дані з анатомії та фізіології. У наступні роки великий вплив на становлення та розвиток біомеханіки як науки надали динамічна анатомія, фізика та фізіологія, особливо вчення про нервизм І.П. Павлова та про функціональних системах П.К. Анохіна.

Великий внесок у вивчення фізіології рухового апарату зробив Н.Є. Введенський (1852?1922). Їм виконані дослідження процесів збудження та гальмування в нервовій та м'язовій тканинах. Його роботи про фізіологічну лабільність живих тканин та збудливих систем, про парабіоз мають велике значення для сучасної фізіології спорту. Велику цінністьпредставляють також його роботи щодо координації рухів.

За визначенням А.А. Ухтомського (1875?1942), біомеханіка досліджує «як отримана механічна енергія руху і напруги може придбати робоче застосування». Їм показано, що сила м'язів за інших рівних умов залежить від поперечного перерізу. Чим більший поперечний переріз м'яза, тим більше він може підняти вантаж. А.А. Ухтомський відкрив найважливіше фізіологічне явище – домінанту у діяльності нервових центрів, зокрема, при рухових актах. Велике місцеу його роботах відведено питанням фізіології рухового апарату.

Питання фізіології спорту розробляв О.М. Хрестовиків (1885?1955). Вони пов'язані з з'ясуванням механізму м'язової діяльності, зокрема, координації рухів, формування рухових умовних рефлексів, етіології втоми при фізичній діяльності та іншими фізіологічними функціями під час виконання фізичних вправ.

М.Ф. Іваницький (1895?1969) розробив функціональну (динамічну) анатомію стосовно завдань фізкультури та спорту, тобто визначив зв'язок анатомії з фізкультурою.

Успіхи сучасної фізіології та, насамперед, праці академіка П.К. Анохіна дали з позиції функціональних систем по-новому поглянути на біомеханіку рухів.

Все це дало можливість узагальнити фізіологічні дані з біомеханічними дослідженнями та підійти до рішення важливих питаньбіомеханіки рухів у сучасному спорті, спорті найвищих досягнень.

У середині XX століття вчені створили протез руки, керований електричними сигналами, що надходять з нервової системи. У 1957 р. у нас в країні була сконструйована модель руки (пензля), яка виконувала біоелектричні команди типу «стиснути розтиснути», а в 1964 створений протез із зворотним зв'язком, тобто протез, від якого безперервно надходить в ЦНС інформація про силу стиснення або розтискання пензля, про напрям руху руки і тому подібні ознаки.

П.К. Анохін

Американські фахівці(E.W. Schrader та ін, 1964) створили протез ноги, ампутованої вище коліна. Була виготовлена гідравлічна модель колінного суглоба, що дозволяє досягти природної ходьби. Конструкція передбачає нормальну висоту підйому п'яти та витягування ноги при її відведенні незалежно від швидкості ходьби.

Бурхливий розвиток спорту СРСР послужило основою розвитку біомеханіки спорту. З 1958 р. у всіх інститутах фізичної культури біомеханіка стала обов'язковою навчальною дисципліною, створювалися кафедри біомеханіки, розроблялися програми, видавалися навчальні посібники, підручники, проводились науково-методичні конференції, готувалися спеціалісти.

Як учбовий предмет біомеханіка виконує кілька ролей. По-перше, з її допомогою студент вводиться в коло найважливіших фізико-математичних понять, які необхідні для розрахунків швидкості, кутів відштовхування, маси тіла, розташування ОЦТ та його ролі у техніці виконання спортивних рухів. По-друге, ця дисципліна має самостійне застосування у спортивній практиці, тому що представлена в ній система рухової діяльності з урахуванням віку, статі, маси тіла, статури дозволяє виробити рекомендації для роботи тренера, вчителя фізкультури, методиста лікувальної фізкультури та ін.

Біомеханічні дослідження дозволили створити новий тип взуття, спортивного інвентарю, обладнання та техніки управління ними (велосипеди, гірські та стрибкові лижі, гоночні лижі, човни для веслування та багато іншого).

Вивчення гідродинамічних характеристик риб та дельфінів дало можливість створити спеціальні костюми для плавців, змінити техніку плавання, що сприяло підвищенню швидкості плавання.

Біомеханіку викладають у вищих фізкультурних навчальних закладах у багатьох країнах світу. Створено міжнародне товариство біомеханіків, проводяться конференції, симпозіуми, конгреси з біомеханіки. За Президії Російської академіїнаук створено наукова Радаз проблем біомеханіки з секціями, що охоплюють проблеми інженерної, медичної та спортивної біомеханіки.

Глава 2 ТОПОГРАФІЯ ТІЛА ЛЮДИНИ. ЗАГАЛЬНІ ДАНІ ПРО ТІЛО ЛЮДИНИ

Тіло людини є з погляду механіки об'єкт найбільшої складності. Воно складається з частин, які з великим ступенемточності можна вважати твердими (скелет) і деформованих порожнин (м'язи, судини та ін), причому в цих порожнинах містяться текучі і фільтруються середовища, що не мають властивостей звичайних рідин.

Тіло людини в загальних рисахзберігає будову, властиву всім хребетним: двополярність (головний та хвостовий кінці), двосторонню симетрію, переважання парних органів, наявність осьового скелета, збереження деяких (реліктових) ознак сегментарності (метамерії) тощо (рис. 2.1).

До інших морфофункціональних особливостей тіла людини належать: високополіфункціональна верхня кінцівка; рівний ряд зубів; розвинений головний мозок; прямоходіння; пролонговане дитинство та ін.

В анатомії прийнято вивчати тіло людини у вертикальному положенні із зімкнутими нижніми та опущеними верхніми кінцівками.

У кожній частині тіла виділяють області (рис. 2.2, а, б) голови, шиї, тулуба та двох пар верхніх та нижніх кінцівок (див. рис. 2.1,6).

Мал. 2.1. Сегментарний поділ спинного мозку. Формування сплетень із корінців мозку (а). Сегментарна інвервація органів та функціональних систем (б)

На тулубі людини позначають два кінці черепної, або краніальний і хвостовий, або каудальний і чотири поверхні черевну, або вентральну, спинну, або дорсальну і дві бічних праву і ліву (рис. 2:3).

На кінцівках визначають по відношенню до тулуба два кінці: проксимальний, тобто ближчий і дистальний, тобто віддалений (див. рис. 2.3).

Осі та площині

Тіло людини побудоване на кшталт двосторонньої симетрії (воно ділиться серединною площиною на дві симетричні половини) і характеризується наявністю внутрішнього скелета. Усередині тіла спостерігається розчленування наметамери, або сегменти, тобто утворення однорідні за будовою та розвитком, розташовані в послідовному порядку, у напрямку поздовжньої осі тіла (наприклад, м'язові, нервові сегменти, хребці тощо); центральна нервова система лежить ближче до спинної поверхні тулуба, травна – до черевної. Як і всі ссавці, людина має молочні залози та покриту волоссям шкіру, порожнину його тіла розділена діафрагмою на грудний та черевний відділи (рис. 2.4).

Мал. 2.2. Області тіла людини:

а передня поверхня: 7 тім'яна область; 2 лобова область; 3 ¦ область очниці; 4 ¦ область рота; 5 | підборідна область; б передня область шиї; 7 латеральна область шиї; 8 ¦ область ключиці; 9 | долоня кисті; 10 передня область передпліччя; 11 передня ліктьова область; 12 задня область плеча; 13 пахвова область; 14 грудна область; 15 підреберна область; 16 надчеревна область; 17 пупкова область; 18 бічна область живота; 19 пахова область; 20 лобкова область; 21 медіальна область стегна; 22 передня область стегна; 23 передня область коліна; 24 передня область гомілки; 25 задня область гомілки; 26 передня гомілковостопна область; 27 Тил стопи; 28 область п'яти; 29 тил кисті; 30 передпліччя; 31 задня область передпліччя; 32 задня ліктьова область; 33 задня область плеча; 34 задня область передпліччя; 35 область молочної залози; 36 дельтовидна область; 37 - ключично-грудний трикутник; 38 ¦ підключична ямка; 39 грудино-ключично-соскоподібна область; 40 область носа; 41 ¦ скронева область.

Мал. 2.3. Взаємне становище частин у людському тілі

б ¦ задня поверхня: 1 тім'яна область; 2 скронева область; 3 лобна область; 4 ¦ область очниці; 5 ? вилицька область; б щкова область; 7 ¦ піднижньощелепний трикутник; 8 грудино-ключично-соскоподібна область; 9¦акроміальна область; 10 міжлопаткова область; 11 Лопаткова область; 12 дельтоподібна область; 13 бічна грудна область; 14 задня область плеча; 15 підреберна область; 16 задня ліктьова область; 17 задня область передпліччя; 18 передня область передпліччя; 79 | долоня кисті; 20 область п'яти; 21 - підошва стопи; 22 тил стопи; 23 передня область гомілки; 24 задня область гомілки; 25 задня область коліна; 26 задня область стегна; 27 задніпрохідна область; 28 сіднична область; 29 крижова область; 30 Бічна область живота; 31 - поперекова область; 32 - підлопаткова область; 33 хребетна область; 34 задня область плеча; 35 ¦ задня ліктьова область; 36 задня область передпліччя; 37 тил кисті; 38 передня область плеча; 39 надлопаткова область; 40 задня область шиї; 41 потилична область

Мал. 2.4. Порожнини тіла

Мал. 2.5. Схема осей та площин у тілі людини:

1 | вертикальна (поздовжня) вісь;

2 фронтальна площина; 3 горизонтальна площина; 4 поперечна вісь; 5 сагітальна вісь; 6 Сагітальна площина

Щоб краще орієнтуватися щодо взаємного становища частин у тілі, виходять із деяких основних площин і напрямів (рис. 2.5). Терміни "верхній", "нижній", "передній", "задній" відносяться до вертикального положення тіла людини. Площина, що ділить тіло у вертикальному напрямку на дві симетричні половини, називаєтьсясерединний. Площини, паралельні серединній, називаютьсясагітальними (лат. sagitta стріла); вони ділять тіло на відрізки, розташовані у бік праворуч наліво. Перпендикулярно до серединної площини йдутьфронтальні, тобто паралельні лобі(фр. front лоб) площини; вони розтинають тіло на відрізки, розташовані у напрямку спереду назад. Перпендикулярно серединній та фронтальній площині проводятьсягоризонтальні, або поперечні площини, що поділяють тіло на відрізки, розташовані один над одним. Сагітальних (за винятком серединної), фронтальних та горизонтальних площин можна провести довільну кількість, тобто через будь-яку точку поверхні тіла чи органа.

Термінами «медіально» та «латерально» користуються для позначення частин тіла по відношенню до серединної площини: medialis ¦ що знаходиться ближче до серединної площини, lateralis ¦ далі від неї. З цими термінами не треба змішувати терміни «внутрішній» interims і «зовнішній» externus, які використовуються лише по відношенню до стінок порожнин. Слова «черевний» ventralis, «спинний» dorsalis, «правий» dexter, «лівий» sinister, «поверхневий» superficial, «глибокий» profundus не потребують пояснення. Для позначення просторових відносин на кінцівках прийнято терміни«proximalis» та «distalis», тобто знаходиться ближче і далі від місця з'єднання кінцівки з тулубом.

Для визначення проекції внутрішніх органів проводять низку вертикальних ліній: передню і задню серединні відповідно перерізам серединної площини; праву та ліву грудинні по бокових краях грудини; праву і ліву серединноключичні через середину ключиці; праву і ліву навкологрудинні посередині між грудиною і серединноключичною; праву і ліву передньопідкрилкові відповідно передньому краю підкрилкової ямки; праву і ліву серединнопідкрильцеві, що виходять із глибини однойменної ямки; праву і ліву задньопідкрильцеві відповідно задньому краю подкрыльцовой ямки; праву та ліву лопаткові через нижній кут лопатки; праву і ліву навколохребетні посередині між лопатковою і задньою серединною лініями (відповідає верхівкам поперечних відростків).

Короткі дані про центр тяжкості тіла людини

Функція нижніх кінцівок людини, якщо виключити багато фізичних вправ, визначається головним чином опорою (становище стоячи) та локомоцією (ходьба, біг). І в тому, і в іншомуУ разі функцію нижніх кінцівок, на відміну верхніх, має значний вплив загальний центр тяжкості (ОЦТ) тіла людини (рис. 2.6).

Мал. 2.6. Розташування загального центру тяжіння за різних видів стояння: 1 | при напруженому; 2 при антропометричному; 3 | при спокійному

У багатьох завданнях механіки зручно і допустимо розглядати масу якогось тіла так, ніби вона сконцентрована в одній точці центру тяжіння (ЦТ). Оскільки ми маємо аналізувати сили, що діють на тіло людини під час виконання фізичних вправ і стоячи (спокій), нам слід знати, де знаходиться ЦТ у людини в нормі та при патології (сколіоз, коксартроз, ДЦП, ампутації кінцівки та ін.).

У загальній біомеханіці важливим є вивчення розташування центру тяжкості (ЦТ) тіла, його проекції на площу опори, а також просторового співвідношення між вектором ЦТ та різними суглобами (рис. 2.7). Це дозволяє вивчати можливості блокування суглобів, оцінити компенсаторні, пристосувальні зміни в опорно-руховому апараті (ОДА). У дорослих чоловіків (в середньому) ОЦТ розташовується на 15 мм позаду передньо-нижнього краю тіла V поперекового хребця. У жінок ЦТ у середньому розташовується на 55 мм спереду від передньо-нижнього краю I крижового хребця (рис. 2.8).

У фронтальній площині ОЦТ незначно (на 2,6 мм у чоловіків та на 1,3 мм у жінок) зміщений вправо, тобто права нога приймає дещо більше навантаження, ніж ліва.

Мал. 2.7. Види положення тіла людини стоячи: 1 | антропометричне положення; 2 спокійне становище; 3 напружене положення: Кухоль з точкою в центрі, що знаходиться в області тазу, показує положення загального центру тяжкості тіла; в області голови - положення центру тяжкості голови; в області кисті положення загального центру тяжкості пензля. Чорні точки показують поперечні осі суглобів верхньої та нижньої кінцівок, а такж атланто-потиличного суглоба

Мал. 2.8. Розташування центру

тяжкості (ЦТ): а в чоловіків; б у жінок

Загальний центр тяжкості (ОЦТ) тіла складається із центрів тяжкості окремих частин тіла (парціальні центри тяжкості) (рис. 2.9). Тому при рухах та переміщенні маси частин тіла переміщається і загальний центр тяжіння, але для збереження рівноваги його проекція не повинна виходити за межі площі опори.

Мал. 2.9. Розташування центрів тяжкості окремих частин тіла

Мал. 2.10. Положення загального центру тяжкості тіла: а у чоловіків однакового росту, але різної статури; б) у чоловіків різного зростання; у чоловіків і жінок

Висота положення ОЦТ у різних людейзначно варіює в залежності від цілого ряду факторів, до яких в першу чергу відносяться стать, вік, статура тощо (рис. 2.10).

У жінок ОЦТ зазвичай "має трохи нижче, ніж у чоловіків (див. рис. 2.8).

У дітей раннього віку ОЦТ тіла розташоване вище, ніж у дорослих.

При зміні взаємного розташування частин тіла проекція його ОЦТ також змінюється (рис. 2.11). Змінюється у своїй і стійкість тіла. У практиці спорту (навчання вправ і тренування) і під час виконання вправ лікувальної гімнастики це дуже важливий, оскільки за більшої стійкості тіла можна виконувати руху з більшою амплітудою без порушення рівноваги.

Мал. 2.11. Положення загального центру тяжкості за різних положень тіла

Стійкість тіла визначається величиною площі опори, висотою розташування ОЦТ тіла та місцем проходження вертикалі, опущеної з ОЦТ, усередині площі опори (див. рис. 2.7). Чим більше площаопори і чим нижче розташований ОЦТ тіла, тим більша стійкість тіла.

Кількісним виразом ступеня стійкості тіла у тому чи іншому положенні єкут стійкості(УУ). УУ називається кут, утворений вертикаллю, опущеною з ОЦТ тіла та прямою, проведеною з ОЦТ тіла до краю площі опори (рис. 2.12). Чим більший кут стійкості, тим більше ступіньстійкість тіла.

Мал. 2.12. Кути стійкості приМал. 2.13. Плечі сили тяжіння по

виконанні вправи «шпагат»: по відношенню до поперечних осей

а кут стійкості назад; обертання в тазостегновому, колінному

р кут стійкості вперед; та гомілковостопному суглобах опорної

Р сила тяжіння ноги ковзаняра

(за М.Ф. Іваницьким)

Вертикаль, опущена з ОЦТ тіла, проходить певній відстані від осей обертання суглобів. У зв'язку з цим сила тяжіння в будь-якому положенні тіла має по відношенню до кожного суглоба певниймомент обертання,рівний добутку величини сили тяжіння на її плече.Плечем сили тяжінняє перпендикуляр, проведений із центру суглоба до вертикалі, опущеної з ОЦТ тіла (рис. 2.13). Чим більше плече сили тяжкості, тим більший момент обертання має по відношенню до суглоба.

Маса частин тіла визначається у різний спосіб. Якщо у різних людей абсолютна масачастин тіла значно відрізнятиметься, то відносна маса, Виражена у відсотках, досить постійна (див. табл. 5.1).

Дуже велике значеннямають дані про масу частин тіла, а також про розташування парціальних центрів тяжкості та моментів інерції в медицині (для конструювання протезів, ортопедичного взуття тощо) та у спорті (для конструювання спортивного інвентарю, взуття тощо).

Організм, орган, система органів, тканини

Організмом називається всяка жива істота, основними властивостями якої є: постійний обмін речовин та енергії (всередині себе та з навколишнім середовищем); самооновлення; рух; дратівливість та реактивність; саморегулювання; зростання та розвиток; спадковість та мінливість; пристосовність до умов існування. Чим складніше влаштований організм, тим більшою мірою він зберігає сталість внутрішнього середовища гомеостаз (температура тіла, біохімічний склад крові та ін.) незалежно від умов зовнішнього середовища.

Еволюція відбувалася під знаком двох протилежних тенденцій: диференціації, або поділу тіла на тканини, органи, системи (з відповідним та одночасним поділом та спеціалізацією функцій), та інтеграції, чи об'єднання частин у цілісний організм.

органом називають більш менш відособлену частину організму (печінка, нирка, око і т. д.), що виконує одну або кілька функцій. В освіті органу беруть участь різні за будовою та фізіологічною роллю тканини, що виникли протягом тривалої еволюції як сукупність пристосувальних механізмів. Одні органи (печінка, підшлункова залоза та ін) мають складну будову, причому кожен їх компонент виконує свою функцію. В інших випадках складові той чи інший орган (серце, щитовидна залоза, нирка, матка та ін.) клітинні структури підпорядковані виконанню єдиної складної функції(кровообіг, сечовиділення та ін.).

Розділ 3. Основи біомеханічного контролю

Наука починається з того часу, як починають вимірювати.

Точне знання немислиме без міри.

Д. І. Менделєєв

Від інтуїції – до точного знання!

Двигуна майстерність людини, її вміння за будь-яких умов рухатися швидко, точно і красиво, залежить від рівня фізичної, технічної, тактичної, психологічної та теоретичної підготовленості. Ці п'ять чинників культури рухів є провідними і у спорті, і у фізичному вихованні школярів, і під час занять масовими формами фізкультури. Для вдосконалення рухової майстерності і навіть для збереження його на колишньому рівні необхідний контроль за кожним із названих факторів.

Об'єктом біомеханічного контролю є моторика людини, т. е. рухові (фізичні) якості та його прояви. Це означає, що в результаті біомеханічного контролю ми отримуємо відомості:

1) про техніку рухових дій та тактику рухової діяльності;

2) про витривалість, силу, швидкість, спритність і гнучкість, належний рівеньяких є необхідною умовоювисокої техніко-тактичної майстерності (В англомовній літературі з фізичного виховання прийнято ширший перелік рухових якостей, у тому числі здатність виконувати вправи на рівновагу, танцювальні вправи тощо).

Можна сказати ще простіше: біомеханічний контроль дає у відповідь три питання:

1) Що робить людина?

2) Наскільки добре він це робить?

3) Завдяки чому він це робить?

Процедура біомеханічного контролю відповідає наступній схемі:

Вимірювання у біомеханіці

Шкали вимірів та одиниці вимірів

Шкалою вимірювання називається послідовність величин, що дозволяє встановити відповідність між характеристиками об'єктів, що вивчаються, і числами. При біомеханічному контролі найчастіше використовують шкали найменувань, стосунків та порядку.

Шкала найменувань – найпростіша з усіх. У цій шкалі числа, літери, слова або інші умовні позначення виконують роль ярликів і служать для виявлення та розрізнення об'єктів, що вивчаються. Наприклад, під час контролю за тактикою гри футбольної команди польові номери допомагають упізнати кожного гравця.

Числа чи слова, що становлять шкалу найменувань, дозволяється міняти місцями. І якщо їх без шкоди для точності значення змінної змінної можна змінювати місцями, то цю змінну слід вимірювати за шкалою найменувань. Наприклад, шкала найменувань використовується щодо обсягу техніки і тактики (про це розповідається в наступному розділі).

Шкала порядку виникає, коли складові шкалу числа впорядковані за рангами, але інтервали між рангами не можна точно виміряти. Наприклад, знання з біомеханіки або навички та вміння на уроках фізкультури оцінюються за шкалою: "погано" - "задовільно" - "добре" - "відмінно". Шкала порядку дає можливість не тільки встановити факт рівності або нерівності об'єктів, що вимірюваються, але й визначити характер нерівності в якісних поняттях: "більше - менше", "краще - гірше". Однак на запитання: "На скільки більше?", "На скільки краще?" - шкали порядку відповіді не дають.

За допомогою шкал порядку вимірюють "якісні" показники, що не мають суворої кількісної міри (знання, здібності, артистизм, красу та виразність рухів тощо).

Шкала порядку нескінченна, і в ній немає нульового рівня. Це зрозуміло. Якою б неправильною не була, наприклад, хода чи постава людини, завжди можна зустріти ще найгірший варіант. І з іншого боку, якими б красивими та виразними не були рухові дії гімнастки, завжди знайдуться шляхи зробити їх ще прекраснішими.

Шкала відносин найточніша. У ній числа не лише впорядковані за рангами, а й розділені рівними інтервалами – одиницями виміру 1 . Особливість шкали відносин у тому, що у ній визначено становище нульової точки.

За шкалою відносин вимірюють розміри та масу тіла та його частин, положення тіла у просторі, швидкість і прискорення, силу, тривалість часових інтервалів та багато інших біомеханічних характеристик. Наочними прикладами шкали відносин є: шкала терезів, шкала секундоміра, шкала спідометра.

Шкала відносин точніша за шкалу порядку. Вона дозволяє не тільки дізнатися, що один об'єкт вимірювання (технічний прийом, тактичний варіант тощо) краще або гірше іншого, але й дає відповіді на питання, на скільки краще і в скільки разів краще. Тому в біомеханіці намагаються застосовувати саме шкали стосунків та з цією метою реєструють біомеханічні характеристики.

Педагогічне оцінювання

Автоматизація біомеханічного контролю

Тестування рухових якостей

Тестування у біомеханіці

Біомеханічні виміри, шкали вимірів, точність вимірів

Основи біомеханічного контролю

Об'єктом біомеханічного контролю у спорті є моторика людини, тобто. рухові якостіта їх прояв.

В результаті біомеханічного контролю одержують відомості про:

1. Про рівень розвитку фізичних якостей(сила, швидкість, витривалість, гнучкість, спритність) та про належний рівень їх розвитку для відбору та оволодіння техніко-тактичними прийомами

Виявити загальну тренованість (оцінка функціонального стану, антропометричні виміри, рівень розвитку фізичних якостей);

Виявити спеціальну тренованість;

Виявити динаміку розвитку фізичних якостей та спортивних результатів;

Вивчити методи відбору здібних спортсменів;

Встановити контрольні нормативи для різних етапів тренування у різних видах спорту.

2. Техніці та тактиці рухової діяльності

Знання про біомеханічні характеристики базуються на первинної інформації, що отримується різними засобами (за допомогою контрольно-педагогічних випробувань, вимірювальних пристроїв).

Вимірюванням називається знаходження значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.

Вимірювання за способом отримання шуканої величини поділяють на: суб'єктивні (інформація від органів чуття), об'єктивні (використовують спеціальні технічні засоби)

За способом отримання числового значеннявимірюваної величини всі виміри ділять на: прямі, непрямі та сумісні.

За кількістю вимірювальної інформаціївимірювання бувають одноразові та багаторазові.

Основою для вимірювання фізичної величини є шкала вимірів - упорядковану сукупність значень величини.

Найбільш поширеними є чотири типи: найменувань (номінальна), порядку, інтервалів та відносин.

Шкали найменувань (номінальна)- Найпростіша, в якій числа, літери та інші умовні позначення служать для наявності, виявлення та відмінності об'єктів, що вивчаються (наприклад, при розборі тактики гри номери польових гравців у тактичній комбінації виступають як найменування).

Шкала порядкувиникає, коли складові шкалу числа впорядковані за рангами, але інтервали між рангами не можна точно виміряти. Шкала порядку дає можливість не лише встановити факт рівності чи нерівності, а й визначити характер нерівності у поняттях «більше – менше», «краще – гірше». З допомогою шкал порядку вимірюють «якісні показники», які мають суворої кількісної заходи (зайняте місце). Шкала порядку нескінченна, у ній немає як нульового рівня, і максимально кращого.

Шкала інтерваліввикористовує чисельні значення розділені певною кількістюодиниць, її особливість, що точка відліку вибирається довільно (літочислення, температура, кут у суглобі)

Шкала відносиннайточніша. Вона дає можливість визначити не тільки краще чи гірше, але й на скільки має нульовий. початковий рівеньвідліку, числа впорядковані за рангами та розділені рівними інтервалами. Можна виміряти кількісні показники (довжина та маса тіла, швидкість)

Ці види шкали можуть перетворюватися один в одного, залежно, який рівень точності необхідний.

У кожному вимірі отриманий результат неминуче містить похибку - це відхилення результату вимірів від дійсного значення величини.

З причин виникнення похибкиподіляють на інструментальні (викликана недосконалістю засоби вимірювання), методичні (недосконалістю організації процедури вимірювання) та суб'єктивні (викликані індивідуальними особливостямидослідників та дослідників).

За формоювеличини основний і додаткової похибок можуть бути як в абсолютних, і у відносних одиницях.

Абсолютна похибка – величина, що дорівнює різниці результатів вимірювання та істинним значенням вимірюваної величини (Ап = А – А 0). За справжнє значення приймають результат, отриманий точнішим методом. Абсолютна похибка вимірюється у тих самих одиницях, як і сама величина.

У практичної роботичасто зручніше користуватися абсолютною, а відносною величиною похибки.

Відносна погрішність- Відношення абсолютної похибки до справжнього значення вимірюваної величини.

Похибки виміру бувають систематичними та випадковими.

Систематичноїназивається похибка, величина якої не змінюється від виміру до виміру. У силу своєї особливості систематична похибка часто може бути передбачена заздалегідь або в крайньому випадку виявлена і усунена після закінчення процесу вимірювання.

Для усунення систематичної похибки використовується тарування приладу. Таруванням(Від нім. tarieren) називається перевірка показань вимірювальних приладів шляхом порівняння з показаннями зразкових значень заходів (еталонів) у всьому діапазоні можливих значень вимірюваної величини.

Випадкові похибкивиникають через різноманітні причини, які заздалегідь передбачити неможливо. Вони не усуваються, але, використовуючи методи математичної статистики, можна оцінити величину випадкової похибки та врахувати її при поясненні результатів виміру.

Мал. 4. Визначення об'єму рухів у суглобах: 1 вимір об'єму рухів у плечовому суглобі (а вимір кута відведення, б вимір кута згинання); 2 вимірювання рухливості в ліктьовому суглобі, 3 вимірювання кута приведення кисті, 4 вимірювання рухливості в тазостегновому суглобі, 5 вимірювання рухливості тазостегновому суглобіпри згинальній контрактурі, 6 вимірювання величини відведення стегна, 7 вимірювання кута згинання в колінному суглобі, 8 вимірювання рухливості стопи

Мал. 9. Розташування умовної осі гомілковостопного суглоба (а): 1 нормальне положення стопи; 2 відхилення стопи назовні; 3 відхилення стопи всередині. Нормальні та патофізіологічні зміни стопи (чорним позначені зони контакту стопи з поверхнею) (б): 1 нормальне; 2 плоскостопість; 3 клишоногість

Співвідношення маси до поверхні тіла дитини, залежно від віку. Слайд 16 Таблиця 1. Вік Маса тіла, кг Поверхня тіла, м 2 % до середніх показників дорослих маса тілаповерхня тіла Новонароджені 3,50, міс 5,00, » 7.50, рік 10,00, року 15,00, років 23, 00, » -27,01, » , » * Дорослі 651,73100

Середні значення ізометричної сили деяких м'язових груп в залежності від віку (за Е. Азтіззеп, 1968). Слайд 17. Таблиця 2. Показник (кг) Вік, років 20 "2535" 4555 мужжен.муж.жен.муж.жен.г^жжен.мужжен. Сила кисті (±16%)* 55,937,559,938,558,838,055,635,651,632,7 Сила розгиначів тулуба (±16%) 81,656,6 -87,458,390,759,9 а (±17%) 60,640,964,242,266,742,466,041,563,033,6 Сила розгиначів ніг сидячи (±18,5% ) 295" *. " * Коефіцієнт варіації

Розглянемо один напівцикл ходьби, тому що в другому напівциклі фази і граничні пози ті самі, тільки в їх назвах праву ногу потрібно замінити лівою, а ліву - правою: 1. - відрив стопи правої ноги від опори; I - підсідання на лівій (опорній) нозі, її згинання в колінному суглобі 2 - початок розгинання лівої ноги; II – випрямлення лівої ноги, її розгинання у колінному суглобі; 3. – момент, коли права нога у процесі перенесення почала випереджати ліву ногу; III - винесення правої ноги з опорою на всю стопу лівої ноги; 4 – відрив п'яти лівої ноги від опори; IV - винос правої ноги з опорою на носок лівої ноги; 5 - постановка правої ноги на опору; V – подвійна опора, перехід опори з лівої ноги на праву; Слайд 18.

У разі, якщо йдеться про фазовий склад рухової дії, мають на увазі рух всього тіла. Під час розгляду фазового складу ходьби чи бігу мають на увазі руху ніг, що потрібно з'ясування механізмів цих локомоций, тобто. як і від чого людину рухається. У бігу є чотири фази (римські цифри) та чотири, відокремлених один від одного граничними позами: 1. - відрив лівої стопи від опори; I. – розведення стоп; 2. - початок виносу лівої ноги вперед; II – зведення стоп із виносом лівої ноги вперед; 3. - Постановка правої стопи на опору; ІІІ. – амортизація, або підсідання зі згинанням правої (опорної ноги); 4. - початок розгинання правої ноги; IV. - Відштовхування з випрямленням правої ноги до відриву від опори. слайд 18