Модель энергетически рациональной структуры движения 2 страница

величина силы R числено равна весу тела.

Значение хг и хст берутся, исходя из реальной геометрии тела спорт-смена, находящегося в исследуемом статическом положении. Если после подстановки численных значений получатся отрицательные значения Мk, Rkx и Rry, значит, направления этих сил и моментов на расчетной схеме выбраны неправильно, а, следовательно, должны быть изменены на противоположные.
Определение сил реакции связи в суставе при удержании тех или иных статических положений позволяет оценить нагрузку на сустав (что-бы избежать травм). А определение моментов реакции связи позволяет рассчитать величину и направление моментов, которые необходимо приложить, чтобы зафиксировать данную статическую позу, то есть иными словами, оценить степень участия тех или иных мышечных групп в удержании данного статического положения.
3.5. Анализ устойчивости равновесия статического положения
Устойчивым называется состояние, при котором заданный закон движения (или равновесия) не изменяется в течение некоторого заданного промежутка времени. Устойчивым может быть не только равновесие, существуют и динамически устойчивые процессы.
В механике различают следующие виды устойчивости равновесия твердого тела: 1) устойчивое; 2) неустойчивое; 3) безразличное (рис.3.7а).
Устойчивым называется равновесие, при нарушении которого ОЦТ тела повышается (рис.3.7б), то есть увеличивается запас потенциальной энергии тела. В устойчивом положении будет находиться гимнаст в висе на кольцах или рука, свободно висящая в плечевом суставе. При сколь угодно малом отклонении от положения равновесия в этом случае возникает момент силы тяжести (момент устойчивости Муст = Р*Dh), возвращающий тело в прежнее положение.
Неустойчивым называется равновесие, при нарушении которого ОЦТ тела понижается, то есть запас потенциальной энергии тела уменьшается. При сколь угодно малом отклонении от положения равновесия в этом случае тоже возникает момент силы тяжести М= P*h, но это будет уже не удерживающий, а опрокидывающий момент, который все дальше будет отклонять тело от положения равновесия.
Безразличное равновесие характеризуется тем, что при любом положении тела состояние равновесия не нарушается, а высота положения ОЦТ над площадью опоры остается постоянной, то есть остается постоянным запас потенциальной энергии тела. Примером безразличного равновесия может служить положение мяча на горизонтальной плоскости. В спортивной практике примеров неустойчивого и безразличного равновесия практически не существует.
Как в механике твердого тела, так и в биомеханике физических упражнений, как правило, мы встречаемся с равновесием, когда имеется площадь опоры (рис.3.7в). При незначительном отклонении тела от положения равновесия (положение II) ОЦТ повышается, запас потенциальной энергии увеличивается, возникает момент силы тяжести М = P*d, стремящийся возвратить тело в положение I (момент устойчивости). Налицо имеются все признаки устойчивого равновесия. Но это продолжается лишь при отклонении тела до определенных границ - пока линия действия силы тяжести не дойдет до края площади опоры (положение III). При дальнейшем отклонении тела возникают уже все признаки неустойчивого равновесия: ОЦТ понижается, возникает опрокидывающий момент силы тяжести.
В рассматриваемом случае мы имеем дело с ограниченно - устойчивым равновесием, с которым мы встречаемся в большинстве видов физических упражнений.
Угол a, на который надо повернуть тело, чтобы перевести его из устойчивого положения в неустойчивое, называется углом устойчивости. Углом устойчивости называется угол, образованный двумя лучами, один из которых проводится из ОЦТ вертикально вниз, а второй - из ОЦТ к крайней точке опоры (рис.3.7д). Угол устойчивости будет тем больше, чем больше будет площадь опоры и чем ниже будет расположено ОЦТ. Физический смысл угла устойчивости состоит в том, что он показывает нам, на какой угол надо повернуть тело до начала потери устойчивости. Внутри же зоны угла устойчивости любое отклонение тела от состояния равновесия приведет к его восстановлению.
Угол устойчивости, отражая способности тела возвращаться к первоначальному положению равновесия при прекращении действия на тело сил, нарушающих это равновесие, является динамическим показателем устойчивости равновесия. Чем больше будет угол устойчивости, тем выше будет степень устойчивости равновесия как способности тела восстанавливать состояние равновесия при его нарушении. Этот показатель удобен для сравнения степени устойчивости одного тела в разных направлениях. Сумма двух углов устойчивости в одной плоскости называется углом равновесия. Он характеризует запас устойчивости в этой плоскости, то есть определяет размах перемещений центра тяжести до возможного опрокидывания в ту или другую стороны.
Показателем же статической устойчивости, то есть способности тела сопротивляться нарушению его равновесия, является коэффициент устойчивости (рис.3.7д). Коэффициент устойчивости равен отношению момента устойчивости к опрокидывающему моменту. Опрокидывающий момент создается силой Fопр, действующей на плече h: Мопр = Fопр*h.
Момент устойчивости относительно точки опрокидывания О создается силой тяжести Р, действующей на плече a: Муст = P*a.
Равновесие тела будет возможно в том случае, если равнодействующая R сил Fопр и Р будет пересекать плоскость опоры внутри опорного контура. Если же равнодействующая R пройдет справа от точки О, то она будет создавать опрокидывающий момент и равновесия не будет.
Для равновесия тела необходимо, чтобы коэффициент устойчивости был равен или больше единицы

Муст P * a
K = -------- = --------- 1
Mопр F * h

Таким образом, механическими критериями ограниченно - устойчивого равновесия являются:
1) площадь опоры в направлении потери устойчивости;
2) высота ОЦТ над опорной площадкой;
3) положение проекции ОЦТ по отношению к опорному контуру.
Статическим показателем устойчивости равновесия является коэффициент устойчивости, а динамическим - угол устойчивости. Понятие устойчивости равновесия намного усложняется, если речь идет не о твердом теле, а о теле человека.
В процессе выполнения физических упражнений человек может из-менять площадь опоры, изменять взаимное расположение звеньев тела, то есть изменять позу, а тем самым изменять высоту ОЦТ над опорой и положение проекции ОЦТ по отношению к опорному контуру. Все это при-водит к изменению таких механических показателей устойчивости равновесия, как коэффициент устойчивости и угол устойчивости. Главное же состоит в том, что в живых системах (тело человека) уравновешивание происходит не пассивно, а при активном участии мышечных сил - сил биологического происхождения.
Сохранение равновесия биомеханической системы в том или ином статическом положении представляет из себя сложнейшую регуляторную задачу, в решении которой принимает участие, помимо нервномышечной системы, зрение, вестибулярный аппарат, тактильная чувствительность и др.
За счет сложнейшего процесса регулирования своих мышечных усилий человек выполняет компенаторные и амортизирующие движения, способствующие сохранению и восстановлению равновесия. Будет точнее сказать, что при сохранении положения тела нет абсолютной статической устойчивости. Мы уже отмечали, что тело человека ни когда не находится в состоянии абсолютной статики из-за дыхательных движений, перистальтики кишечника, циркуляции крови и других процессов, ведущих к перемещению масс.
Резервы же сохранения равновесия - динамическое уравновешивание в каждом сочленении. Тело человека является многозвенной системой с таким расположением звеньев, что почти относительно всех суставов имеются статические моменты (момент сил тяжести звеньев тела). Равновесие тела будет обеспечено в том случае, если статические моменты всех его звеньев будут уравновешены мышечными моментами. Например, в основной стойке проекция ОЦТ расположена на»8мм сзади от тазобедренного сустава, на»9мм спереди от коленного сустава и на»40мм спереди от голеностопного сустава.
Таким образом, парциональные статические моменты вышележащих звеньев тела направлены на разгибание тазобедренного и коленного суставов и тыльное сгибание в голеностопном суставе. Тем не менее эти суставы не находятся в положении максимального разгибания. Очевидно, этому препятствует упругая тяга растянутых сгибателей. В условиях покоя напряжение мышц обусловлено не активностью двигательных единиц, а их собственно упругими свойствами. Срабатывает безусловный рефлекс на растяжение. Сигнализация об изменениях в положении звеньев, образующих сустав, связана с ответами трех групп рецепторов: 1) окончаний Гольджи, расположенных в суставных связках (они сигнализируют об изменении величины суставного угла); 2) окончаний Руффини (они сигнализируют о скорости и направлении изменения суставного угла); 3) телец Фатер - Пачини, лежащих в суставной капсуле.
Если бы линии действия сил тяжести проходили через ось сустава, то энергетически уравновешивание было бы выгодное, но поддерживать, регулировать равновесие было бы труднее, так как в этом случае мышца лишь блокировала бы, фиксировала бы сочленение, а растяжения мышц, связок, сумок не было бы, а следовательно, не было бы стимуляторов, включающих рефлекторную регуляцию.
Картина уравновешивания усложняется тем, что постоянное взаимное смещение звеньев тела друг относительно друга меняет величину статических моментов.
По существу при стоянии мы имеем дело с динамическим равновесием, характер которого определяется не только механическими факторами, а зависит, главным образом, от функции систем, осуществляющих его регуляцию.
Устойчивость тела определяется не только механическими фактора-ми. Можно так подобрать механические параметры устойчивости, что они будут одинаковы и в стойке на ногах, и в стойке на руках. Но биологически равновесие в стойке на руках значительно труднее, так как теряются привычные внутренние связи, ориентации звеньев относительно гравитационного поля. Все это затрудняет привычную нервно - мышечную регуляцию равновесия, а также деятельность других регуляторных систем (вестибулярных, зрительных, тактильных анализаторов).
Оценка степени устойчивости статического положения играет важную роль в биомеханическом анализе физических упражнений. Как уже отмечалось, статическое положение часто является начальным, исходным положением для выполнения дальнейшей двигательной программы. Да и любая смена направления движения спортсмена проходит мгновенную статическую позу. Недостаточная или, наоборот, чрезмерная степень устойчивости подчас нарушает программу двигательной задачи.
При оценке степени устойчивости статического положения необходимо учитывать его целевой характер. Формулирование цели является од-ной из методологических задач современных исследований.
Например, целью статического положения "Старт" (в легкой атлетике, плавании и др. спортивных специализациях) является перевод механической системы (тело человека), находящейся в состоянии равновесия, в другое механическое состояние с минимальными энергозатратами, а также обеспечение необходимых параметров движения (траектории, скорости, ускорения) при последующем перемещении. Поэтому и запас устойчивости положения "Старт" должен быть минимальным в направлении движения.
3.6. Анализ условий дыхания в статическом положении.
Функция дыхания - одна из важнейших в организме. Биомеханика изучает условия дыхания, так как, во-первых, механизм дыхания обеспечивается деятельностью скелетных мышц, которые принимают участие и в движении, и в поддержании позы, а, во-вторых, степень загруженности и условия работы некоторых мышц при поддержании статического положения будут затруднять или облегчать осуществление дыхательной функции.
проанализировать с точки зрения биомеханики условия дыхания в статическом положении - это значит ответить на вопрос, какой тип дыхания возможен, какой затруднении и почему.
Сущность дыхания заключается в осуществлении газообмена между организмом и средой. Сам механизм дыхания основан на свойстве газов при неравномерном давлении перемещаться в область меньшего давления. Изменение давления воздуха в полости легких происходит в результате изменения объема грудной клетки, так как легкое механически связано с грудной клеткой. Легкое покрыто двумя листками плевры, внутренний листок сращен с легким, а наружный - с внутренней стенкой грудной клетки. Между двумя плевральными листками давление меньше атмосферного - отрицательное. Листки притянуты друг к другу. Если грудная клетка расширяется, плевра растягивается и растягивает легкое.
При увеличении объема легких давление в них падает, и атмосферный воздух затягивается в альвеолы легких. От активности изменения объема грудной клетки и легких зависит активность дыхания. Грудная клетка изменяется в объеме благодаря своему строению и работе мышц.
Грудная клетка образована 12 парами ребер, грудиной и 12 грудными позвонками. Нижней стенкой грудной плоскости служит диафрагма. Все кости грудной клетки соединены суставами. В грудной клетке около ста соединений, поэтому подвижности грудной клетки очень большая. Каждое ребро соединено суставом с позвонком и хрящевым образованием - с грудиной. Позвонки соединены между собой двумя суставами и одним хрящевым сращением. Каждое ребро, кроме II-го и XII-го, соединяются с позвоночным столбом двумя суставами: один сустав - головка ребра с телами двух соседних позвонков, другой - бугорок ребра с поперечными отростками нижележащего позвонка.
Наибольшая амплитуда движения ребер возможна, если при вдохе происходит выпрямление позвоночного столба, а при выдохе - сгибание.
Движение верхних ребер изменяет объем грудной клетки в передне-заднем направлении, движение нижних ребер изменяет поперечный размер (по фронтальной плоскости) грудной клетки.
В спокойном состоянии диафрагма образует купол выпуклостью в сторону легких. При сокращении диафрагма уплощается, увеличивая продольный размер грудной клетки.
Изменение объема грудной клетки происходит в следствие работы дыхательных мышц. Деятельность дыхательных мышц регулируется автоматически действующим дыхательным центром, расположенным в про-долговатом мозгу.
Механизм дыхания следующий: дыхательный центр возбуждается при избытке углекислого газа в крови и посылает импульс к дыхательным мышцам. Мышцы, сокращаясь, растягивают грудную клетку. грудная клетка тянет наружный плевральный листок, за ним тянется внутренний, который сращен с легким. Легкое увеличивается в объеме, воздух поступает в альвеолы легких, омывается кровью и т.д.
Вдох тормозится, когда с проприорецепторов дыхательных мышц поступают сенсорные сигналы в дыхательный центр о достаточном растяжении этих мышц.
При выходе движение ребер вызывается эластическими силами реберных хрящей, связок, тяжестью ребер и сокращением мышц. В условиях невесомости выдох затруднен.
Мышцы, принимающие участие в изменении объема грудной клетки, делятся на мышцы вдоха, увеличивающие объем, и мышцы выдоха, уменьшающие объем.
В свою очередь, мышцы выдоха делятся на собственно дыхательные и вспомогательные.
Собственно дыхательные мышцы выполняют только одну функцию - изменяют объем грудной клетки.
Вспомогательно - дыхательные мышцы могут выполнять две функции. Их прямое назначение - перемещение периферических звеньев тела: рук, лопаток, головы, таза. Однако, при фиксации периферических звеньев тела эти мышцы могут перемещать ребра, изменяя объем грудной клетки. Например, если руки на опоре, то большие грудные мышцы, широчайшие мышцы спины и передние зубчатые могут расширять грудную клетку. Если же вспомогательно дыхательные мышцы удерживают периферические звенья, то в этом случае ограничиваются возможности дыхательных движений.
Основные мышцы вдоха: 1. Диафрагма. При сокращении диафрагмы уплощается ее купол и увеличивается объем грудной клетки в вертикальном направлении. При напряжении мышц брюшного пресса, то есть при увеличении внутрибрюшного давления, работа диафрагмы затруднена (так же как и квадратной и подвздошно - реберной мышц). 2. Наружные и внутренние межреберные мышцы. Их работа затруднена, если загружен пояс верхних конечностей и этим мышцам трудно перемещать ребра. 3. Мышцы - подниматели ребер. 4. Задняя верхняя зубчатая мышца. Эта мышца поднимает ребра. 5. Задняя нижняя зубчатая мышца опускает и разводит ребра. Работа затруднена при напряжении мышц брюшного пресса. 6. Квадратная мышца поясницы. Работает при диафрагмальном дыхании. 7. Подвздошно - реберная мышца.
Вспомогательные мышцы вдоха: 1. Лестничные мышцы. Работают как дыхательные при фиксировании шейной части позвоночного столба к закрепленной голове. Поднимают 1-2 ребро. 2. Нижние пучки передней зубчатой. При фиксированной лопатке подтягивают нижние ребра вверх. 3. Малая грудная. 4. Большая грудная. 5. Подключичная (при фиксированном поясе верхних конечностей). 6. Выпрямитель позвоночника. 7. Грудино - ключично - сосцевидная. 8. Мышцы - подниматель лопатки. 9. Ромбо-видные. 10. Верхние пучки трапециевидной.
Мышцы выдоха: 1. Прямая мышца живота. 2. Наружная косая. 3. Внутренняя косая. 4. поперечная мышца живота. При осуществлении выдоха грудная клетка спадает под действием собственной силы тяжести и эластической тяги реберных хрящей. Но для форсированного выдоха при выполнении физических упражнений на грудную клетку необходимо дополнительное давление, которое осуществляется мышцами выдоха: прямая мышца живота, наружная и внутренняя косые, поперечная мышца живота.
В зависимости от того, какая область грудной клетки преимущественно перемещается и какие мышцы сокращаются, принято выделять типы дыхания: верхнегрудной, нижнегрудной, брюшной (диафрагмальный) и смешанный.
При оценке условий дыхания в статическом положении на основе анализа взаимного положения звеньев необходимо выяснить возможность участия вспомогательных мышц в осуществлении дыхательной функции, а на основе анализа степени загруженности мышц того или иного сочленения - определить преимущественный тип дыхания.

4. КИНЕМАТИКА ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ.
4.1. Кинематическая структура двигательных действий.
Современная биомеханика рассматривает тело человека как движущуюся систему, а сами процессы движений - как развивающиеся системы движений.
Всякая система характеризуется наличием определенного состава (элементов, из которых состоит система) и структуры (сложившихся закономерностей взаимосвязи отдельных элементов). Понятие о структуре движений, пожалуй, главное в изучении двигательных действий. Если вы-делить части, элементы системы движений иногда сравнительно не труд-но, то изучать закономерности связей между этими элементами, закономерности объединения этих элементов движения в единое целое, то есть изучать структуру системы движений, - намного сложнее.
Тренеру для целенаправленного воздействия движений (то есть на спортивную технику) своего ученика с целью ее совершенствования под-час важнее знать закономерности взаимосвязи отдельных элементов, то есть структуру системы, чем даже ее состав.
Лишь познав закономерности связей и отношений между элемента-ми системы движений, то есть ее структуру, можно понять принципы и особенности процесса управления движениями, можно научиться правильно находить пути и методы целенаправленного воздействия на систему движений, то есть на спортивную технику, с целью ее совершенствования.
Изучение структуры движений - это есть путь познания и совершенствования спортивной техники.
Наиболее простые, легко поддающиеся регистрации связи между элементами системы движений - это механические. Эти связи выражены законами механики. Таким образом, закономерности взаимосвязи отдельных элементов системы (то есть ее структура) могут рассматриваться на основе изучения различных механических характеристик системы движений.
В первую очередь, наиболее легко поддается нашему наблюдению внешняя картина движения, его кинематика. Поэтому и изучать движение мы обычно начинаем с регистрации и изучения его кинематических характеристик.
По кинематическим характеристикам (пространственным, временным, пространственно - временным) можно установить кинематическую структуру движения - как закономерность взаимосвязи частей движения в пространстве и во времени.
Для изучения кинематической структуры вначале необходимо зарегистрировать кинематические характеристики изучаемого движения. Обычно кинематические характеристики регистрируются с помощью кинофототелевизионной техники, позволяющей запечатлеть внешнюю кар-тину (кинематику) движения. Кинематикой называется раздел механики, изучающий механическое движение тел, то есть изменение их взаимного положения в пространстве с течением времени, без учета массы тел и действующих сил.
4.2. Кинематика точки.
Системы отсчета расстояний и времени. Механическое движение всегда принято изучать по отношению к какому-то телу отсчета, относительно которого в любой момент времени определяют положение движущегося тела.
Если систему отсчета связывают с "неподвижным", неускоряемым (инерциальным) телом отсчета (Земля и все тела, неизменно с ней связанные), то такая система отсчета называется инерциальной. Например, если мы будем изучать параметры движения ноги бегуна по отношению к опоре (беговой дорожке), то данное изучение мы будем проводить в инерциальной системе отсчета.
Если систему отсчета связывают с телом, которое само движется с ускорением (неинерциальное тело), то такая система отсчета называется неинерциальной. Например, если мы будем изучать параметры движения ноги бегуна относительно его туловища (которое тоже двигается), то данное изучение мы будем проводить в неинерциальной системе отсчета. Вы-бор той или другой системы отсчета определяется целью исследования.
В выбранной системе отсчета кинематика движения изучается на основе регистрации или расчета кинематических характеристик движения.
Среди кинематических характеристик мы различаем: пространственные, временные, пространствненно - временные характеристики.
В любой данный момент времени точка может занимать только одно положение на траектории, поэтому ее расстояние S от начала отсчета есть некоторая однозначная функция времени: S = S(t).
Это уравнение, выражающее функциональную зависимость проходимого точкой пути от времени, называется законом движения точки. За-кон движения - это как бы расписание движения точки по траектории. За-кон движения может быть задан аналитически (в виде уравнения), графи-чески (график) или в виде таблицы.
Зависимость Х = Х(t) выражает закон движения точки вдоль оси х.
Зависимость Y=Y(t) выражает закон движения точки вдоль оси у.
4.3. Кинематика тела.
Тело человека - это не материальная точка, а очень сложная биомеханическая система переменной конфигурации.
При изучении кинематики движений человека мы можем исследовать движение отдельных точек его тела (например, ОЦТ или центров суставов) и производить анализ и оценку их движений с помощью рассмотренных ранее кинематических характеристик. При изучении движения от-дельных звеньев тела человека мы можем вычленить и наблюдать наиболее простые формы движения тела - поступательное и вращательное.
Поступательным движением тела называется такое движение, при котором всякая прямая, проведенная в этом теле, перемещается, оставаясь параллельной самой себе.
Поступательное движение не стоит смешивать с прямолинейным. При поступательном движении тела траектории его точек могут быть как прямолинейными, так и криволинейными (например, траектория полета ядра или траектория ОЦТ тела человека в полной фазе бегового шага).
При поступательном движении тела все его точки движутся по одинаковым и параллельно расположенным траекториям и имеют равные скорости и равные ускорения. Поэтому поступательное движение тела вполне определяется движением какой-либо одной его точки, а значит, за-дача поступательного движения тела сводится к изучению движения любой его точки.
Вращательным движением тела называется такое движение, при ко-тором какие-либо две его точки остаются все время неподвижными. Прямая, проходящая через эти точки, называется осью вращения. Траекторией движения любой точки тела при вращательном движении будет окружность.
Мерой перемещения тела при вращательном движении является угол поворота . Чтобы знать положение тела во вращательном движении в любой момент времени, надо знать зависимость угла поворота от времени t: = (t).Данное уравнение выражает закон вращательного движения тела.
Основными кинематическими характеристиками вращательного движения тела является его угловая скорость w и угловое ускорение e.
Угловая скорость тела в данный момент времени числено равна перовой производной от угла поворота по времени:

Направлен вектор угловой скорости вдоль оси вращения в ту сторону, откуда вращение кажется происходящим против часовой стрелки.
Угловое ускорение тела характеризует быстроту изменения угловой скорости по времени. Угловое ускорение тела в данный момент времени числено равно первой производной от угловой скорости по времени:

Вектор углового ускорения также направлен вдоль оси вращения. Если направление векторов угловой скорости и углового ускорения совпадают, то вращение - ускоренное.
При вращательном движении тела разные его точки будут иметь различные линейные скорости и ускорения. Линейная скорость точки вращающегося тела числено равна произведению угловой скорости на радиус вращения и направлена по касательной к окружности вращения (перпендикулярно радиусу вращения) V = w * r.
Таким образом, линейные скорости точек вращающегося тела пропорциональны их расстояниям от оси вращения (чем дальше удалена точка от оси вращения, тем большую линейную скорость она имеет).
Пример плоскопараллельного движения - качение гимнастического обруча по горизонтальной плоскости (рис.4.1а). Все точки обруча двигаются в плоскости параллельной неподвижной вертикальной плоскости. Любая точка обода обруча (например, точка М) движется по отношению к земле по кривой ММ, М2, М3, М, которая называется циклоидой. Это движение можно считать состоящим из двух простых движений: 1) вращение точки М вместе с ободом относительно центра обруча О; 2) движения точки М вместе с поступательно движущимся обручем. Поэтому скорость любой точки М обруча будет равна геометрической сумме двух скоростей (рис.4.1б): 1) скорости поступательного движения обруча Vо; 2) линейной скорости вращательного движения точки М относительно центра О - Vм(О).
Линейная скорость вращения точки М относительно центра О равна произведению угловой скорости вращения w на радиус вращения . Таким образом, скорость любой точки тела, движущегося плоскопараллельно, определяется по формуле:

Пример. Гимнаст выполняет сальто (рис.4.1в). Обозначим ОЦТ тела гимнаста точкой С, центр тяжести головы - точкой А, голеностопный сустав - точкой В. Вращение происходит по часовой стрелке. Известны: скорость ОЦТ тела гимнаста - VC, угловая скорость вращения тела гимнаста относительно ОЦТ - w, а также линейные размеры гимнаста АС и ВС. Требуется определить скорость точки А и точки В. Скорость точки А равна:

Вектор скорости VAC направлен перпендикулярно радиусу вращения АС и по величине равен:

На чертеже (рис.4.1в) произведено геометрическое сложение векторов скоростей VC и VAC и получен вектор скорости ЦТ головы VA.
Подобным же образом находится скорость голеностопного сустава VB.
4.4. Составное движение.
Тело человека - подвижная, изменяемая биомеханическая система, в которой одни звенья движутся по отношению к другим, а все тело в целом тоже совершает движение в пространстве.
Движение, обусловленное движением ряда звеньев, в биомеханике называют составным. Когда в составном движении принимают участие два звена, то обычно составляющие этого движения называют переносными или относительными. Например, в беге движение туловища по отношению к опоре (неподвижной системе отсчета) называется переносным.
Движение бедра по отношению к туловищу (подвижной системе от-счета) называется относительным.
Движение же бедра по отношению к опоре (неподвижной системе отсчета) называется абсолютным.
При составном движении абсолютная скорость точки равна геометрической сумме относительной и переносной скоростей:

Например, абсолютная скорость коленного сустава ноги в беге (рис.4.2) будет равна геометрической сумме скорости тазобедренного сустава (переносная скорость) и линейной скорости коленного сустава во вращательном движении бедра относительно туловища (относительная скорость):

где Vк - искомая абсолютная скорость коленного сустава по отношению к опоре;
Vтб - переносная скорость тазобедренного сустава (в поступательном движении туловища);
Vл(тб) - относительная скорость коленного сустава во вращательном движении бедра относительно туловища.

Дата добавления: 2015-05-09