Координаты точки, тела и системы

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Начало и единицы отсчета времени

Единицы отсчета расстояния

В зависимости от выбранного способа отсчета устанавливаются единицы отсчета расстояния — линейные и угловые.

Линейные единицы. Чаще всего используют метрические единицы: основная — метр, кратная ей — километр (1000 м) и дольные—сантиметр (0,01 м) и миллиметр (0,001 м).

Кроме этой удобной для вычислений системы с десятичной зависимостью между меньшими и большими единицами пока все еще сохраняется в некоторых странах (встречается, в частности, и в спорте) очень неудобная для расчетов система:

1 дюйм=2,54 см; 1 фут==30,48 см; 1 ярд=91,44 см;

1 ярд=3 фута=36 дюймов;

1 м= 1.094 ярда=3,28 фута==39,4 дюйма.

Угловые единицы. В биомеханике применяются: а) градусы, ми­нуты, секунды — при непосредственном измерении углов (окружность=-360°; градус=60'; минута=60"); б) обороты —при прибли­женном определении поворотов (оборот=360°, пол-оборота== 180°, четверть оборота==90° и т. д.); в) радиан —для расчетов по форму­лам — угол между двумя радиусами круга, вырезающими на окруж­ности дугу, по длине равную радиусу (радиан=57° 17'44,8"; 1°=0,01745рад.).

Кроме протяженности движения (в пространстве) необходимо изме­рять его длительность (во времени). В обычных условиях жизни в сут­ках приняты два начала отсчета времени (полночь и полдень), на тран­спорте и в технике связи — одно (астрономическое — полночь). В спор­тивных соревнованиях, естественно, существует одно общее начало отсчета — это либо астрономическое время, либо судейское («секундо­меры на ноль»). В биомеханике в качестве начала отсчета времени вы­бирается момент начала изучаемого движения.

Единица отсчета времени — секунда (составляет 1/60 минуты, или 1/.3600 часа). В современном спорте учитываются еще деся­тые и сотые доли секунды, а в биомеханических исследованиях также и тысячные. Течение времени, естественно, рассматривается от прошлого к будущему, но при анализе движений иногда целесообразно вести отсчет также и в обратную сторону.

Пространственные характеристики в целом определяют простран­ственную форму движений человека.

Координата — это пространственная мера местоположения точки относительно системы отсчета. Местоположение точки обычно определяют по ее линейным координатам:

. Координаты показывают, где находится изучаемая точка (например, пункт отсчета на теле) относительно начала отсчета, на каком расстоянии и в каком направ­лении от него. Для определения положения одной точки на линии необходимо и достаточно одной координаты, положения одной точки на поверхности—двух, в пространстве—трех.

Но, чтобы определить положение какого-либо твердого тела в про­странстве, этого недостаточно. Надо еще знать координаты углового положения тела (угловые координаты), определяющие его ориента­цию относительно этих трех осей:

Еще сложнее определение положения многозвенной биомехани­ческой системы (тела человека), изменяющей свою конфигурацию1. Здесь уже нужно знать положение каждого звена в пространстве. Часто определяют положение тела по положениям проекций осей суставов на его поверхности (пунктов отсчета).

Различают исходное и конечное положения, т. е. положение, из которого движение начинается, и положение, которым оно заканчивается. От исходного положения (например, стартового) часто зависят многие особенности последующего движения. Конечное положение, к которому надо прийти, также может сильно влиять на выполнение движения (приземление после соскока со снаряда в гим­настике, после прыжка в длину в легкой атлетике, после выпуска снаряда в метаниях). Иногда исходное положение не очень сущест­венно (перед началом разбега при прыжке в высоту); в некоторых случаях и конечное почти безразлично (после передачи мяча в фут­боле).

Все движения можно представить себе как сплошной ряд мгновенных (непрерывно сменяющихся) промежуточных по­ложений. Так выглядит движение на кадрах кинопленки. По этим положениям можно приближенно восстановить внешнюю кар­тину выполнения движения. С точки зрения механики описать движение точки — значит определить ее поло­жение в любой момент времени.

Дата добавления: 2014-11-29