Биомеханика стиля кадочникова

Для реализации двигательной деятельности человека служит опорно-двигательный аппарат. Он состоит из костно-суставной (скелет) и мышечно-сухожильной систем. Костный скелет составляет механический остов тела человека и обеспечивает функции опоры и движения тела, защиту отдельных органов и систем от внешних повреждений. В образовании скелета взрослого человека принимает участие более 200 костей (в т.ч. 148 подвижных) и 147 суставов. Наличие одно и двухстепенных суставов позволяет скелету реализовывать многие сотни степеней свободы (отдельных направлений подвижности). У этого привода человеческого организма есть не менее достойный двигатель - мышечная система, в подавляющей своей части состоящая из поперечно-полосатой мышечной ткани, способной почти мгновенно высвобождать огромные мощности представляющие серьезную опасность для собственного скелета и потому требующие детального и строгого контроля со стороны центральной нервной системы.

С механической точки зрения двигательный аппарат человека можно рассматривать как машину, состоящую из сложной системы рычагов, которые приводятся в движение с помощью мышц. Однако, при изучении двигательных актов человека и факторов, их обусловливающих, становится очевидным, что ограничиваться при этом только законами механики было бы неправильно. Для того, чтобы понять устройство двигательного аппарата и принцип его деятельности, следует учитывать существенную деталь - биологическую природу "механизмов" человеческого тела.

Выделяется три принципиальных особенности, или три характерных черты опорно - двигательного аппарата человека, отличающих его от неживой машины:

1. Опорно-двигательный аппарат человека построен из живых органов и тканей, в клетках которых постоянно осуществляется обмен веществ. Как известно, структурной и функциональной основой живой материи является белок, который, будучи химически активным веществом, своими молекулами легко вступает в разнообразные реакции с другими органическими и неорганическими веществами и этим обеспечивает специфическую функцию клеток.

В связи с этим становится понятной чрезвычайная зависимость строения и функции клеток от их рабочего использования, от интенсивности протекающих в них обменных процессов.

Морфологическое и функциональное совершенствование под влиянием работы и деградация при бездеятельности являются одной из важнейших особенностей двигательного аппарата человека.

2. Двигательная деятельность человека обеспечивается не только работой опорно-двигательного аппарата, но и работой органов чувств и центральной нервной системы. Рефлекторный механизм обеспечивает многообразное использование одних и тех же двигательных структур в непрерывном приспособлении движений к меняющимся условиям внешней или внутренней среды. Отсюда, одной из характерных черт "живой машины" является рефлекторный принцип деятельности двигательного аппарата.

3. В технической машине, производимые движения, предопределены раз и навсегда самой формой сочленений между движущимися частями. Например, шатунно-кривошипный механизм, обеспечивающий движения поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, поршневая система паровоза и т. д.

"Живая машина" отличается от своего механического аналога тем, что может менять свои рабочие константы в зависимости от ситуации.

Принципиальным механизмом, служащим для передачи и полезного использования механической энергии в двигательном аппарате, является рычаг. В целом весь опорно-двигательный аппарат человека можно рассматривать как набор систем рычагов, преимущественно второго рода, подвижно соединенных в суставных сочленениях. Движения в них обеспечивают соответствующие мышцы, что позволило объединить кости, оси вращения и мышцы, обеспечивающие движение, в опорно-двигательные системы.

Скелетные мышцы являются основным источником механической энергии человеческого тела. Их можно сравнить с двигателем.
Биомеханические свойства мышц

К ним относятся сократимость, а также упругость, жесткость, прочность и релаксация.

Сократимость - - это способность мышцы сокращаться при возбуждении. В результате сокращения происходит укорочение мышцы и возникает сила тяги.

Упругость мышцы - ее способность восстанавливать первоначальную длину после устранения деформирующей силы.

Жесткость - это способность противодействовать прикладываемым силам.

Релаксация - свойство мышцы, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине мышцы. Релаксация проявляется, например, при спрыгивании и прыжке вверх, если во время глубокого подседа человек делает паузу.

Чем больше пауза, тем сила отталкивания и высота выпрыгивания меньше.
Рис.6.
По закону Гука для мышцы её удлинение нелинейно зависит от величины растягивающей силы (Рис.6). Эта кривая (её называют "сила - длина") является одной характеристических зависимостей, описывающих закономерности мышечного сокращения.

Другую характеристическую зависимость "сила скорость" называют кривой Хилла (Рис.7). Правая часть кривой Хилла отображает закономерности преодолевающей работы, при которой возрастание скорости сокращения мышцы вызывает уменьшение силы тяги. А в уступающем режиме наблюдается обратная картина: увеличение скорости растяжения мышцы вызывает уменьшение силы тяги. Это является причиной многочисленных травм у спортсменов (например, разрыва ахиллова сухожилия у спринтеров и прыгунов в длину).
Рис.7.
Известно что механическая мощность равна произведению силы на скорость. Существуют сила и скорость, при которых мощность мышечного сокращения наибольшая (Рис.8). Этот режим имеет место, когда и сила, и скорость составляют примерно 30% от максимально возможных величин.

Рис.8.
В уступающем режиме мышцы сильнее, чем в преодолевающем.

Из-за того, что мышцы крепятся в основном вблизи суставов, в опорно-двигательном аппарате человека намного больше рычагов III рода (рычагов скорости). Поэтому человек по своей природе более ловкий и быстрый, чем сильный.

Человеческое тело движется в разнообразных направлениях. Само движение подчинено основным правилам. Они выражены в изучении условно обозначенных осей и плоскостей движения человеческого тела.

Эти плоскости имеют три направления: а) горизонтальное, б) фронтальное, в) сагитальное (Рис.9).
Рис.9.
Горизонтальная плоскость - плоскость, проходящая через левую и правую стороны живота. Плоскость, укладывающаяся с линией горизонта. Горизонтальная плоскость мысленно рассекает тело в положении стоя параллельно земле на бесчисленные части.

Тело в этой плоскости может двигаться вперед, назад.

Фронтальная плоскость - вращение тела вокруг продольной оси, вокруг оси фронтальной плоскости. Эта плоскость проходит через левое и правое ухо и левую и правую половину живота. Движение в фронтальной плоскости обычно бывает при рывках тела в сторону, вращение тела при ходьбе (начало вывода из равновесия и т. д.).

Сагитальная плоскость - проходит через переднюю и заднюю стенки туловища в направлении: кончика носа, пупка, лобка, к средней линии спины, делящей туловище пополам. В этой плоскости бывает движение характера "рывка, толчка в обратную сторону", кроме того, при сагитальном смещении частей тела во время РБ.

Все вышеуказанные плоскости взаимно перпендикулярны, а по этому движения могут переходить из одной плоскости в другую. Линии, указывающие направление - вертикальная, поперечная и сагитальная, являются одновременно осями этих плоскостей, вокруг которых происходит соответствующие движения.

Центр масс - это точка, где пересекаются линии действия всех сил, приводящих тело к поступательному движению и не вызывающих вращения тела. В поле гравитации (когда действуют силы тяжести) центр масс совпадет с центром тяжести.

Центр тяжести - это точка к которой приложена равнодействующая всех сил тяжести всех частей тела. Положение общего центра тяжести (ОЦТ) тела определяется тем, где находится центры масс отдельных звеньев, а этозависит от позы, т.е. от того, как части тела расположены друг относительно друга в пространстве. Чем ниже точка ОЦТ тела, тем оно более устойчиво.

Степени свободы - это независимые перемещения тела или его частей в пространстве.

Если у физического тела нет никаких ограничений (связей), оно может двигаться в пространстве относительно трех взаимно перпендикулярных осей (поступательно), а также вокруг них (вращательно).Следовательно: у такого тела шесть степеней свободы.

Каждая связь уменьшает число степеней свободы. Зафиксировав одну точку свободного тела, сделав его звеном биокинематической пары, можно сразу лишить его 3-х степеней свободы- возможных линейных перемещений вдоль трех основных осей координат.

Биокинематические пары, соединяясь последовательно или параллельно, образуют биокинематические цепи.

Биокинематическая цепь, в которой конечное звено свободно, называется незамкнутой. Например, свободные конечности, когда их концевые звенья свободны (боец в изготовке к рукопашному бою).

Если в биокинематической цепи нет свободного конечного звена, то она является замкнутой (например, два противника, сцепившиеся в захвате друг с другом).

В замкнутой или незамкнутой цепи невозможно одиночное, изолированное движение, т.е. движение в одном соединении. Так, сгибая и разгибая ногу в ударе, можно убедиться в том, что движение в любом суставе неприменно вызывает движение в других. Таким образом, в замкнутых цепях возможностей движений меньше, но управление ими точнее, чем в незамкнутых.

Под кинематикой понимают внешнюю картину движения, происходящего в пространстве и во времени.

Понятие динамическая цепь, обозначает систему последовательно или параллельно соединенных силовых звеньев.

Динамика - это сущность движения, его причины: прежде всего силовые и масс-инерционные характеристики.

Основным способом работы с помощью рычагов в РБ является перемещение точки опоры. В качестве точки опоры могут использоваться любые части тела (своего и противника), а также оружия и подручных средств.

Площади опоры - это площадь, заключенная между граничными точками опоры. Условием равновесия человека является размещение вертикальной проекции вектора силы тяжести в пределах площади опоры. Тело находится в состоянии устойчивого равновесия если его центр массы находится над центром площади опоры, и неустойчивого равновесия, когда центр масс находится над ее границей, если центр массы выходит за границу площади опоры - тело опрокидывается. Для предотвращения опрокидывания необходимо: либо центр массы вернуть к середине площади опоры, либо середину площади опоры подвести под центр массы.

Каждый раз совершая любой двигательный акт, человек, ради выполнения поставленной задачи, стремится выйти из состояния устойчивого равновесия в неравновесное состояние (или состояние неустойчивого равновесия) и вернуться в равновесное состояние после ее завершения...

Площадь опоры включает в себя активную площадь опоры, возникшую при контакте биологического тела с опорой, и пассивную. На практике мы в большей степени способны изменять пассивную площадь опоры (например, поставив ноги на ширине плеч). Чем больше общая площадь опоры, тем более устойчиво положение тела. Оптимальная площадь опоры в рукопашном бою - когда ноги ставятся на ширине плеч.

Угол устойчивости - это угол образованный, линией тяжести, и линией, соединяющей ОЦТ с краем площади опоры.

Задачи рукопашного боя: изменяя направление тела, через которое передается сила противника, находим точку опоры, применяем рычаг, с помощью которого выводим центр масс противника за площадь опоры и он под действием силы тяжести падает.

Поскольку общий центр тяжести человеческого тела находится в районе таза, управление равновесием осуществляется перемещениями таза и площади опоры.

Из-за того, что наши возможности почти всегда ограничены, а бой может вестись с более сильным противником, основным способом работы с помощью рычагов является перемещение точки опоры. В качестве точки опоры можно использовать вторую руку, плечо, бедро, голень, предметы местности. Для приложения усилия к противнику используются, в первую очередь, руки и ноги. Усилия можно передавать также бедром, плечом, движением таза, головой. Целью воздействия является нанесение поражающих ударов противнику, выведение его из равновесия и бросок с последующим нанесением ударов или связыванием.

C точки зрения механики любой прием - это вращение противника с углом от 90 (падение) до 270 (броски). Оси вращения при этом непостоянны. Вращение может осуществляться преимущественно вокруг фронтальной оси, вертикальной и сагиттальной оси.

Для осуществления вращения необходима пара сил, которую атакующий может создать, использовав следующие силы:
? внутреннюю силу, т.е. физическую силу мышц;
? физическую силу противника (но т.к. сила противника гораздо больше, ею можно пренебречь;
? силу своей тяжести - вес;
? вертикальную реакцию своей опоры;
? силу тяжести (вес) противника;
? вертикальную реакцию опоры противника;
? кинетическую энергию массы своего тела, в которой проявляется сила, затраченная ранее для придания ей скорости;
? кинетическую энергию массы тела противника, в которой также проявляется его сила, затраченная для придания скорости массе тела;
? силу трения о поверхность на которой происходит бой, которая создает горизонтальную составляющую вектора усилий в момент контакта противников;
? силу реакции опоры в месте контакта с противником.

Вертикальная реакция опоры, которая противостоит весу, казалось бы, не имеет существенного значения в технике боя, но даже при незначительном смягчении поверхности замедляются действия бойца, затрудняется передвижение, т.е. весьма заметно изменяется техника и нарушается привычный ритм движения. Сыпучие поверхности утомляют икроножные мышцы и разгибатели бедра. Вертикальная реакция опоры соперника играет важную роль в создании пары сил.

Реакция взаимного контакта (захвата) между бойцами до начала создания пары сил.

Быстрая смена воздействия позволяет использовать первоначальную реакцию противника и для создания пары сил, так как в этом случае атакующему удается направить усилия обоих бойцов в одну сторону.

Вся техника РБ связана с вращениями. Строго говоря, все движения человека - это вращения. Даже прямолинейное движение типа прямого удара создается вращением туловища вокруг вертикальной оси, плеча вокруг плечевого сустава и предплечья вокруг локтевого сустава.

• Действия препятствующие созданию пары сил.
  
  1. Ухудшение условий устойчивости противника:
• уменьшение его площади опоры;
• ограничение возможности изменения площади опоры;
• ограничение возможности изменения положения проекции ОЦТ в границах площади опоры;
• выведение из равновесия.

2. Увеличение угла устойчивости:

• снижение расположения ОЦТ;
• увеличение площади опоры;
• изменение расположения проекции ОЦТ в границах площади опоры.

3. Взаимосковывание, препятствуюбщее изолированному вращению атакованного.
4. Препятствия к созданию пары сил:

• препятствия к осуществлению захвата;
• препятствия к созданию опоры (оси вращения) в районе теловища.
• преодоление ограничений своей площади опоры.
• .Действия уменьшающие момент пары сил.
• Уменьшение плеча пары сил.
• Нейтрализация одной из сил пары;
  освобождение от захвата;
  противопоставление сил;
  выход из зоны действия силы.
• Изменение оси вращения:
  в начале проведения приема до потери равновесия или до начала переворота;
  в процессе падения или переворота.

Скорость и сила удара зависят: от рационального, последовательного импульсного включения в ударное движение элементов тела, а именно: движение последующей части тела вызывается импульсом, созданным движением предыдущей части тела и, таким образом, каждая последующая часть тела начинает свое движение не с нулевой скорости, а с конечной скорости движения предыдущей части тела, которая как бы выполняет роль последней ступени в многоступенчатой ракете - создается впечатление пробегания по телу "волны". Таким образом, техническая составляющая силы удара является результатом последовательного разгона (последовательного увеличения скоростей) отдельных частей тела снизу вверх: ноги, бедра, руки. Методы разгона в различных видах единоборств могут быть различны.

Способность к гибким, волнообразным движениям заложена в нас генетически в виде закона, и не является чем то необычным. Так почему же в обычных условиях (без преднамеренной ее демонстрации) мы не отмечаем наличие "волны" в движениях человеческого тела? Потому, что ее скрадывает наличие развитого костного аппарата, который с помощью имеющегося у него набора рычагов доводит движение до нужной точки пространства раньше, чем оно станет похожим на волну...

В стойке особенно важно вытягивать позвоночник. Для этого поясницу растягивают, подворачивая таз впереди вверх, выравнивают шею, подтягивая и опуская подбородок. Общее положение тела при этом становится таким, как если бы скелет без мышц, но со связками, был подвешен за макушку - свободно свисающее с вытянутого позвоночника тело.

Расслабление - это отсутствие избыточного напряжения. Проще - это оптимальный тонус. Ведь, если напрячься до предела - то мгновенно двинуться невозможно, и, если расслабиться до предела - тоже двинутся невозможно. Необходимо следить за тонусом мышц (в особенности - мимических, т.к. - напряжение лица и психики взаимосвязаны).

Рациональным называется тот вариант техники или тактики, который является наилучшим для большинства людей в определенной группе.

Оптимальным называется наилучший вариант из всех возможных. У каждого человека - свой, индивидуальный, оптимальный вариант.

В ходе тренировки вырабатывается динамический стереотип движения, и чем он гибче, тем легче движение может быть приспособлено, к изменениям окружающей среды. Следовательно, большое количество повторений одних и тех же действий ухудшает приспособляемость к изменениям окружающей среды. При тренировке в состоянии рассредоточения количество необходимых повторений при формировании навыков, значительно уменьшается.

Дата добавления: 2015-06-04