Координаты точки . тела , системы тел

В зависимости от решаемой задачи тело человека можно представить как материальную точку , твердое тело или как систему тел.

1.Основными типами систем координат ,используемых в биомеханике , являются система прямоугольных координат и полярная система.

 

Рис 2 Система прямоугольных координат .Координаты точки на плоскости и в пространстве

При способе прямоугольных координат (на плоскости и в пространстве) точку пересечения взаимно перпендикулярных ко­ординатных осей О (начало координат) принимают за начало отсчета (рис.2 ,а,б). Чтобы определить положение некоторой точки А (пункт отсчета) относительно начала отсчета, находят ее проекции (А_х , А_у , А_? ) на оси координат. Расстояния от начала координат до проекций этих точек на осях координат (координаты в пространстве: ОА_Х — абсцисса, ОА_У — ордината и ОА_г — аппликата) определяют положе­ние точки А в данной системе отсчета О_чг. Когда точка А перемеща­ется в пространстве, то изменяются численные значения координат.

 

Рис 3 Полярная система координат на плоскости

В полярной системе для определения положения тела указывают его удаление от начала отсчета Rи угол ( ) ,который радиус- вектор образует с выбранным направлением ( рис. 3 )

2.Положение твердого тела в пространстве можно определить по координатам трех его точек не лежащих на одной прямой. Альтернативный вариант- определить положение одной из точек тела с использованием линейных координат , и ориентацию тела относительно системы отсчета- по угловым координатам

 

Рис4. Координаты положения тела : а- линейные ; б- угловые

 

Положение системы тел (звеньев тела человека), которая мо­жет изменять свою конфигурацию (взаимное расположение звеньев), определяют по положению каждо­го звена в пространстве (рис. 4, а, ). Удобно использовать при этом угловые координаты (рис. 4,6), на­пример суставные углы, и по ним устанавливать позу тела как взаим­ное, расположение его звеньев. Практически нередко сочетают: 1) определение ' местоположения какой-либо точки (например, обще­го центра масс тела или точки опоры , принадлежащей телу : 2) определение позы , как взаимное расположение звеньев; 3.) определение ориентации тела по линии отсчета, проведенной в теле.

Б)Временные характеристики

Временные характеристики раскрывают движение во времени: когда оно началось и закончилось (момент времени), как долго длилось (длительность движения), как часто выполнялось движение (темп), как они были построены во времени (ритм). Вместе с пространственно-временными характеристиками они определяют ха­рактер движений человека.

Определяя, где была точка в пространстве, необходимо определить, когда она там была.

1. Момент времени

Момент времени — это временная мера положения точки тела и системы. Момент времени (t) определяют промежутком времени до него от начала отсчета: [t] = Т.

Момент времени определяют не только для начала и окончания движения, но и для других важных мгновенных положений. В первую очередь это моменты существенного изменения движения: заканчива­ется одна часть (фаза) движения и начинается следующая (например, отрыв стопы от опоры в беге — это момент окончания фазы оттал­кивания и начала фазы полета). По моментам времени определяют длительность движения.

.2. Длительность движения

Длительность движения — это его временная мера, которая из­меряется разностью моментов времени окончания и начала движения

t .

Длительность движения представляет собой промежуток времени между двумя ограничивающими его моментами времени. Сами мо­менты (как границы между двумя смежными промежутками времени) длительности не имеют. Ясно, что, измеряя длительность, пользуются одной и той же системой отсчета времени. Узнав расстояние, тцюй-денное точкой, и длительность ее движения, можно определить ее скорость. Зная длительность движений, определяют также их темп и ритм.

.3. Темп движений

. В повторных движениях одинаковой длительности темп характе­ризует их их протекание во времени

Темп движений' — это временная мера их повторности. Он из­меряется количеством движений, повторяющихся в единицу времени (частота движений):

Темп — величина, обратная длительности движений. Чем больше длительность каждого движения, тем меньше темп, и наоборот. В повторяющихся (циклических) движениях т£МП_может служить пока­зателем совершенства техники. Например, частота движений у лыж­ников, пловцов, гребцов высокой квалификации (при более высокой скорости передвижения) больше, чем у менее подготовленных. Из­вестно, что с утомлением темп движений изменяется: он может повышаться (например, при укорочении шагов в беге) или понижаться (например, при неспособности поддерживать его в лыжном ходе).

7.4. Ритм движений

Ритм движений (временной) — это временная мера соотношения частей движений. Он определяется по соотношению длительности частей движения:

Ритм движений характеризует, например, отношение времени опоры к времени полета в беге или времени амортизации (сгибания на) к времени отталкивания (выпрямления ноги) при опоре. Примером соотношения длительности и частей движения может служить ритм скользящего шага на лыжах (соотношение длительности фаз шага). С изменением темпа шагов изменяется и их ритм( рис 5). Кроме временных можно определить еще пространственные показатели ритма (например, отношение длины выпада в шаге к длине скольжения).

Чтобы определить ритм (временной), выделяют фазы, которые различаются по задаче движения, по его направлению, скорости, ускорению и другим характеристикам. Ритм отражает прилагаемые усилия , зависит от их величины, времени приложения и других особенностей движений. Поэтому по ритму движений можно в судить об их совершенстве. В ритме особенно важны акценты — большие усилия и ускорения — их размещение во времени,

 

 

Рис. 5.

Взаимосвязь изменений темпа и ритма шагов:

а—у квалифицированных лыжников, б—у сильнейших лыжников мира (слева в

 

секундах, справа в процентном отношении); фазы /—III — скольжения, /V—-V —

стояния лыжи (по X. X. Гроссу)