Координаты точки, тела и системы тел

Пространственные характеристики

Системы отсчета времени

В систему отсчета времени входят определенное начало и единицы отсчета.

За начало отсчета времени принимают: а) полночь — во всех уч­реждениях, на транспорте, на предприятиях связи и т. п.; б) полночь и поддень — в обычных житейских условиях и в) судейское время («секундомеры на ноль») — в условиях соревнований. В биомеханике за начало отсчета времени обычно принимается либо момент начала всего движения или его части, либо момент начала наблюдения за движением. В течение одного наблюдения пользуются только одной системой отсчета времени.

За единицу отсчета времени принимают секунду (с; 60с=1 мин; 60 мин = 1 час), а также доли секунды — десятая, сотая, тысячная (миллисекунда). Направление течения времени в действительности — от прошлого к будущему. Исследуя движение, можно отсчитывать время и в обратном направлении — к прошлому (за 0,02 с до удара; 0,05 с до отрыва ноги от опоры и т. д.).

Пространственные характеристики позволяют определять положе­ния, например исходное для движения и конечное (по координатам), и движения (по траекториям).

Движения человека можно изучать, рассматривая его тело (в зависимости от поставленных задач) как материальную точку, как одно твердое тело или как систему тел.

Тело человека рассматривают как материальную точку, когда перемещение тела намного больше, чем его размеры (если не исследуют движения частей тела и его вращение).

Тело человека приравнивают к твердому телу, когда можно не принимать во внимание взаимные перемещения его звеньев и деформации тканей, когда важно учитывать лишь его размеры, расположение в пространстве и ориентацию (в частности, при изучении условий равновесия, вращения тела в постоянной позе).

Тело человека изучают как систему тел, когда важны еще и особенности движений звеньев тела, влияющие на выполнение двигательного действия.

Поэтому, определяя основные пространственные характеристики движений человека (координаты и траектории), заранее уточняют, к какому материальному объекту (точке, телу, системе тел) приравни­вают в данном случае тело человека.

Координаты точки — это пространственная мера местоположе­ния точки относительно системы отсчета. Местоположение точки определяют измеряя, например, ее линейные координаты sx, yy, yz; формула размерности: [s]= L.

По координатам определяют, где находится изучаемая точка (например, пункт отсчета на теле человека) относительно начала отсчета. Как известно, положение точки на линии определяет одна координата, на плоскости — две, в пространстве — три координаты

Положение твердого тела в пространстве можно опре­делить по координатам трех его точек (не лежащих на одной прямой). Можно также определить местоположение одной из точек тела (по ее линейным координатам) и ориентацию тела относительно системы отсчета (по угловым координатам).

Положение системы тел (звеньев тела человека), которая мо­жет изменять свою конфигурацию (взаимное расположение звеньев), определяют по положению каждо­го звена в пространстве (рис. 2,а). Удобно использовать при этом угловые координаты (рис. 2,6), 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 опо-

ры); 2) определение позы (взаимного расположения звеньев), 3) опре­деление ориентации тела (по линии отсчета, проведенной в теле).

Изучая движение, нужно определить: 1) исходное положение, из которого движение начинается2; 2) конечное положение, в котором движение заканчивается; 3) ряд мгновенных (непрерывно сменяющихся) промежуточных положений, которые принимает тело при движении.

Видеокадры какого-либо упражнения показывают как раз такие по­ложения. В механике описать движение (найти закон движения) — значит определить положение любой точки системы в любой момент времени. Иначе говоря, определить в любой момент времени коор­динаты пунктов или линий отсчета, отмеченных на теле, по которым изучают его движение в пространстве.

Дата добавления: 2014-01-07