Биомеханика. Рамиль Шафигуллин

Биомеханика. Сила – действия одного тела на другое, которое изменяет или стремится изменить скорость движения или вывести его из состояния покоя. Сила – векторная величина, то есть она характеризуется не только величиной (размером), но также направлением и точкой приложения.

Внешние силы. Внешние силы – действуют на человека извне. - Сила тяжести – сила с которой человека притягивает к земле. Она возникает за счет гравитации. Вектор направлен вертикально к центру земли. - Силы создаваемые различным оборудованием. *Тренажеры с тросом создают силу по линии троса. *Рычажный тренажер создает силы, перпендикулярные радиусу дуги. *Гантели, гири, штанги (свободные веса) действуют строго вертикально к центру земли. - Сила реакции опоры или подвеса - Сила трения - Сила сопротивления внешней среды

Сила тяжести – сила, с которой Земля притягивает к себе тела (гравитация + центробежная сила инерции). Вектор силы тяжести направлен вертикально к центру Земли. Этот вектор начинается в точке, называемой центром тяжести. Центр тяжести – это точка, вокруг которой равномерно распределены все части объекта. Если части объекта сдвигаются то и ЦТ сдвигается. ЦТ человека находится около 5-го поясничного позвонка. Вес – это сила, с которой тело, находящееся в поле действия силы тяжести, действует на опору или подвес. Сила реакции опоры – сила, действующая на тело человека со стороны опоры или подвеса при давлении на нее. Сила трения – это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их движению относительно друг друга. Сила сопротивления внешней среды – сила, возникающая при движении тела в воздушной и водной среде. Сила, создаваемая различным оборудованием в зале – тренажёры с тросом, создают силу, направленную по линии троса. Рычажный тренажер, создает силу перпендикулярную радиусу траектории движения (перпендикулярно относительно самого рычага).

Внутренние силы. Внутренние силы – силы, возникающие внутри организма. - Пассивные силы – сила эластической тяги мягких тканей (связки, сухожилия, фасции), сила сопротивления хрящей и костей и др. Так же к пассивным силам относят внутрибрюшное давление. - Активные силы – сила тяги скелетных мышц.

Поступательное движение – движение тела, при котором все его точки двигаются одинаково, то есть имеют одинаковые траектории и скорости. Вращательное движение – движения тела, при котором его точки двигаются по концентрическим окружностям, а точки, лежащие на оси вращения, остаются неподвижными.

Биомеханика. Рычаг – твердое тело способное вращаться вокруг неподвижной оси. Ось вращения – стержень проходящий через центр вращения. Момент силы (вращающий момент) – это величина вращающего действия силы, он равен произведению силы на ее плечо. Плечо силы – это кратчайшее расстояние между линией действия силы и связанной с ней осью вращения. Внешние силы – те которые действуют на человека извне.

Рычаги тела человека. Первого рода (рычаг равновесия). Рычаги тела человека. Первого рода (рычаг равновесия).  Рычаги первого рода имеют точку опоры, расположенную между точками приложения сил. Задача рычага такого типа – баланс. Рычаги первого рода используются в нашем теле, когда необходимо сбалансированное усилие. Подъём головы вверх после того, как её опустили вниз – пример работы рычага первого рода. Вес головы смещён вперёд относительно позвоночного столба. Воздействие силы притяжения на голову создаёт сопротивление. Суставы шейных позвонков образуют ось. Трапециевидные мышцы и её мышцы-синергисты, разгибающие шею, генерирует усилие, перемещающие рычаг. Сопротивление на одной стороне, ось в центре и сила на другой стороне. Такая рычажная система позволяет удерживать голову в правильном положении относительно позвоночного столба.

Рычаги тела человека. Первого рода (рычаг равновесия). Рычаги тела человека. Первого рода (рычаг равновесия).

Рычаги тела человека. Первого рода (рычаг равновесия). Рычаги тела человека. Первого рода (рычаг равновесия).

Рычаги тела человека. Второго рода (рычаг силы). Рычаги тела человека. Второго рода (рычаг силы). Рычаги второго рода имеют силу на одном конце, ось на другом, а сопротивление располагается посередине. Рычаги второго рода гораздо мощнее, но имеют ограниченную скорость и диапазон движения. В теле человека располагаются в лодыжках. Осью в этом случае являются подушечки стоп, а силу генерируют мощные икроножные мышцы, прикрепляющиеся к пятке. В роли сопротивления выступает вес тела, воздействующий на структуру через большеберцовые кости. Этот мощный рычаг задействован при ходьбе, беге и прыжках. Подобное строение объясняет, почему у человека икроножные мышцы значительно больше по сравнению с другими мышцами голени, участвующими в разгибании.

Рычаги тела человека. Второго рода (рычаг силы). Рычаги тела человека. Второго рода (рычаг силы).

Рычаги тела человека. Второго рода (рычаг силы). Рычаги тела человека. Второго рода (рычаг силы).

Рычаги тела человека. Третьего рода (рычаг скорости). Рычаги тела человека. Третьего рода (рычаг скорости). Рычаги третьего рода имеют сопротивление на одном конце, ось на другом, а точка приложения мышечного усилия располагается посередине. Этот рычаг ориентирован на скорость и диапазон движения. Рычаги третьего рода имеют наибольшее распространение в теле человека и представлены, например, мышцами, сгибающими руку в локте. Локтевой сустав является осью, а двуглавая мышца плеча и плечевая мышца, расположенные дистально, обеспечивают силу. Сопротивлением является вес предплечья и предмета, удерживаемого в руке.

Рычаги тела человека. Третьего рода (рычаг скорости). Рычаги тела человека. Третьего рода (рычаг скорости).

Рычаги тела человека. Третьего рода (рычаг скорости). Рычаги тела человека. Третьего рода (рычаг скорости).

Плечо силы.

Режимы работы мышц: Преодолевающий (концентрический) – когда усилие мышцы больше внешней силы и длина мышцы уменьшается. Уступающий (эксцентрический) – когда усилие мышцы меньше внешней силы и длина мышцы увеличивается. Статический (изометрический) – когда усилие мышцы и внешней силы равны и длина мышцы не меняется.

Задачи. Сгибание предплечья Разгибание предплечья в наклоне с гантелью Разгибание бедра в кроссовере Разводка гантелей Сведение рук в тренажере Приседания

Решаем задачу. 1. Ставим точку, где действует внешняя сила. 2. Указываем направления действия силы 3. Проводим линию вдоль которой действует внешняя сила 4. Указываем ось вращения, которая нас интересует 5. Указываем плечо 6. Указываем направление момента силы и называем это движение 7. Указываем какое движение будет противоположным, которое мы будем развивать преодолевая внешние силы 8. Указываем какие мышцы учувствуют в этом движении. 9. Анализируем другие оси и плечи вокруг которых может развиваться момент силы 10. Распределяем роли мышц

1. Ставим точку, где действует внешняя сила. 2 1. Ставим точку, где действует внешняя сила. 2. Указываем направления действия силы.

3. Проводим линию вдоль которой действует внешняя сила.

4. Указываем ось вращения, которая нас интересует.

5. Указываем плечо.

6. Указываем направление момента силы и называем это движение.

7. Указываем какое движение будет противоположным, которое мы будем развивать преодолевая внешние силы.

8. Указываем какие мышцы учувствуют в этом движении. Большая грудная мышца Передняя часть дельтовидной мышцы Клювовидно-плечевая мышца Короткая головка бицепса плеча

9. Анализируем другие оси и плечи вокруг которых может развиваться момент силы.

Сложение и разложение сил.

Сложение и разложение сил. При воздействии на тело нескольких сил, соедините концы их векторов (стрелок). Равнодействующей силой будет вектор, который соединит начало первого вектора с концом последнего.