шпоры биомеханика

1. Теория Б-ки. В ней рассматриваются строение, свойства и развитие тела человека как биомеханической системы, а также эффективность двигательных действий как системы движений, формирование и совершенствование движений в двигательных действиях. В теории структурности движений заложены следующие основные принципы: принцип структурности построения систем движений — все движения в системе взаимосвязаны; именно эти структурные связи определяют целостность и совершенство действия; принцип целостности действия — все движения в двигательном действии образуют единое целое, целостную систему движений, направленных на достижение цели. Изменение каждого движения так или иначе влияет на всю систему; принцип сознательной целенаправленности систем движений – человек сознательно ставит цель, применяет Целесообразные движения и управляет ими для достижения цели. Методы Б-ки. – это системный анализ и синтез движений на основе количественных характеристик. Анализ – это условное расчленение системы движений на части. Синтез – определение способов взаимосвязи частей в системе движений. Метод Б-ки – фиксация каких либо параметров(фотосъёмка, последовательная фотосъёмка, актюратор, увеличение скорости съёмки (100-120 кадров), видео и кинокамеры (5-190 кадров в 1секунду)).

2. Б-ка как раздел биофизики родилась в связи с развитием физической и биологической наукой. С развитием их развивалась и Б-ка. В свою очередь физические и биологические науки могут обогащаться данными из б-ки. Также б-ка связана с теорией ФВ, медициной, анатомией, физиологией труда и т.д. В этих отраслях знаний используются теоретические выводы и практические результаты исследований. Для изучения физических упражнений необходимо раскрытие их механической биологической природы, что относится к ведению биомеханики. В этом отношении такие биологически науки, как спортивная морфология, физиология физических упражнений, содействуют пониманию конкретных специфических особенностей формы, строения и функции тела человека.

3. Общая задача охватывает всю область знаний, а частные – только знания определённого круга изучаемых явлений. Общая задача Б-ки – оценка эффективности применения сил для достижения поставленной цели. Изучение движений в биомеханике спорта в конечном счете направлено на то, чтобы найти совершенные способы двигательных действий и научить лучше их исполнять. Наиболее полное решение этой основной задачи в спорте дает материал, необходимый для проведения научно обоснованного тренировочного процесса. Частные задачи Б-ки. 1) определение строения, свойств и двигательных функций тела спортсмена. В биомеханике спорта изучают строение опорно-двигательного аппарата, его механические свойства и функции с учетом возрастных и половых особенностей, влияния уровня тренированности и т. п. Короче говоря, первая группа задач — изучение самих спортсменов, их особенностей и возможностей. 2) рациональная спорт. техника. Биомеханика спорта детально исследуют особенности различных групп движений и возможности их совершенствования. Изучают ныне существующую спортивную технику, а также разрабатывают новую, более рациональную 3) Техническое совершенствование спортсмена.

4. Предмет Б-ки – это двигательное действие человека как системы взаимосвязанных активных движений и положений тела. В норме человек не просто двигается, а всегда совершает какие-то действия. Эти действия ведут цели и имеют определённый смысл. Поэтому человек выполняет их активно, целенаправленно, причем все движения тесно взаимосвязаны. При движении человека движение выполняется не во всех суставах. Остальные части тела сохраняют свое положение практически неизменным . В сохранении этого положения, как и в движении участвуют мышцы. Следовательно, человек выполняет двигательное действие путём активных движений и сохраняя при необходимости взаимное расположение тех или иных звеньев тела. Это и является предметом Б-ки. В биомеханике выделяют простые и сложные формы движений. Простые являются основой сложных, из простых состоят сложные формы движений.

5. К предпосылкам возникновения Б-ки относятся положение знаний в области физики и биологии. Платон выдвинул систему об управлении человека. Он является первым родоначальником об управлении мышечной деятельности. Аристотель впервые провел геометрический анализ действия мышц. Клавдий Галин — взаимодействие мышц с движением в суставах, ввёл понятие синергистов и антагонистов, врождённые и приобретённые формы поведения. Леонардо да Винчи соединил знание механики и движение живых существ. Галилей – опыты в области механики и гравитации тела. Ньютон вывел основные законы механики. Дж. Борели разработал науку о движении животных, вопросы равновесия человеческого тела и определил положение центр масс тела. Сеченов написал книгу: «О рабочих движениях человека и доминантах». П.Ф. Лесгафт разработал курс теории телесных движений. Он является родоначальником Б-ки как науки. Бернштейн – многоуровневая теория построения движений.

6. Эффективность процесса ФВ зависит от технических и физических качеств, а также от взаимосвязи этих составляющих. Также для эффективности необходимо определить характер решения задачи, стоимость (энергетическая) т.е. сколько энергии затрачивается на то или иное упражнение, рациональность и основы достижения цели.

7. Овладение физическими упр с точки зрения Б-ки представляет собой формирование новой системы движений. Этот процесс включает первоначальное построение (овладение движением) и дальнейшую перестройку (совершенствование движений). Построение новой системы происходит на основе: 1. Использования ранее сформированных подсистем 2. Подавление старых подсистем, непригодных для решения новой задачи 3. Формирование новых подсистем 4. Установление ноной системы движений. Перестройка систем движений обусловлена всеми видами двигательной деятельности, в особенности целенаправленным ФВ, а также возрастным физическим развитием; с изменением в двигательном и управляющем аппаратах перестраиваются и системы движений.

8. Геометрия масс тела характеризуется такими показателями, как вес отдельных звеньев тела, положение центров масс отдельных звеньев и всего тела, моменты инерции и др. Вес отдельных звеньев тела зависит от веса тела в целом. Центр масс твердого тела является вполне определенной фиксированной точкой, не   изменяющей своего положения относительно тела. Центр масс системы тел может менять свое положение, если изменяются расстояния между точками этой системы. В биомеханике различают центры масс отдельных звеньев тела и центр масс всего тела. К показателям геометрии масс тела относят также центр объема тела и центр поверхности тела. Центр объема тела — точка приложения равнодействующей силы гидростатического давления. Поскольку плотность тела человека неодинакова, центр объема тела не совпадает с его общим ЦМ и в положении человека стоя водится на 2—6 см выше ОЦМ. Взаимоположение центра объема и ОЦМ влияет на условия равновесия тела в воде. Момент инерции всего тела зависит от позы тела и оси вращения. Изменением позы можно очень сильно изменить момент инерции. Например, группировка при выполнении сальто уменьшает момент инерции по сравнению с прямым положением тела примерно в три раза.

9. Есть 4 основных составляющих качества выполнения двигательных действий: 1. Стабильность (выполнение упражнения постоянно) и вариативность (выполнение с какими-то изменениями) 2. Стандартизация (выполнение по определённой схеме) и индивидуализация (подбор упражнений в зависимости от возраста, физической подготовки и т.д.) 3. Произвольность (когда упражнение выполняется произвольно) и автоматизм (выполнение происходит автоматически) 4. Фиксация (когда спортсмен достиг определённого уровня и не может преодолеть этот барьер) и прогрессирование (изменение, достижение наилучшего результата).

10. На особенности спортивной техники влияют разные факторы: телосложение, моторика, связь с возрастными характеристиками, двигательная асимметрия и основные показатели спортивного мастерства.

11. Временные характеристики совместно с пространственно временными определяют характер движения человека. Момент времени – это временная мера положения точки, тела и системы. 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 фаза движения и начинается следующая. По моментам времени определяют длительность движения. Длительность движения – это временная мера движения, которая определяется разностью моментов времени окончания и начала движения. Длительность движения — представляет собой промежуток времени между двумя ограничивающими его моментами времени. Сами моменты, как границы между двумя смежными промежутками времени, длительности не имеют. Измеряя длительность, пользуются одной и той же системой отсчета времени. Узнав расстояние и длительность движения точки, можно определить скорость. Зная длительность движений, определяют также их темп и ритм. Темп – это временная мера повторности. Она определяется количеством повторяемых движений за единицу времени. Темп — величина, обратная длительности движений. Чем больше длительность каждого движения, тем меньше темп, и наоборот. В повторяющихся движениях темп может служить показателем совершенства техники. Ритм – это временная мера соотношения частей движений. С изменением темпа шагов изменяется и их ритм. Его можно определить в каждом упражнении.

12. Скорость шагательных движений изменяется отношением пути к времени. Путь в каждом шаге – его длинна; время – величина, обратная темпу. Скорость передвижения численно равна длине шага, помноженного на его частоту. Соотношение длинны и частоты шагов в различных способах передвижения неодинаковы. Но существуют и общие закономерности: с увеличением частоты усиливается отталкивание, повышается скорость и растет, длинна шагов. Скорость растет вследствие одновременного увеличения длинны и частоты шагов. После некоторого предела становится невозможным совместное увеличение и частоты и длинны шагов. При увеличении одного, другой начинает уменьшаться. Для различных шагательных движений оптимальная скорость зависит от дистанции и подготовленности спортсмена. Этой оптимальной скорости соответствует оптимальная частота т длина шагов.

13. Система отсчета расстояния – это условно выбранное твёрдое тело по отношению к которому определяют положение другого тела в разные моменты времени. Тело отсчета может быть инерционным (подвижным) и неинерционным (неподвижным) На теле также устанавливают начало и направление измерения расстояния. За начало отсчета обычно принимают «0».В бытовом используют полночь и полдень. Единицы отсчёта расстояния. Единицы измерения угла – градус, оборот, радиан. Линейные единицы – метр, километр, сантиметр, миллиметр. Единицы отсчете времени – секунда, минута, час.

14. ПВ х-ки определяют изменение положения и движения человека во времени. 1.Скорость точки — это п.в. мера движения точки. Быстрота изменения её положения. Скорость точки определяется по изменению ее координат во времени. Скорость — величина векторная, она характеризует быстроту движения и егонаправление. Так как скорость движений человека чаще всего не постоянная, а переменная (движение неравномерное и криволинейное), для разбора упражнений определяют мгновенные скорости. Мгновенная скорость – это скорость в данный момент времени или в данной точке траектории. Средняя скорость – с ней очка в равномерном движении прошла бы за это время весь путь. Средняя скорость позволяет сравнивать неравномерные движения. 2. Угловая скорость – мера быстроты изменения углового положения тела. Чем больше расстояние от точки тела до оси вращения, тем больше линейная скорость точки. 3. Ускорением точки — это пространственно-временная мера изменения движения точки Различают ускорение тела линейное (в поступательном движении) и угловое (во вращательном движении). 3. Угловое ускорение – это мера быстроты изменения точкой углового ускорения. 4. Линейное ускорение вращающегося тела — линейное ускорение любой точки вращающегося тела равно по величине его угловому ускорению, умноженному на радиус вращения этой точки

15. Они определяют пространственную форму движения. Координата точки – это пространственная мера положения точки относительно системе отсчета. Местоположение точки обычно определяют по её линейным координатам. Положение твердого тела определяют по координатам 3-х точек, не лежащих на одной прямой. Перемещение точки – это пространственная мера изменения местоположения точки в данной системе отсчёта. Оно измеряется разностью координат в момент начала и окончания движения. Иначе говоря, линейное перемещение точки — это результат движения. Перемещение тела (линейное) в поступательном движении можно определить по линейному перемещению любой его точки. Ведь в поступательном движении любая прямая, соединяющая какие-либо две точки тела, движется параллельно самой себе. Перемещение тела (угловое) во вращательном движении можно определить по разности угловых координат по углу поворота. В теле определяют условную линию отсчета, перпендикулярную оси вращения. Эта линия при вращении повернется в плоскости поворота вокруг оси на угол, равный разности угловых координат конечного и начального положений. Траектория точки – это пространственная мера движения, определяющая местоположение движущейся точки в данной системе отсчета

16. В биомеханике удобно различать составное движение как результат движения нескольких связанных друг с другом тел. Сложное движение твердого тела в пространстве можно представить как результат сложения двух простых движений: поступательных и вращательных. В этом случаи складываются 2 движения одного тела. Но тело человека – изменяемая система, поэтому в его двигательной деятельности имеет место ещё и сложные движения различных звеньев. Например, при толкании ядра движение кисти есть результат сложения множества движений звеньев ноги, туловища и руки, т.е. составное движение. Направление движения может быть как в одном направлении, так и в разных.

17.  Рабочие тяги мышц (динамическая работа) обусловливают выполнение движений а опорные тяги мышц статическая работа создают необходимые условия для этого. Мышцы, осуществляющие движения подвижных звеньев, обеспечивающие активные движения, создают рабочие тяги. Эти мышц изменяют свою длину, сокращаются при преодолевающей работе и растягиваются при уступающей. Для выполнения движений, как при опоре, так и без опоры необходимо создавать опору для работающих мышц. Звенья тела, соприкасающиеся с опорой — опорные звенья, сохраняют свое положение и связь с ней (например, в висе) благодаря опорным тягам мыши. Это статическая работа, фиксирующая суставы. Кроме того, фиксируются те или иные звенья тела, что создает опору для мышц, выполняющих динамическую работу. Получается в целом своего рода фундамент для подвижных звеньев, движущихся относительно друг друга и относительно опорных звеньев. Таким образом, все мышцы, участвующие в двигательных действиях, работают либо статически, либо динамически. Эти виды работы зависят друг от друга. В движениях, требующих значительных рабочих тяг, обычно бывают значительными и опорные тяги.  Ввиду того что длительная статическая работа утомительна, нередко статические опорные тяги заменяются своего рода «опорными» динамическими тягами. В этих случаях опорные звенья не остаются совершенно неподвижными, они движутся, только с малыми размахами (например, колебания позвоночного столба при ходьбе).

18. Биокинематические пары – это подвижное соединение 2-х звеньев, в которых возможно движение. В них различают степени связи: 1) геометрические (то что ограничивает движение в коком либо направлении). 2) кинематические (то что ограничивает скорость, например мышцы антагонисты). Биокинематические цепи – это последовательное или разветвлённое соединение биокинематических пар. Цепи бывают замкнутые (когда все звенья связаны между собой) и незамкнутое (в них конечное звено свободно). Тело, которое может двигаться в любом направлении называется свободным. Самое большое количество степеней свободы – 6. Это: 1) вверх-вниз 2) вправо-влево 3) вперёд-назад 4) вокруг себя 5) Вращение через сторону (боком) 6) вращение вперёд (кувырок). Если телу закрепить одну точку то тело может двигаться в 3-х степенях свободы. Так соединены шаровидные суставы. При закреплении 2-х точек – одну степень (одноосные суставы). Если закрепить 3 точки, то тело не будет двигаться. У человека преобладают суставы, которые имеют 2или3 степени свободы.

19. Биокинематические цепи опорно-двигательного аппарата состоят из подвижно соединенных тверды, упругих и гибких звеньев с переменными: составом движущихся звеньев, длинной и формой цепей как составных рычагов и маятников. Незамкнутые и замкнутые цепи в теле человека имеют переменный состав движущихся звеньев. Длинна цепей при сгибании и разгибании непостоянна. Переменная длинна цепи изменяет условие действия сил в рычагах и инертное сопротивление звеньев. В ходе движения часто происходит замыкание цепей в кольцо — геометрическое либо динамическое. Также звенья цепей образуют составные рычаги и составные маятники. В биомеханическую систему двигательного аппарата входят и упругие звенья – мышцы, образующие сложный мягкий каркас переменной жесткости. Мышцы являются также и гибкими звеньями. Механизмы соединения звеньев в цепях характеризуются превращением неодноостных соединений в полносвязные механизмы, с активно управляемыми изменениями направления и размаха движений, при взаимозависимости подвижности звеньев. Преобладающая часть соединений в цепях представляет собой неодноостные неполносвязные механизмы. Для них характерно множество возможностей движений, из которых в каждом случаи используется лишь одна заданная траектория. Совместное действие групп мышц со всеми остальными силами обуславливают выбор этой единственной траектории, делает многоостный сустав в данном движении биодинамически полносвязным. При этом пассивные ограничители размаха (кости, суставы, связки) дополняются активными (мышцами). Подвижность в одном суставе тесно связана с подвижностью в других. В движениях такого рода взаимозависимая подвижность проявляется чаще и имеет более важное значение, чем изолированная.

20. Тело, которое может двигаться в любом направлении называется свободным. Самое большое количество степеней свободы – 6. Это: 1) вверх-вниз 2) вправо-влево 3) вперёд-назад 4) вокруг себя 5) Вращение через сторону (боком) 6) вращение вперёд (кувырок). Если телу закрепить одну точку то тело может двигаться в 3-х степенях свободы. Так соединены шаровидные суставы. При закреплении 2-х точек – одну степень (одноосные суставы). Если закрепить 3 точки, то тело не будет двигаться. У человека преобладают суставы, которые имеют 2или3 степени свободы.

21. Рабочие тяги мышц (динамическая работа) обусловливают выполнение движений а опорные тяги мышц статическая работа создают необходимые условия для этого. Мышцы, осуществляющие движения подвижных звеньев, обеспечивающие активные движения, создают рабочие тяги. Эти мышц изменяют свою длину, сокращаются при преодолевающей работе и растягиваются при уступающей. Для выполнения движений, как при опоре, так и без опоры необходимо создавать опору для работающих мышц. Звенья тела, соприкасающиеся с опорой — опорные звенья, сохраняют свое положение и связь с ней (например, в висе) благодаря опорным тягам мыши. Это статическая работа, фиксирующая суставы. Кроме того, фиксируются те или иные звенья тела, что создает опору для мышц, выполняющих динамическую работу. Получается в целом своего рода фундамент для подвижных звеньев, движущихся относительно друг друга и относительно опорных звеньев. Таким образом, все мышцы, участвующие в двигательных действиях, работают либо статически, либо динамически. Эти виды работы зависят друг от друга. В движениях, требующих значительных рабочих тяг, обычно бывают значительными и опорные тяги.  Ввиду того что длительная статическая работа утомительна, нередко статические опорные тяги заменяются своего рода «опорными» динамическими тягами. В этих случаях опорные звенья не остаются совершенно неподвижными, они движутся, только с малыми размахами (например, колебания позвоночного столба при ходьбе).

22. Рычаг – это твердое тело, которое пот действием сил может вращаться вокруг опоры, а также сохранять свое положение. Каждый рычаг имеет точку опоры, плечо рычага – расстояние от точки опоры до точки действия сил, плечо сил – расстояние от точки опоры до линии действия сил (опущенный перпендикуляр). Рычаги бывают одноплечие (когда точка опоры находится на конце рычага) и двуплечие (точка опоры находится между концами рычага).

23. Сохранение положения и движения звена как рычага зависит от соотношения противоположно действующих моментов сил. Когда противоположные относительно оси сустава моменты сил равны, звено либо сохраняет свое положение, либо продолжает движение с прежней скоростью. Если же один из моментов сил больше другого, звено получает ускорение в направлении его действия. Момент движущих сил, преобладая над моментом тормозящих сил, придает звену положительное ускорение. Момент тормозящих сил, если он преобладает, придает звену отрицательное ускорение, вызывает торможение звена. Для сохранения положения звена в суставе, естественно, необходимо равенство моментов сил. При всех движениях угол между направлением равнодействующей группы сил и звеном изменяется. Плечо рычага остается неизменным. Но плечо силы изменяется. Изменяется обычно и сама сила мышечной тяги. Следовательно, момент силы тяги мышц не остается постоянным. По сути дела, звенья тела действуют в биокинематической цепи чаще всего как составные рычаги, в которых очень сложные условия передачи движения и работы. В простом рычаге работа силы, приложенной в одной его точке, передается на другие точки полностью. Если плечи сил неравны, то прилагаемая сила передается либо с потерей в силе, либо, наоборот, с выигрышем в силе, но с потерей в скорости. В одноплечих рычагах направление передаваемой силы изменяется, а в двуплечих — не изменяется. Сила тяги мышц обычно приложена на более коротком плече рычага, и поэтому плечо ее силы относительно невелико. Это связано с тем, что в большей части случаев мышцы прикрепляются вблизи суставов. Когда мышца расположена вдоль звена и прикрепляется вдалеке от сустава, угол тяги ее очень мал и поэтому плечо силы также очень мало. В связи с этим силы тяги мышц, действующие на костные рычаги, почти всегда дают выигрыш в скорости. Различают две основные причины проигрыша в силе: прикрепление мышцы вблизи сустава и тяга мышцы вдоль кости под острым или тупым углом. Можно указать еще и на третью причину некоторых потерь в силе мышц. При больших нагрузках напрягаются все мышцы, окружающие сустав. Мышцы-антагонисты, создавая моменты сил, которые направлены противоположно друг другу, полезной работы не производят, а энергию на напряжение затрачивают.

24. Сила тяги мышцы зависит от совокупности механических, анатомических и физиологических условий. Основным механическим условием является нагрузка. Нагрузка растягивает мышцу при ее уступающей работе. Против нагрузки мышца выполняет преодолевающую работу. С нарастанием нагрузки сила тяги мышцы увеличивается, но не беспредельно. Нагрузка может быть представлена весом отягощения, а также его силой инерции и другими силами. Большее ускорение отягощения вызывает большую силу инерции. Следовательно, и при не очень большом отягощении, увеличивая его ускорение, можно увеличивать нагрузку, а значит, и силу тяги мышцы. Движение звеньев в кинематической цепи как результат приложения тяги мышцы зависит также от: а) закрепления звеньев; б) соотношения сил, вызывающих движение, и сил сопротивления; в) начальных условий движения. При различных условиях закрепления звеньев в паре одна и та же тяга приводит к неодинаковому результату — разным движениям звеньев в суставе. В биокинематической паре может быть закреплено одно или другое звено, либо оба свободны, либо оба закреплены. Соответственно возникнут ускорения одного из звеньев, либо обоих вместе либо соединение будет фиксировано. Наконец, особо важны для эффекта тяги мышцы начальные условия движения — положение звеньев пары и их скорость (направление и величина) в момент приложения силы тяги мышцы. Физиологические условия проявления тяги мышцы в основном можно свести к ее возбуждению и утомлению. Эти два фактора отражаются на возможностях мышцы, повышая или снижая ее силу тяги. Величина силы тяги мышцы связана с быстротой ее продольной деформации. С увеличением скорости сокращения мышцы при преодолевающей работе ее сила тяги уменьшается. При уступающей же работе увеличение скорости растягивания мышцы увеличивает ее силу тяги.

25. Сила — это механическая мера воздействия одного тела на другое. Изменение силы основано на 2 законе Ньютона. Источником силы служит другое материальное тело. В этих условиях проявляется 3 закон Ньютона. Применяется статистическое и динамическое изменение силы. Силы бывают дистантные (сила тяжести) и контактные (упругие и силы трения); внешние и внутренние; постоянные и переменные. Момент силы – это мера вращающегося действия силы на тело. Он бывает положительный (против часовой стрелки) и отрицательный (по часовой стрелке). Плечо силы – это кротчайшее расстояние от центра момента до линии действия силы. Сила которая действует на тела, она неуравновешенна, и изменяет его движение. Меры действия силы: Импульс силы – это мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени при поступательном движении. Работа силы – это вера воздействия силы на тело на данном пути. Импульс момента силы – это мера воздействия силы на тело при вращательном движении. Количество движений – это мера поступательного движения кот. х-ся способностью передаваться другому телу в виде механического движения. Кинетический момент – это мера вращательного движения, кот. х-ся способностью передаваться другому телу в виде механического движения.

26. Все силы, которые приложены к телу человека, делят на внешние и внутренние относительно него. Внешние силы вызваны действием внешних для человека тел (опора, снаряды, другие люди, среда и т. п.). Только при их наличии возможно изменение траектории и скорости ЦМ. Внутренние силы возникают при взаимодействии частей тела человека друг с другом. Сами по себе они не могут изменить движения ЦМ, не могут привести все части системы в одинаковые движения. Но только внутренними силами тяги мышц человек управляет непосредственно, вызывая движения звеньев в суставах. Сила инерции внешнего тела — это мера действия на тело человека со стороны внешнего тела, ускоряемого человеком; она равна массе ускоряемого тела, умноженной на его ускорение. Сила инерции внешнего тела при его ускорении человеком направлена в сторону, противоположную ускорению. Она приложена в месте контакта с ускоряемым телом, в рабочей точке тела человека. Вес тела — это мера воздействия тела в покое на покоящуюся же опору (или подвес), мешающую его падению. При воздействии головы на шейные позвонки взаимодействуют голова и позвоночный столб. Таким образом, вес головы относительно всего тела человека — сила внутренняя, относительно же позвоночного столба — внешняя. Сила тяжести тела —это мера его притяжения к Земле. Сила тяжести зависит от масс Земли и притягиваемого ею тела, а также от расстояния между ними. Так как Земля вращается вокруг своей оси, тела на ее поверхности испытывают действие центробежной силы инерции в неинерционной (вращающейся) системе отсчета. Поэтому сила тяжести равна геометрической сумме сил тяготения и центробежной. На каждое звено и на все тело человека действуют силы тяжести как внешние силы, вызванные притяжением и вращением Земли. Равнее действующая параллельных сил тяжести тела приложена к его центру тяжести. Когда тело покоится на опоре (или подвешено), сила тяжести, приложенная к телу, прижимает его к опоре (или отрывает от подвеса). Это действие тела на опору (нижнюю или верхнюю) измеряется весом тела. Сила сопротивления среды – это мера силы механического воздействия между элементами данной среды и элементами среды и др телами. Оно равняется отношению силы к той площади, через которую осуществляется воздействие.

27. Осанка – это сложившаяся привычная поза человека, сохраняемая при определённых условиях. Различают статическую (сохраняется при неизменных условиях) и динамическую (при неизменных условиях изменения ориентации в пространстве). На осанку также влияет расположение позвонков. Статическая возникает при неподвижности. Динамическая х-ся изменением напряжения мышц. Она определяет строго координированное напряжение мышц тела. Сохранение положения достигается за счёт управления уравновешенными и восстанавливающими силами, при компенсаторных, амортизирующих и восстанавливающих движениях. Компенсаторные направлены на предупреждение выхода ОЦМ тела за пределы зоны сохранения положения. Амортизирующие – уменьшают эффект действия возмущающих сил, то что выводит тело из равновесия. Замедляют начавшееся отклонения и останавливают его. Восстанавливающие – направленные на возвращение ОЦМ тела в зону сохранения положения из зоны восстановления положения. Выполняется это 2 путями: 1. При помощи действия внешних сил возвращения ОЦМ тела. 2. Перемещение точки опоры подводя её под ОЦМ тела.

28. Силы , уравновешиваемые при сохранении положения. К биомеханической системе могут быть приложены силы тяжести, реакции опоры, веса, мышечные тяги, а также усилия партнера или противника и др. Все силы могут действовать как возмущающие (нарушающие положение) и как уравновешивающие (сохраняющие положение), в зависимости от положения звеньев тела относительно их опоры. Силы тяжести (дистантные) приложены к ЦМ звеньев и ЦМ тела. В зависимости от конкретных особенностей положения тела они могут либо быть направленными на изменение положения, либо уравновешивать другие возмущающие (отклоняющие, опрокидывающие) силы. Реакции опоры как противодействие опоры действию на нее тела, чаще всего совместного с другими силами, уравновешивают опорные звенья, закрепляют их неподвижно. Вес звеньев тела (контактные силы) приложен внутри тела человека к соседним звеньям, как следствие земного тяготения, действия сил тяжести. Силы мышечной тяги при сохранении положения обычно уравновешивают своими моментами моменты силы тяжести соответствующих звеньев и веса связанных с ними других звеньев. Эти силы могут и изменять положение тела, и восстанавливать его. Силы тяги мышц сохраняют позы, фиксируя положение звеньев в суставах. Именно управляя мышечными силами, человек сохраняет положение своего тела.

29. Для равновесия тела человека (системы тел) необходимо чтобы главный вектор и главный момент внешних сил были равны 0, а все внутренние силы обеспечивали сохранение позы. Если главный вектор и момент равны 0 то тело не сдвинется и не повернётся. Для системы тел эти условия необходимы, но недостаточны. Равновесие тела также требует сохранения позы. Виды равновесия: а) безразличное – действие силы тяжести не изменяется; б) устойчивое – оно всегда возвращает тело в прежнее положение; в)неустойчивое – действие силы тяжести всегда вызывает опрокидывание; г)огрничено-устойчивое – до потенциального барьера положение тела восстанавливается, после чего происходит опрокидывание.

30. Сила тяги мышцы зависит от совокупности механических, анатомических и физиологических условий. Основным механическим условием является нагрузка. Нагрузка растягивает мышцу при ее уступающей работе. Против нагрузки мышца выполняет преодолевающую работу. С нарастанием нагрузки сила тяги мышцы увеличивается, но не беспредельно. Нагрузка может быть представлена весом отягощения, а также его силой инерции и другими силами. Большее ускорение отягощения вызывает большую силу инерции. Следовательно, и при не очень большом отягощении, увеличивая его ускорение, можно увеличивать нагрузку, а значит, и силу тяги мышцы. Движение звеньев в кинематической цепи как результат приложения тяги мышцы зависит также от: а) закрепления звеньев; б) соотношения сил, вызывающих движение, и сил сопротивления; в) начальных условий движения. При различных условиях закрепления звеньев в паре одна и та же тяга приводит к неодинаковому результату — разным движениям звеньев в суставе. В биокинематической паре может быть закреплено одно или другое звено, либо оба свободны, либо оба закреплены. Соответственно возникнут ускорения одного из звеньев, либо обоих вместе либо соединение будет фиксировано. Наконец, особо важны для эффекта тяги мышцы начальные условия движения — положение звеньев пары и их скорость (направление и величина) в момент приложения силы тяги мышцы. Физиологические условия проявления тяги мышцы в основном можно свести к ее возбуждению и утомлению. Эти два фактора отражаются на возможностях мышцы, повышая или снижая ее силу тяги. Величина силы тяги мышцы связана с быстротой ее продольной деформации. С увеличением скорости сокращения мышцы при преодолевающей работе ее сила тяги уменьшается. При уступающей же работе увеличение скорости растягивания мышцы увеличивает ее силу тяги.В зависимости от изменения длинны мышцы различают следующие её работы: 1. Статическая – длинна мышцы не изменяется 2. Динамическая – мышца или укорачивается или удлиняется.

31. Все силы, приложенные к его двигательному аппарату, составляют систему сил внешних и внутренних. Система внешних сил проявляется чаще как силы сопротивления. Для преодоления сопротивления затрачивается энергия движения и напряжения мышц человека. Внешние силы используются человеком в его движениях и как движущие. Человек преодолевает силы сопротивления мышечными силами и соответствующими внешними силами и совершает как бы две части работы: а) работу, направленную на преодоление всех сопротивлений, и б) работу, направленную на сообщение ускорений своему телу и перемещаемым внешним объектам. В биомеханике сила действия человека – это сила воздействия на внешнее физическое окружение, передаваемого через рабочие точки тела. Рабочие точки, соприкасаясь с внешними телами, передают движение и энергию внешним телам. Тормозящими силами, входящими в сопротивление, могут быть все внешние и внутренние силы, в том числе и мышечные.  Все силы независимо от их источника действуют как механические силы, изменяя механическое движение. В этом смысле они находятся в единстве, как материальные силы: можно производить их сложение, разложение, приведение и другие операции. Движения человека представляют собой результат совместного действия внешних и внутренних сил. Внешние силы, выражающие воздействие внешней среды, обусловливают многие особенности движений. Внутренние силы, непосредственно управляемые человеком, обеспечивают правильное выполнение заданных движений. По мере совершенствования движений становится возможным лучше использовать мышечные силы. Техническое мастерство проявляется в повышении роли внешних и пассивных внутренних сил как движущих сил. Обеспечивается не только экономность, экономичность, но и высокий максимум мышечных сил, а также значительная быстрота достижения этого максимума при движении.

32. Реакция опоры — это мера противодействия опоры при давлении на неё со стороны покоящегося или движущегося тела. Она равна силе, с которой тело действует на опору, направлена в противоположную этой силе сторону и приложена к телу в той точке, через которую проходит линия силы, действующей на опору. Нормальная реакция опоры при действии весе тела на горизонтальную поверхность направлена вертикально вверх. Во всех случаях она перпендикулярна плоскости, касательной той поверхности, которая служит опорой в точке приложения силы. Человек, находящийся на опоре действует на неё статическим весом . В этом случаи реакция опоры статическая и равна весу тела. При движении, возникает сила инерции тела, которая суммируется с его весом. Увеличенную или уменьшенную опорную реакцию называют динамической. Сила трения – это мера противодействия движению. Величина силы трения зависит от воздействия движущегося или смещаемого тела; она направлена против скорости или смещающей силы и приложена в месте соприкосновения. Различают 3 вида трения: скольжения, качения и верчения. При скольжении тело соприкасается с неподвижным одной и той же частью своей поверхности. При качении точки движущегося тела соприкасаются с другим телом поочерёдно. Верчение х-ся движением на месте вокруг оси. Силы упругой деформации – это мера действия деформированного тела на другие тела, с которыми оно соприкасается. Величина и направление упругих сил зависит от других свойств деформированного тела, а так же от вида и величины деформации. При деформации тело сразу поглощает работу, а затем, восстанавливая форму, совершает работу.

33. Силы мышечной тяги приложены к звеньям кинематических цепей внутри тела. Мышцы в своей активности всегда объединены в группы. Силы тяги каждой мышцы изменяются. Поэтому изменяются и тяги отдельной группы мышц и тяги взаимодействующих групп мышц. Мышцы по ходу движения могут включаться в работу, и выключаться из неё, а так же, изменять функцию, переходить из одной группы в другую. Совместное действие мышц обеспечивает сохранение и направленное изменение взаимного расположения звеньев. Работа мышц – основной источник энергии движений человека (энергетическая функция). Мышцы, изменяя положение частей тела, обуславливают его воздействие на опору, среду и внешние тела. Посредством мышечных тяг человек управляет движениями, используя внешние силы и остальные внутренние силы (управляющая функция)

34. Силы пассивного взаимодействия в отличие от си мышечной тяги не вызваны непосредственно физиологической активностью, биологическими процессами, хотя в некоторой степени и зависят от них. При наличии опоры звенья тела человека всегда своим/ весом действуют на удерживающие их соседние звенья. При ускорениях;, звеньев к статическому весу прибавляются (или вычитаются из него) силы инерции звеньев. Как противодействие статическому и динамическому весу имеются соответствующие реакции опоры. Вследствие упругих деформаций возникают упругие силы, преимущественно в мягких тканях. Наконец, имеются и силы трения, обусловленные взаимным смещением органов и тканей в местах их контакта, в суставах, между мышцами, внутри мышц и т. п.

35. Инертность – это св-ва физических тел, которое проявляется в изменении скорости с течением времени под действием сил. (1 закон Ньютона). Она характеризует определённые черты поведения тел, показывает, как сохраняется движение, как оно изменяется под действием сил – быстрее или медленнее. Масса тела = это мена инертности тела при поступательном движении. Изменение массы основывается на 2 законе Ньютона. Момент инерции тела – это мера инертности тела при вращательном движении. Найдя момент инерции можно найти радиус инерции. Радиус инерции тела — это сравнительная мера инертности тела относительно его осей (R= J/m)

36. При ускорении движения подвижных звеньев на них воздействуют тормозящие силы: тяжести, инерции и сопротивления мышц антагонистов. При отталкивании силы мышечных тяг приложенные к подвижные звеньям увеличивают кинетическую энергию тела и являются источником механической работы. При горизонтальном направлении на тело действуют : давление голени на стопу, давление бедра на таз, реакция опоры, сила инерции, ускорение. При вертикальном: ускорение, сила тяжести, давление голени на стопу, давление бедра на таз, реакция опоры, сила давления всего тела на опору, сила давления уравновешивающая силу тяжести, сила инерции, реакция опоры всего тела. Угол отталкивания как угол наклона динамической составляющей опорой реакции определяет общее направление отталкивания в данный момент времени. Он определяется по показателям динамограммы отталкивания за вычетом веса тела. Измерение угла отталкивания (4 показателя): 1.проходит по оси ног, 2. через ОЦМ, 3. По направлению общей реакции опоры 4. По направлению отталкивания

37. Техника спортивной ходьбы предусматривает непрерывный контакт легкоатлета с опорой. При этом существенно изменяются и граничные позы, и сам механизм амортизации и отталкивания. Если ставится задача достигнуть оптимальной для данной дистанции средней скорости, то перестраивается ритм движений: усилия изменяются таким образом, что длина и частота шагов позволят достигнуть требуемой скорости наиболее экономичным способом. С изменением условий выполнения двигательного задания происходит приспособление к ним, дающее наибольшую экономичность. Изменение двигательной задачи и изменение условий ее выполнения требуют качественной перестройки всей системы движений. Техника бега отличается от техники ходьбы иным соотношением периодов опоры и переноса ноги. Время опоры значительно сокращено, поэтому от опоры одной ногой до опоры другой вклинивается период полета. Фазы движений ног в беге типичны для шагательных движений. В опорном периоде сначала идет фаза амортизации. В зависимости от длины дистанции и определяемой этим скорости бега фаза амортизации изменяет свою абсолютную и относительную длительность. В амортизации; в — отрыв от опоры спринтерском беге она Наимее продолжительна. При неглубоком подседании во время быстрого бега мышцы, совершающие уступающую работу при амортизации, сильнее напрягаются и обусловливают последующее более мощное отталкивание. Амортизация осуществляется в основном в коленном суставе, а также в голеностопном и тазобедренном. Фаза отталкивания начинается после окончания фазы амортизации с разгибания коленного сустав. процесс постановки ноги на опору движение маховой ноги вперед уже обусловливает продвижение вперед и положительное ускорение ОЦТ тела бегуна. Энергичный мах ногой вперед увеличивает это действие. Однако в фазе амортизации вследствие остановки опорной ноги и встречного направления опорной реакции неминуемо торможение ОЦТ тела.

38. Основа шагательных движений — фаза отталкивания; вспомогательная – фаза амортизации, перемещающая действие за счёт махового движения. Фаза амортизации начинается с постановки ноги на опору, заканчивается при наибольшем сгибании опорной ноги в коленном суставе. Заключается она в торможении движения тела по направлению к опоре. Фаза отталкивания начинается с разгибания опорной ноги в коленном суставе и заканчивается в момент отрыва стопы от опоры. Фаза подъема ноги начинается в момент отрыва ноги от опоры и заканчивается началом её движения вперед относительно таза. Фаза разгона начинается со сгибании будра в тазобедренном суставе, заканчивается в момент наибольшей скорости центра масс перемещающейся ноги. Фаза торможения начинается в момент наибольшей скорости её ЦМ, заканчивается в крайнем положении бедра впереди и вверху. Фаза опускания ноги на опору начинается с крайнего положения бедра впереди и вверху и заканчивается в момент постановки стопы на опору. Основные сопутствующие движения тела это скручивание в области таза, при этом туловище находится в неизменном положении. Также движение рук при ходьбе. Чем шире передвижение рукой, тем шире движение ногой. На х-ер шагательных и беговых движений оказывает влияние напряжение мышц.

39. Прыжок в длину с разбега. Задача прыжка в длину с разбега: после разгона оттолкнуться от бруска и преодолеть в полете до места приземления возможно большее расстояние. В прыжке в длину различают периоды разбега, отталкивания, полета и амортизацию после приземления. В разбеге скорость бега нарастает только до тех пор, пока в каждом шаге действие тормозящих сил меньше действия движущих. По мере увеличения скорости они становятся все более близкими по эффекту. Длина разбега у легкоатлетов составляет 30—35 м, а количество беговых шагов соответственно 18—20. Последние 4—2 шага разбега направлены на подготовку к отталкиванию путем удлинения шагов, усиления отталкивания будущей толчковой ногой и укорочения последнего шага. Период отталкивания включает фазу амортизации, когда за несколько сотых долей секунды, сгибая ногу в коленном суставе, легкоатлет прекращает движение тела вниз, и фазу выпрямления ноги. В течение амортизации горизонтальная скорость ОЦТ уменьшается. Так как нога ставится на брусок почти полностью выпрямленной, таз при перекате через толчковую ногу должен подниматься, а вследствие сгибания ноги в колене — опускаться. Маховые движения руками и свободной ногой во время отталкивания поднимают ОЦТ тела и придают ему ускорение в направлении маха. В периоде полета легкоатлет делает движения, способствующие более далекому приземлению. Наиболее простой способ прыжка — «согнув ноги»: после отталкивания присоединяют к вынесенной вперед маховой ноге бывшую толчковую. В способах «прогнувшись» и «ножницы» добавляются движения ног в полете, направленные на сохранение необходимого положения туловища и подготовку к приземлению. Во всех способах прыжка в длину перед приземлением спортсмены стремятся поднять выше вытянутые вперед ноги, а руки отвести вниз-назад. В зависимости от способа прыжка период полета можно разделить на ряд фаз. В момент приземления начинается амортизация и вслед за ней выход вперед из позы приземления. Тело легкоатлета по инерции продолжает движение вперед и совершает перекат над местом опоры. Энергичные движения руками вперед с последующим разгибанием ног в коленных суставах помогают выходу вперед от места приземления.

40. 1. Стойки – положение тела с вертикальной ориентацией и нижней опорой (либо опора ногами или руками). Они могут выполняться как на полу так и на снаряде. В стойках вид равновесия ограничено устойчивы. Стойка на предплечьях. Туловище, ноги и плечи ориентированы вертикально, руки согнуты в локтевых суставах под прямым углом. Голова и шея в разогнутом положении, опора на предплечья и кисти, которые пронированы. На тело в этот момент действуют следующие силы: 1. Отклоняющая сила тяжести ног 2. Сила тяжести всего тела. 3. Сила разгибания бедра, которая удерживает это положение.

2. Упоры – положение тела при котором спортсмен располагается плечами выше опоры, опирается на неё руками и другими частями тела. Упор углом. Руки на опоре кистями, выпрямлены, туловище и шея выпрямлены и ориентированы вертикально, ноги – горизонтально, образуют с туловищем приблизительно прямой угол. Силы: Общая сила тяжести ног, голени и бедра.

3. Висы – положение тела при котором плечи спортсмена расположены ниже опоры, удерживается ногами либо руками (простые), либо смешанную опору. Вис согнувшись. Тело согнуто в тазобедренных суставах, ноги подняты и находятся над туловищем, выпрямлены (фиксирующая работа). Удерживание происходит относительно тазобедренных суставов, против момента их сил тяжести. Выполняется удерживающая работа. Силы: сила разгибания бедра.

41. Вращательные движения выполняются на снаряде, полу и без опоры. Есть встречные движения осей половин тела, круговые движения осей – прецессия, собственное вращение вокруг осей половин тела.

Подъём разгибом. Выполняется из положения виса в положение упора (на перекладине). В конце маха спортсмен изгибается в тазобедренных суставах, ноги поднимаются и к перекладине при этом, при приближении тела к оси вращения уменьшается момент инерции, ускоряется движение тела под воздействием силы тяжести. Внешней силой изменяющей траекторию ОЦМ тела спортсмена является опорная реакция перекладины, создаваемая посредством напряжения мышц плечевых суставов при нажиме рук на перекладину.

46. В попеременных ходах включает: отталкивание рукой, одновременный наклон туловища и передачу усилий с палки на скользящую лыжу. 1 фаза. (скольжение лыжи) от постановки палки до момента остановки скользящей лыжи. 2. (акцент броска) от момента остановки лыжи до mах скорости при броске вперед. 3 (доталкивание) выпрямление руки в локтевом суставе и заключительное движение кистью. Одновременные хода включают отталкивание руками с акцентом на энергичный толчок туловища и передачу усилий на лыжи.

42. При отталкивании лижи нога выпрямляется в суставах, в следствии чего ОЦМ удаляется от места опоры ноги. Отталкивание выполняется последовательно разгибанием бедра в тазобедренных суставах, разгибание голени в коленном суставе и подошвенном сгибании стопы в голеностопном суставе. Все движение начинаются в разное время, а заканчиваются одновременно. Маховые движение – это быстрое перемещение свободных звеньев тела в направлении одинаковым с направлением отталкивания ногой от лыжни. 1 фаза. Разгон, увеличение скорости звена до mах. 2. Торможение, снижение скорости до остановки маха. При выполнении маховых движений выполняется: 1. Поворот таза и небольшое отведение его в сторону маховой ноги в тазобедренном суставе опорной ноги. 2. Скручивание поясничного отдела позвоночника при неизменной ориентации туловища по отношению к лыжне. 3. Поворот бедра маховой ноги относительно таза наружу при неизменной ориентации лыжи относительно лыжни.

43. В зависимости от условий и задач спуска лыжник выбирает соответствующую им стойку. Условияспуска определяют скорость лыжника. С увеличением длины и крутизны склона скорость нарастает. Одновременно нарастает сопротивление воздуха. На достаточно длинных склонах именно Сопротивление воздуха обусловливает предел max скорости. Для лыжника-гонщика стоят задачи удержания устойчивого положения, достижения большой скорости и сохранения работоспособности. Сложность сохранения устойчивости определяется рельефом местности, направлением спуска и его изменениями, качеством снежного покрова и другими факторами. Устойчивость улучшается при увеличении площади опоры в требуемых пределах в поперечном направлении и в передне-заднем. На устойчивость влияет высота расположения ОЦТ тела лыжника. Скорость спуска, помимо коэффициента трения, зависит от высоты стойки и позы (обтекаемость). Для сохранения работоспособности нецелесообразно слишком значительное сгибание ног, большое напряжение мышц, мешающее амортизации. С учетом всех факторов наиболее употребительны средняя стойка и стойка отдыха. В средней стойке с небольшим выдвижением одной лыжи имеется достаточная устойчивость во всех направлениях, запас возможностей для амортизации на неровностях, небольшое сопротивление воздуха, умеренное напряжение мышц и к тому же возможности обзора участка спуска. Стойка отдыха применяется на более длинных, спокойных спусках. Ноги более выпрямлены, что дает отдых мышцам ног, но сохраняется возможность амортизации. Туловище опирается на руки, расположенные предплечьями на передних поверхностях бедер. Эта опора разгружает мышцы спины. Кроме того, наклонное положение туловища уменьшает лобовое сопротивление.

44. Вес тела лыжника на горизонтальной лыжне в основном определяет силу трения скольжения и сцепления, на подъеме тормозит движение вверх по склону, а на спуске увеличивает скорость. Сила тяжести тела лыжника передается как его вес через лыжу на снег, прижимает лыжу к снегу. На склоне вес приложен к лыже под углом, отличным от прямого. Его можно разложить на две составляющие: а) перпендикулярную лыжне, прижимающую силу и б) параллельную лыжне на склоне, скатывающую; на подъеме она играет роль сдвигающей и тормозящей скольжение. По мере увеличения крутизны склона на подъеме прижимающая сила уменьшается, а скатывающая увеличивает, сила сцепления лыжи со снегом уменьшается, а сдвигающая сила становится больше. По мере увеличения крутизны склона на подъеме на каждый шаг лыжнику приходится поднимать свое тело больше вверх, совершать большую работу. Это заставляет изменять направление нажима на лыжу, чтобы оно не вышло за пределы угла сцепления. При этом приходится укорачивать шаг. При одной и той же крутизне склона лыжню на подъеме можно проложить по линии наибольшей крутизны и по направлениям, отклоняющимся от этой линии. Отклонение лыжни в более косой подъем означает уменьшение наклона лыжни к горизонту, что равнозначно уменьшению крутизны склона. Однако здесь есть и различие: нижнее ребро лыжи на склоне врезается в снежный покров. Возникает опорная реакция от вырезывания канта лыжи снег — реакция кантования, которая бывает намного больше силы сцепления и играет решающую роль в ряде способов подъема. По мере увеличения крутизны склона на спуске прижимающая сила уменьшается, значит, сила трения скольжения меньше. Скатывающая же сила увеличивается и становится главной движущей силой. На совсем отлогих склонах скатывающая сила мала и нужно еще отталкиваться лыжами и палками. На спуске, как и на подъеме, изменение направления движения на лыжах равнозначно изменению крутизны склона. Реакция кантования лыжи на спуске не столько замедляет скольжение лыжи, сколько заставляет ее скользить вдоль своей продольной оси, а не соскальзывать боком по направлению наибольшей крутизны склона. Действие сопротивления воздуха. Сопротивление воздуха телу движущегося лыжник представляет собой лобовое сопротивление. Оно, как известно, зависит от площади наибольшего поперечного сечения тела, обтекаемости и ориентации тела в потоке воздуха, квадрата относительной скорости, а также от плотности воздуха. В лыжном спорте роль этих факторов в зависимости от конкретных условий различна. На малых скоростях коэффициент лобового сопротивления менее существен, чем на больших. Роль относительной скорости с ее увеличением очень существенно возрастает. Наконец, плотность воздуха влияет на уровень достигаемой скорости. Для лыжника сопротивления воздуха важно на спусках. В этих условиях можно изменять скорость спуска путемизменения наибольшего поперечного сечения тела и коэффициента лобового сопротивления, что учитывают при выборе стойки. Лыжник в одновременных ходах и отчасти в попеременных при наклоне туловища уменьшает лобовое сопротивление, что влияет на скорость скольжения, особенно при встречном ветре.

51. На тело пловца действует 2 силы: погружающая и выталкивающая. Если они равны то тело не тонет и не всплывает. Погружающая сила – это сила тяжести тела применяемая в ОЦМ и направленная вниз. Выталкивающая сила обусловлена разностью давления воды на нижнюю и верхнюю поверхность погруженного тела. По величине равна весу воды в объеме погруженной части тела (сила Архимеда) Следует учитывать, что она действует на погруженную часть тела, а не на всё тело.

45.Различают 2 вида силы трения: статическая (управляющая) и динамическая (явл тормозящей). Динамическая – сила трения скольжения проявляющаяся при скольжении лыжи по снегу, приложена к лыже и направлена в сторону противоположную движению. При данной силе возникает коэффициент трения. Она определяется характером поверхности и смазкой лыжи. Коэффициент трения равен отношению силы трения тормозящей лыжу, к силе нормального давления прижимающей лыжу к лыжне. Нормальное давление лыжи на опору равно сумме веса лыжника и вертикальной составляющей силы инерции частей тела движущихся с ускорением. Нажим рукой на палку с повалом туловища на опору уменьшает силу трения. Статистическая сила – сила трения скольжения, проявляющаяся при неподвижном положении лыжи, как сила сцепления её со снегом, приложена к лыже и направлена в сторону противоположную отталкиванию. При движении статистическая сила присутствует. Коэффициент трения проявляется в момент срыва лыжи со снега, равен отношению придельной силы сцепления, удерживающей лыжу от срыва, и силе нормального давления прижимающего лыжу к лыжне.

47. Вес тела лыжника на горизонтальной лыжне в основном определяет силу трения скольжения и сцепления, на подъеме тормозит движение вверх по склону, а на спуске увеличивает скорость. Сила тяжести тела лыжника передается как его вес через лыжу на снег, прижимает лыжу к снегу. На склоне вес приложен к лыже под углом, отличным от прямого. Его можно разложить на две составляющие: а) перпендикулярнуюлыжне, прижимающую силу и б) параллельную лыжне на склоне, скатывающую; на подъеме она играет роль сдвигающей и тормозящей скольжение. По мере увеличения крутизны склона на подъеме прижимающая сила уменьшается, а скатывающая увеличивает, сила сцепления лыжи со снегом уменьшается, а сдвигающая сила становится больше. Когда сдвигающая сила станет превышать предельную силу сцепления, лыжа проскользнет назад. По мере увеличения крутизны склона на подъеме на каждый шаг лыжнику приходится поднимать свое тело больше вверх, совершать большую работу. Это заставляет изменять направление нажима на лыжу, чтобы оно не вышло за пределы угла сцепления. При этом приходится укорачивать шаг. При одной и той же крутизне склона лыжню на подъеме можно проложить по линии наибольшей крутизны и по направлениям, отклоняющимся от этой линии. Отклонение лыжни в более косой подъем означает уменьшение наклона лыжни к горизонту, что равнозначно уменьшению крутизны склона. Однако здесь есть и различие: нижнее ребро лыжи на склоне врезается в снежный покров. Возникает опорная реакция от вырезывания канта лыжи снег — реакция кантования, которая бывает намного больше силы сцепления и играет решающую роль в ряде способов подъема. По мере увеличения крутизны склона на спуске прижимающая сила уменьшается, значит, сила трения скольжения меньше. Скатывающая же сила увеличивается и становится главной движущей силой. На совсем отлогих склонах скатывающая сила мала и нужно еще отталкиваться лыжами и палками. На спуске, как и на подъеме, изменение направления движения на лыжах равнозначно изменению крутизны склона. Реакция кантования лыжи на спуске не столько замедляет скольжение лыжи, сколько заставляет ее скользить вдоль своей продольной оси, а не соскальзывать боком по направлению наибольшей крутизны склона.

48. При относительно удовлетворительных условиях сцепления лыжи с лыжней применяются скользящие способы подъема, которые целесообразно рассматривать с попеременным двухшажным ходом, поскольку они близки к нему. Здесь будут разобраны способы подъема ступающим шагом на склонах не по лыжне. Создание опоры для лыжи обеспечивается меньшим углом наклона лыжи к горизонту и постановкой лыж на ребра (кантование лыж). По мере увеличения крутизны склона на него поднимаются наискось, при этомначинается еще малозначительное кантование лыж. Отставляя нижнюю по склону лыжу в горизонтальное положение, получают более надежную опору через один шаг («полуелочка»). Постановкой обеих лыж горизонтально переходят к косой лесенке (с продвижением вперед) или прямой (продвижение вверх). Возможен также подъем по крутому склону не боком, а лицом вперед («елочкой»), переставляя одну лыжу вперед через пятку другой. Учитывая неровности на склоне, по желобу проходят косой лесенкой, а по гребню— «елочкой», ставя лыжи по обе стороны гребня. Во всех способах подъема создается также надежная опора на палки, повышающая устойчивость и предупреждающая соскальзывание вниз.

49. Биодинамика попеременных ходов. Попеременные хода характеризуются скользящими шагами с попеременным отталкиванием палками. Наиболее часто применяется попеременный двухшажный ход. Цикл хода состоит из двух шагов. Каждый шаг удобно разделить на пять фаз. I фаза — свободное скольжение от момента отрыва толчковой ноги до момента постановки палки. II фаза — скольжение с выпрямлением ноги (длится до начала подседания). III фаза — скольжение с подседанием (заканчивается в момент остановки лыжи). IV фаза — выпад с подседанием (длится до начала разгибания толчковой ноги после подседания). V фаза — отталкивание с выпрямлением ноги—завершает наращивание скорости тела при последующем скольжении. В периоде скольжения (фазы 1—III) продвижение скользящей лыжи замедляется . В периоде стояния лыжи скорость маховой ноги нарастает до конца IV фазы, а потом вследствие торможения растягивающимися мышцами-антагонистами снижается до начальной скорости скольжения. С повышением скорости хода изменяется ритм скользящего шага: относительно сокращается время отталкивания лыжей, подседание и выпрямление толчковой ноги делаются быстрее. Попеременный четырехшажный ход имеет на четыре скользящих шага два отталкивания палками.

Биодинамика одновременных ходов. Одновременные ходы характеризуются одновременным отталкиванием двумя палками. В одновременном бесшажном ходе лыжник делает сильные отталкивания двумя палками, стоя на лыжах, поставленных рядом. Наклон туловища вперед усиливает нажим на палки. Отталкивание палками акцентировано, когда кисти рук приближаются к ногам. Вынос палок выполняется со спокойным выпрямлением туловища. Одновременный одношажный ход включает один энергичный скользящий шаг с отталкиванием ногой. В современном варианте так называемого «стартового» одновременного одношажного хода вместе с отталкиванием ногой выполняется вынос палок маховым движением, что усиливает отталкивание ногой. Палки ставятся на снег на большой скорости, и начинается энергичный нажим на палки. После отталкивания палками следует прокат в наклонном положении. Применяют еще и одновременный двухшажный ход, когда отталкивание палками выполняют после двух скользящих шагов. Во всех фазах свободного скольжения недопустимы движения частей тела с ускорениями, направленными вверх, так как это вызывает силы инерции, направленные вниз, что увеличивает трение и замедляет скольжение.

50. Механизм динамического взаимодействия пловца с водой. При выполнении гребковых движений создается разность встречных и попутных реакций воды, что позволяет продвигать тело пловца вперед относительно гребущих звеньев и стенки бассейна. В наиболее быстрых гребковых движениях скорость их примерно в 3 раза выше, чем скорость продвижения тела вперед. Поперечное сечение гребущих звеньев, меньше, чем у тела пловца, но разница в скоростях вследствие квадратичной зависимости от них реакции воды обусловливает силы тяги более значительные, чем силы сопротивления. При всех гребковых движениях гребущие звенья движутся относительно остальных частей тела назад. Это значит, что остальные части тела движутся относительно гребущих звеньев вперед. В начале гребкового движения пловец плывет по дистанции с известной начальной скоростью. Вследствие гребка туловище продвигается вперед со скоростью большей, чем начальная. Гребущие звенья движутся относительно туловища назад и проходят в воде путь назад от места начала гребка. При этом они движутся относительно туловища быстрее, чем относительно воды. Таким образом, механизм динамического взаимодействия пловца с-водой основан на изменениях сопротивления воды, вызываемых в первую очередь скоростью движения частей тела относительно воды.

54. На тело пловца действует 2 силы: погружающая и выталкивающая. Если они равны, то тело не тонет и не всплывает. Погружающая сила – это сила тяжести тела применяемая в ОЦМ и направленная вниз. Выталкивающая сила обусловлена разностью давления воды на нижнюю и верхнюю поверхность погруженного тела. По величине равна весу воды в объеме погруженной части тела (сила Архимеда) Следует учитывать что она действует на погруженную часть тела, а не на всё тело. Уравновешивание пловца в воде происходит когда погружающая и выталкивающие силы равны по величине их действия направлено по одной линии. На уравновешивание тела в воде влияет объём тела (вдох).

57. При броске возможны движения с предварительным замахом и без замаха. При предварительном замахе возможны движения либо только бросающей рукой, либо целостные движения всем телом. Последние наблюдаются, когда есть необходимость в большой начальной скорости полета мяча и тактическая ситуация позволяет выполнить такую более длительную подготовку. При отсутствии необходимости и возможности подготовительного движения всем телом замах может быть выполнен одной бросающей рукой. В таких случаях иногда к скорости бросающей руки добавляется скорость бега. Когда приходится обходиться без предварительного разгона и без замаха, бросок выполняется из наиболее рационального исходного положения. В этом положении мышцы, которые будут сокращаться при броске, заранее растянуты. Если это исходное положение принято без быстрого растягивай и я мышц, то напряжение их будет меньше. Кроме того, принимая исходное положение тягой мышц, которые будут антагонистами во время броска, трудно сразу их полностью расслабить, чтобы они не мешали броску. Тем не менее такие броски без разгона и без замаха, коротким сильным движением рукой (дают преимущество в быстроте выполнения и маскировке технических приемов.

60.  В зависимости от задачи (передача, бросок в корзину или по воротам) в разной степени обеспечивается точность движений посредством согласованных движений в суставах с завершающим движением кисти. Броски при передачах адресованы партнеру, который либо передвигается, либо стоит на месте. В последнем случае партнер может ловить не совсем точно посланный мяч, не сходя с места или передвигаясь. Так как во всех случаях место, куда должна совершаться передача, не является строго фиксированным, требования к точности несколько снижены. Они повышены в бросках в корзину, так как зона попадания существенноограничена. Точность передачи или броска обеспечивается согласованием движений во многих суставах тела игрока. Часто в этих действиях принимают участие также ноги и туловище. Движения же в плечевых и локтевых суставах обязательны в большей или меньшей степени. Даже в скрытых кистевых передачах наблюдаются движения плеча и предплечья, правда, в очень ограниченных пределах. Если движения крупных звеньев задают общее направление метательному движению, то окончательное направление придают завершающие движения кисти. Именно последнее звено биокинематической цепи непосредственно придает начальную скорость мячу в его поступательном и вращательном движении. В полете мяча решающую роль играют его траектория и скорость, которые определяются направлением и величиной начальной скорости его вылета, а также наличием вращения. В этом смысле движения кисти исправляют все неточности и завершают все движения остальных частей тела.

59. Виды ударных действий. Ударные действия выполняются как в начале соответствующего периода времени в игре, так и в ходе игры, а также в завершении игрового эпизода. Подачи выполняются в волейболе и в теннисе при отсутствии помех со стороны противника. Они имеют очень важное значение, так как могут сразу дать прибавку в счете. В связи с этим внимательно отбираются и очень тщательно отрабатываются оптимальные варианты, в которых обычно отчетливо проявляются индивидуальные особенности спортсменов, имеет место приспособление системы движений к морфофункциональным особенностям человека. Передачи характеризуются выполнением в усложненных условиях приема мяча и направления его одним ударным действием либо с предварительной остановкой и обработкой. Здесь существенно, с какой скоростью и в каком направлении движется мяч, насколько успевает к месту удара спортсмен и как он подготовился к выполнению передачи, а также направление, скорость и расстояние передачи. В передачах чрезвычайно вариативны условия их выполнения и ставящиеся задачи. Тем не менее завершающая часть фазы ударного движения и само ударное взаимодействие отрабатываются до уровня высокой стабильности. Нападающий удар либо выполняется по воротам противника, либо направляется на поле противника. Не говоря уже о точности попадания в намеченный пункт, удар, как правило, необходимо выполнить быстро, чтобы противник не смог провести эффективный защитный прием.

52. Гребковые движения руками. Учитывая поверхности звеньев руки и линейные скорости их движения при гребке, установили, что наибольший эффект дает кисть руки. При некотором сгибании руки в локтевом суставе, а также сгибании и некотором отведении плеча в плечевом суставе создается характерная изогнутая форма руки с более отвесным положением в воде предплечья и кисти. Надо полагать что это положение, увеличивая поперечное сечение кисти и предплечья, способствует усилению гребка. Гребковые движения руками во всех способах плавания имеют основное направление спереди назад. В большей или меньшей степени траектории кисти направлены и поперечно (винтовыедвижения). Кисть гребущей руки при косом направлении гребка нередко повернута относительно потока, что увеличивает тяговую составляющую полной реакции воды. Вместе с тем удлинение пути гребка увеличивает его продолжительность. В результате возрастает импульс тяговой силы. Ритм движений руками складывается из соотношений времени движения руки по воздуху и времени гребка, из соотношений длительностей фаз движений рукой во время гребка, а также из согласования движений руками при попеременных гребках. В одновременных гребках гребковые движения руками выполняются одинаково и в одно и то же время. За последние годы отмечается увеличение частоты гребковых движений, повышение их темпа. Однако это повышение должно иметь разумный предел. Дело в том, что удлинение траекторий кисти и замедление их продвижения в воде при возросших тяговых силах требуют большей длительности гребкового движения. Излишне высокий темп гребков препятствует использованию этой особенности современного гребка. Гребковые движения ногами. В кроле наибольшие тяговые силы возникают в результате гребковых движений стопами. В брассе и дельфине роль голеней и бедер, несомненно, выше, чем в кроле. При движениях ногами в кроле, преимущественно в вертикальном направлении, участие их в движениях спереди назад намного меньше, чем в брассе и дельфине. Для гребковых движений ногами также характерны изогнутые гребущие поверхности и траектории, существенно отличающиеся от плоских. Ритм движений в основном зависит от соотношений длительностей фаз движений ногами (подготовительных и рабочих, ускоренных и замедленных, акцентированных гребков в кроле и др.). Темп движений ногами существенно связан с темпом движений руками в брассе и дельфине. В кроле же встречаются шестиударный и двухударный варианты, а также промежуточные варианты.

56. Фазы ударного действия. Для ударного действия характерны фазы подготовительных и ударных движений, ударного взаимодействия и послеударных движений. Для передачи движения мячу или шайбе необходимо придать бьющему звену требуемую скорость. Поскольку удары вследствие различий в задаче выполняются с разной силой, не все фазы бывают отчетливо выражены. Фаза подготовительных движений представляет собой чаще всего замах — движение в сторону, противоположную направлению будущего удара. В течение подготовительного движения растягиваются мышцы, которые будут выполнять ударное движение, создается запас пути, на котором будет наращиваться скорость. Фаза ударных движений длится от конца подготовительных движений до соприкосновения бьющего звена с мячом. Здесь решаются 2 задачи: наращивание скорости до оптимальной для достижения требуемого эффекта и выбор направления скорости для решения тактического замысла. В обеих этих фазах часто решается еще одна задача: выйти на место, в котором лучше всего выполнить удар, если он осуществляется по объекту, находящемуся в движении. Весь динамический эффект удара проявляется в фазе ударного взаимодействия за время упругой деформации и восстановления формы соударяемых тел. В течение этой фазы наблюдается значительное напряжение всех мышц бьющей биокинематической цепи. Это предупреждает амортизацию в суставах и увеличивает массу звеньев, передающих движение. Послеударные движения выполняются обычно по инерции, с торможением мышцами-антагонистами. Виды ударных действий. Ударные действия выполняются как в начале соответствующего периода времени в игре, так и в ходе игры, а также в завершении игрового эпизода. Подачи выполняются в волейболе и в теннисе при отсутствии помех со стороны противника. В связи с этим внимательно отбираются и очень тщательно отрабатываются оптимальные варианты, в которых обычно отчетливо проявляются индивидуальные особенности спортсменов, имеет место приспособление системы движений к морфофункциональным особенностям человека. Передачи характеризуются выполнением в усложненных условиях приема мяча и направления его одним ударным действием либо с предварительной остановкой и обработкой. Здесь существенно, с какой скоростью и в каком направлении движется мяч, насколько успевает к месту удара спортсмен и как он подготовился к выполнению передачи, а также направление, скорость и расстояние передачи. В передачах чрезвычайно вариативны условия их выполнения и ставящиеся задачи.

55. Кроль. Для кроля характерны попеременные гребковые движения руками, наслаивающиеся друг на друга и создающие непрерывную тягу. Хотя эта тяга и неодинакова по своей величине в течение цикла, тем не менее изменения внутрицикловой скорости существенно меньше. Значительная величина сопротивления воды обусловливает заметное снижение скорости пловца даже при очень кратковременных уменьшениях гребковой тяги. Гребковые движения руками в кроле выполняются с момента вкладывания руки в воду до ее вынимания. Сразу после вкладывания руки в воду происходит одновременный гребок обеими руками, так как другая рука вынимается из воды спустя 0,3—0,4 сек. В то время как гребущая рука продолжает гребок, другая рука совершает движение по воздуху. Когда пловец вновь вкладывает ее в воду, завершает гребковое движение первая рука. Таким образом, чередуются периоды одиночной и двойной опоры руками о воду. Гребковые движения руками выполняются в соответствии с требованиями, описанными выше: высокое положение локтя, изогнутая форма руки, косое расположение гребущей поверхности, и «диагональное» направление ее движения. Все это создает условия для увеличения реакции воды.Дельфин. В способе дельфин в известной мере осуществляется принцип движений туловища и ног, характерный для быстро плавающих рыб, — колебательные движения. Руки же выполняют одновременные гребковые движения с наибольшей амплитудой. Первая фаза цикла движений начинается с энергичного движения обеими руками вниз; ноги, сгибаясь в тазобедренных и коленных суставах, движутся стопами вверх. Вторая фаза характеризуется завершением гребковых движений руками и разгибанием ног в коленных суставах, что обусловливает отталкивание от воды. В этой фазе достигается наиболее высокая скорость тела во всем цикле движений. В третьей фазе пловец стремительно проносит обе руки над водой вперед. В это время ноги совершают второе подготовительное движение, сгибаясь в коленях. В этой фазе наблюдается самая низкая скорость во всем цикле, так как руки в гребке не участвуют, а ноги даже несколько тормозят движение вперед. Четвертая фаза цикла характеризуется нарастанием скорости пловца благодаря удару ногами. Руки начинают активный гребок лишь в самом конце этой фазы. Пульсирующий характер скорости здесь более выражен, чем в кроле, где гребок одной рукой наслаивается на гребок другой.

53. Основным движителем при плавании являются руки. Форма гребка руками интересует нас больше всего. В методической литературе по плаванию за последние годы часто можно встретить примеры траекторий гребковых движений руками. В большинстве случаев эти траектории построены по отношению к телу пловца (предполагается, что спортсмен, выполняя гребок, все время остается на месте). Траектории движений в этом случае называют относительными. Примерами относительных траекторий гребка тренер часто пользуется, объясняя технику плавания новичкам. Первое. Сложная криволинейная форма траекторий. Оказывается, спортсмен далеко не всегда стремится выполнить движение по прямой линии и сделать гребок в направлении спереди назад. Направления движений руками все время меняются. Если мы попытаемся изобразить траекторию гребка относительно неподвижной трехмерной системы координат, то она примет вид извилистой, «винтовой» линии. Второе. В отдельные моменты гребка, особенно когда резко меняется его направление, гребущие плоскости ладони и предплечья не остаются перпендикулярными к линии своего движения, а разворачиваются под небольшим положительным углом атаки, как бы накрывая встречный поток воды своей внутренней поверхностью. Третье. Руки начинают и заканчивают гребок почти в одной и той же точке. Создается впечатление, что спортсмен старается опереться руками о возможно большую массу воды, но сдвинуть ее назад возможно меньше. Иными словами, при одной и той же силе тяги он стремится продвинуться вперед за счет сдвига большей массы воды с меньшей скоростью, а не за счет «проталкивания» меньшей массы с более высокой скоростью.

58. При ударах и бросках сразу начинают включаться в работу самые мощные мышцы, а затем по цепочке последовательно передается следующим, менее мощным. В ударах и бросках сразу участвуют ноги- туловище – руки. Здесь также следует учитывать то, что чем сильнее удар, тем меньше точность попадания.