1. Управление позой и ее медленными изменениями
Статические напряжения. Управление статическим напряжением мышц—дело не простое, особенно в тех случаях, когда требуются точность положений, большие усилия, переменные усилия, когда недопустимо дрожание. Трудность сохранения суставных углов объясняется в основном адаптивным повышением абсолютных и дифференциальных порогов проприорецепторов.
Способность тонко дифференцировать изменения взаимного расположения звеньев тела позволяет обнаруживать и выправлять искажения позы. Если при сохранении ее главная двигательная задача заключается в сохранении взаимного расположения двух-трех звеньев тела, расположение других звеньев может быть вариативным (при изменении одних суставных углов компенсаторно изменяются другие). Таким искусством спортсмен овладевает по мере совершенствования навыка. Трудность сохранения позы усугубляется необходимостью совершать дыхательные движения: из-за них приходится все время менять напряжение мышц, «ответственных» за позу. Другая трудность сохранения позы—утомление при ее фиксации, вызванное большими усилиями. Сохранять позу достаточно долгое время можно только при значительном функциональном резерве. На схеме 9 показана система механизмов регуляции позы.
Регуляция позы
Регуляция суставных углов Целевая регуляция позы
Схема 9.
1 — автоматизированные тонические регуляции, 2 — осознаваемые коррекции угла по его «установочной» величине, 3—взаимокомпенсаторные регуляции, 4 — регуляции по пространственному расположению контрольных точек и звеньев тела, 5 — регуляции по пространственной ориентации звеньев тела и взаимной ориентации его контрольных точек, 6—регуляции по изменению нагрузки на звенья рабочих динамических цепей, 7—неосознаваемые коррекции позы, 8 — осознаваемые коррекции позы, 9 — предваряющие тонические коррекции, 10 — предваряющие коррекции позы
Со статическим напряжением приходится сталкиваться, естественно, не только при фиксации взаимного расположения всех звеньев тела, но и тогда, когда необходимо сохранять неизменным хотя бы один суставной угол. В качестве примера можно назвать оборот назад из упора в стойку на руках на перекладине. В данном упражнении угол между руками и туловищем нужно сохранять приблизительно неизменным на протяжении большей части оборота (тело за это время поворачивается вокруг поперечной оси более чем на 200°). Поэтому высоки требования к силе гимнаста: совсем не легко фиксировать этот угол, когда требуется усилие, быстро меняющееся в широком диапазоне (по величине и направлению). Достаточно сказать, что в начале и в конце движения тела с фиксированным данным углом усилие, нужно направлять на то, чтобы он не уменьшился; при прохождении же тела под грифом перекладины необходимо большое усилие для преодоления момента силы тяжести туловища и ног относительно плечевой оси, а также инерционных сил, вызванных быстрым вращением тела вокруг грифа, чтобы угол не увеличивался. Сохранение суставных углов неизменными в условиях непрерывных изменений внешних и внутренних суставных моментов вообще типично для спортивной гимнастики (вспомним задачи сохранения динамической осанки).
При неизменных или медленно меняющихся нагрузках на суставы суставные углы сохраняются неизменными благодаря автоматическим механизмам тонических рефлексов (с участием мышечных веретен: например, уменьшение угла влечет за собой удлинение мышц-разгибателей1, веретена2 которых реагируют на это усилением афферентных импульсов; в результате напряжение мышц-разгибателей возрастает, а напряжение мышц-сгибателей падает; это вызывает увеличение угла, влекущее за собой противоположные тонические изменения). Сохранение величины суставного угла достигается за счет его поочередного увеличения и уменьшения: величина угла колеблется около среднего (должного) значения. Здесь очень наглядно выступает принцип регуляции по рассогласованию (или «по отклонению», «по ошибке»). Чем сильнее напряжены группы мышц-антагонистов, тем строже работает этот механизм. Однако мышцы быстрее утомляются, а это снижает точность регуляций.
Так осуществляется стабилизация суставного угла, если для его фиксации не нужно менять величину и направление мышечных усилий. В противном случае спортсмен должен предвидеть ход их развития, конечно, с использованием своего предшествовавшего двигательного опыта.
Действия парастатического3 характера. Следует сразу обратить внимание на то, что в процессе таких действий почти всегда часть звеньев динамической цепи работает в статическом режиме, поэтому к ним относится все только что сказанное. В преодолевающем движении предельная сила меньше, чем в статике, а в уступающем — больше. Следовательно, парастатическое суставное движение в уступающем режиме намного легче выполнить, чем противоположно направленное преодолевающее (в этом случае работают одни и те же мышцы). Притом чем медленнее уступающее движение, тем труднее выполнить его при той же самой нагрузке; чем медленнее преодолевающее движение, тем легче.
Хотя парастатический режим работы силовых звеньев близок к статическому, все же немаловажные различия имеются. Прежде всего, надо учесть, что во время движения с достаточно большим размахом изменяется состав работающих мышц, не говоря уже об их длине и силовых плечах. Если движения происходят сразу в нескольких суставах, длина некоторых двухсуставных мышц может меняться довольно быстро, невзирая на малую скорость изменения суставных углов. Удлинение мышцы мало влияет на ее предельное напряжение. В случае же укорочения мышцы состояние ее может приблизиться к ретракции (такое укорочение, при котором она уже не может развить силу тяги), в связи с чем другим мышцам приходится работать за нее.
От распределения скоростей суставных движений обычно в той или иной мере зависят внешние суставные моменты (чаще всего моменты сил тяжести). Поэтому спортсмен должен так соотносить эти скорости, чтобы моменты сопротивлений относительно осей всех суставов рабочей кинематической цепи были преодолимы, соответствовали функциональным возможностям звеньев соответствующей динамической цепи. При этом, конечно, надо учитывать и текущее изменение этих возможностей в связи с зависимостью «сила—скорость».
При уступающих движениях спортсмен может подбором скоростей суставных движений поддерживать соответствие своих силовых возможностей силовому запросу 1 упражнения. С другой стороны, увеличив силовые возможности, он может развивать туже силу в заданных уступающих движениях, выполняемых с меньшей скоростью, либо в преодолевающих движениях, выполняемых с большей скоростью. Это существенно прежде всего в спортивной гимнастике и акробатике, но немалую роль играет и в других видах спорта. В частности, скорость парастатических движений борцов, когда один сопротивляется превосходящему его по силе (в данной двигательной ситуации)2, а другой преодолевает это сопротивление, устанавливается соответственно с требованием выравнивания силовых возможностей (см. рис. 35).
Превосходство может быть результатом лучшей физической подготовленности, но может быть результатом и меньшей величины моментов сопротивления или участием других мышц.
Спортсмен часто может управлять величиной момента сопротивления, уменьшая плечо действующей внешней силы, например выжимая стойку не с прямыми, а с согнутыми руками или не с прямыми, а с согнутыми ногами.
- Биомеханика Курс лекций
- 5. Кинематические характеристики движений человека…………………………………………………..41
- 6.Динамические характеристики движений человека……………………………………………………...49
- 1.1.Движение как форма бытия материи.
- 1.2. Формы движения материи
- 1.3. Движения человека
- 2. Предмет биомеханики
- 2.1. Объект познания
- 2.2. Область изучения
- 3. Задачи биомеханики
- 3.1. Общая задача изучения движений
- 3.2. Частные задачи биомеханики
- 4. Содержание биомеханики
- 4.1. Теория биомеханики
- 4.2. Метод биомеханики
- 4.3. Связи биомеханики с другими науками
- Тема 2.Развитие биомеханики как науки
- 1.История развития биомеханики
- 2.Предпосылки возникновения биомеханики
- 2.1. Развитие физических знаний
- 2.2. Биологические предпосылки биомеханики
- 2.3. Разработка методик изучения движений
- 2.3.1. Механические устройства
- 2.3.2. Светохимичесная регистрация
- 2.3.3. Электротехническая аппаратура
- 3. Становление теории биомеханики
- 3.1. Механическое направление
- 3.2. Функционально-анатомичесное направление
- 3.3. Физиологическое направление
- 3.4. Системно-структурный подход
- 4. Современный этап развития биомеханики
- 4.1. Теоретические основы
- 4.2. Методики исследования
- 4.3. Практическое применение
- 4.4. Биомеханика физических упражнений
- Тема 3. Топография тела человека
- 1.Общие данные о теле человека
- 2.Оси и плоскости
- 3.Краткие данные о центре тяжести тела человека
- 4.Организм, орган, система органов, ткани
- 5.Клетки и ткани организма. Строение и функция тканей
- 6.Спинной мозг. Позвоночник
- 7.Механизм движений туловища и головы
- 8.Движения позвоночного столба и головы
- 9.Механизм движений верхней конечности
- 10.Некоторые данные о конституции человека
- 11.Нервная регуляция позы и движений
- 12.Функциональный анализ положения человека в позе стоя
- Тема 4. Тело человека как биомеханическая система
- 1. Механические свойства звеньев и их соединений
- 1.1. Виды нагрузок и характер их действия
- 1.2. Упругие деформации
- 2. Соединения звеньев
- 2.1. Кинематические пары
- 2.2. Кинематические цепи
- 2.3. Степени свободы движений
- 2.4. Геометрия движений
- 3. Звенья как рычаги
- 3.1. Виды рычагов в теле человека
- 3.2. Условия сохранения положения звеньев и их движения как рычагов
- 3.3. «3Олотое правило» механики1 в движениях человека
- 4. Биомеханические свойства мышц
- 4.1. Механические свойства мышц
- 4.2. Режимы работы мышц
- 5. Механическое действие мышц
- 5.1. Величина и направление тяги мышцы
- 5.2. Результат тяги мышцы
- 5.3. Виды и разновидности работы мыши,
- 6. Групповые взаимодействия мышц
- 6.1. Рабочие и опорные напряжения
- 6.2. Взаимодействующие группы мышц
- 6.3. Взаимодействие групп мышц при разных сопротивлениях
- Разгибатель
- 6.4. Перераспределение напряжений мышц
- Тема 5. Кинематические характеристики движений человека
- 1. Системы отсчета расстояния и времени 2. Пространственные характеристики 3. Временные характеристики 4. Пространственно-временные характеристики 5. Кинематические особенности движений человека.
- 1. Системы отсчета расстояния и времени
- 1.1. Выбор тела отсчета
- 1.2. Начало и направление отсчета расстояния
- 1.3. Единицы отсчета расстояния
- 1.4. Начало и единицы отсчета времени
- 2. Пространственные характеристики
- 2.1. Координаты точки, тела и системы
- 2.2. Перемещение точки, тела и системы
- 2.3. Траектория точна
- 3. Временные характеристики
- 20.1. Момент времени
- 3.2. Длительность движения
- 3.3. Темп движений
- 3.4. Ритм движений
- 4. Пространственно-временные характеристики
- 4.1. Скорость точки и тела
- 4.2. Ускорение точки и тела
- 5. Кинематические особенности движений человека
- 5.1. Составное движение и его составляющие
- 5.2. Сложение скоростей и ускорений в составном движении
- 5.3. Изменение скоростей в движениях человека
- Тема 6.Динамические характеристики движений человека
- 1. Инерционные характеристики
- 1.1. Понятие об инертности
- 1.2. Масса тела
- 1.3. Момент инерции тела
- Радиус инерции — это сравнительная мера инертности данного тела относительно его разных осей. Он измеряется корнем квадратным из отношения момента инерции относительно данной оси
- 2.Силовые характеристики
- 2.1. Сила
- 2.2. Момент силы
- 2.3. Действие силы
- 3. Внешние относительно системы силы
- Внешние относительно системы силы — мера воздействия на нее объектов окружающей среды.
- 3.1. Сила тяжести и вес
- 3.2. Силы инерции внешних тел
- 3.3.Силы сопротивления среды
- 3.4. Реакции опоры
- 3.5. Силы трения
- 3.6. Силы упругой деформации
- 4. Внутренние относительно системы силы
- 4.1. Силы мышечной тяги
- 4.2. Силы пассивного противодействия
- 5.Динамические особенности в движениях человека
- 5.1. Роль сил в движениях человека
- 5.2. Совместное действие сил
- Тема 7.Биодинамика двигательных качеств
- 1.Биологические и физиологические механизмы развития двигательных качеств
- 10 20 30 40-10-2 Сила, н
- 2.Характеристика двигательных (локомоторных) качеств
- Расстояние между полосами, мк
- 3.Сила. Силовые качества
- 4.Развитие силы и ее измерение
- 5.Методика развития (тренировка) силы мышц
- Сплошная линия — данные мужчин; пунктирная — данные женщин. По горизонтали — суставной угол; по вертикали — сила (в фунтах)
- 7.Физическая работоспособность.
- 8.Развитие быстроты
- 1.Предельная скорость одиночных движений.
- 2.Максимальный темп двигательных действий.
- 3.Скорость двигательной реакции.
- 9.Развитие ловкости
- 10.Развитие выносливости.
- 11.Развитие гибкости
- Тема 8.Биомеханические основы спортивной техники
- 1. Показатели совершенства спортивной техники
- 1.1. Общие показатели технического мастерства
- 1.2. Мастерство при стабилизации кинематической структуры
- 1.3. Мастерство при стабилизации динамической структуры
- 1.4. Мастерство при вариативности спортивных действий
- 2. Направления развития системы движений
- 2.1. Интеграция и дифференциация
- 2.2. Стабилизация и вариативность
- 2.3. Стандартизация и индивидуализация
- 2.4. Соотношение произвольности и автоматизма в управлении
- 2.5. Фиксация и прогрессированив
- 3. Пути овладения техникой и ее совершенствования
- 3.F. Формирование и перестройка систем движений
- 4. Психологический аспект управления двигательными действиями
- 5. Проблема целесообразной индивидуализации выполнения упражнения
- 6. Надежность выполнения упражнений и действий
- Тема 9. Элементы теории ошибок
- 1. Двигательные ошибки в спорте (их место и причины)
- 2. Классификация двигательных ошибок
- 3. Обнаружение, распознавание и оценка технических ошибок
- 4. Устранение ошибок
- Тема 10. Методика биомеханического качественного анализа
- 1. Методы качественного биомеханического анализа
- 2. Правила качественного биомеханического анализа
- 10. Последовательность рассмотрения движений:
- 3. Приемы анализа
- 4. Типичные ошибки качественного биомеханического анализа
- Тема 11. Основы контроля за технической подготовленностью
- 1. Задачи и виды контроля
- Сила, проявленная при подъеме штанги до подседа:
- Гониограммы изменения угла в правом тазобедренном суставе (а) и угла «скручивания» фронтальной оси плеч относительно фронтальной оси таза (в) в толкании ядра (фаза финального разгона):
- 2. Контроль за объемом техники
- 3. Контроль за разносторонностью техники
- 4. Контроль за эффективностью техники
- 4.1. Определение абсолютной эффективности техники
- 4.2. Определение сравнительной эффективности техники
- 4.3. Определение реализационной эффективности техники
- 234 "Гладкий" бег,с
- Показатели реализационной эффективности техники баскетболистов:
- 5. Разновидности оценок эффективности техники
- Та бл и ца 41 Эффективность техники метания копья
- 6. Контроль за освоенностью техники
- Изменение скорости и точности прямого нападающего удара в волейболе в зависимости от установки тренера
- Тема 12.Структура движений человека и управление ими
- 1.Двигательное действие как система движений.
- 1.1. Виды систем
- 1.2. Состав системы движений
- 1.3. Структура системы движений
- 2. Виды структур в системе движений
- 2.1. Кинематические структуры
- 2.2. Динамические структуры
- 2.3. Информационные структуры
- 2.4. Обобщенные структуры
- 3. Физическое упражнение как управляемая система
- 3.1. Понятие об управлении
- 3.2. Информация и ее передача
- 3.3. Двигательная задача и программа действия
- 4. Управление движениями в переменных условиях
- 4.1. Управляющие и сбивающие воздействия
- 4.2. Отклонения и коррекции
- 4.3. Функциональная структура действия
- 5. Координация движений человека
- 5.1. Нервная координация
- 5.2. Мышечная координация
- 5.3. Двигательная координация
- 6. Формирование систем движений
- 6.1. Построение системы движений
- 6.2. Перестройка системы движений
- 7.Развитие двигательной активности и координации движений
- 7. Изменение движений при физическом воспитании
- 7.1. Возраст и структура движений
- 7.2. Влияние половых различий на структуру движений
- 7.3. Влияние тренировки на структуру движений
- Тема 13. Управление непереместительнымй действиями
- 1. Управление позой и ее медленными изменениями
- 2.Равновесие тела человека
- 2.1. Силы уравновешиваемые при сохранении колошения
- 2.2. Условия равновесия системы тел
- 2.3. Виды равновесия твердого тела
- 2.4. Устойчивость твердого тела и системы тел
- 3.Сохранение и восстановление положения тела человека
- 3.1. Пассивное и активное уравновешивание
- 3.2. Равновесие колебательного типа
- 3.3. Управление сохранением положения
- Тема 14. Движения на месте
- 1 Закономерности перемещения оцт при постоянной опоре
- 1.1. Сохранение и изменение движения центра масс системы
- 1.2. Взаимодействие опоры, опорных и подвижных звеньев
- 1.3. Роль реактивных внешних сил
- 1.4. Сохранение и изменение количества движения системы
- 1.5. Преодолевающие и уступающие движения
- 1.6. Обеспечение равновесия
- 2. Фазовая структура движений на месте
- 2.1. Фазы разгона и торможения
- 2.2. Граничные позы и их роль
- 2.3. Передача скоростей в биокинематичесних цепях
- 3. Последовательность разбора движений
- 3.1. Определение исходного и конечного положений
- 3.2. Определение кинематических и динамических характеристик
- 3.3. Установление фазового состава
- 3.4. Условия равновесия и движения и определение действующих мышц
- 3.5. Оценка эффективности выполнения задачи
- 4. Движения при верхней опоре
- 4.1. Механизм притягивания
- 4.2. Уступающие движения при верхней опора
- 4.3. Подтягивание в висе и опускание
- 5.Движения при нижней опоре
- 5.1. Механизм отталкивания
- 5.2. Уступающее приближение к опоре
- 5.3. Сгибание и выпрямление рук в упоре лежа
- Тема 15. Движения вокруг оси и перемещающие движения
- 1. Условия вращательного движения
- 1.1. Источник центростремительного ускорения
- 1.2. Оси вращения
- 1.3. Взаимодействие вращающегося и удерживающего тел
- 2. Способы управления движениями биомеханической системы вокруг осей
- 3. Управление вращением тела
- 4.Перемещающие движения
- 4.Механизмы скоростных движений
- 4.1. Суммирование движений и скоростей
- 4.2. Последовательность ускоряющих движений
- 4.3. Баллистическая работа мышц
- 4.4. Наращивание начальной скорости
- 4.5. Передача количества движения
- 5.Виды веремещающих действий
- 5.1.Перемещение тел с разгоном
- Тема 16. Биомеханика локомоций
- 1.Сущность и виды локомоций
- 3.Биодинамика ходьбы
- 4.Биодинамика бега
- Горизонтальная скорость бега, м/с
- 4 5 6 Скорость бега, м/с
- Корреляция между длиной тела, длиной ноги и длиной шага
- 5. Биодинамика прыжка
- 5.1 Подготовка н отталкиванию
- 5.2. Отталкивание
- 5.3. Полет
- 5.4. Амортизация
- 6.Биомеханика различных видов спорта
- Расход энергии при различных видах спортивной деятельности (ккал)