биомеханика - Библиотечно

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ухтинский государственный технический университет
Институт физической культуры и спорта
БИОМЕХАНИКА
учебно-методический комплекс для студентов
специальности 032101 – физическая культура и спорт
Ухта 2009
УДК 612.76 (075.8)
Б 86
Бочаров, М.И.
Биомеханика [Текст] : учебно-методический комплекс / М.И. Бочаров. – Ухта : УГТУ,
2009. – 59 с.
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной и заочной форм
обучения по специальности 032101 – физическая культура и спорт. Комплекс содержит шесть разделов и четыре приложения, которые раскрывают содержание курса физиологии, объем разделов и тем, форм занятий, основные дидактические единицы и требования, учебно-методическое обеспечение, разные формы контроля и
самоконтроля знаний, а также методические указания для студентов и рекомендации для преподавателя, перечень рекомендуемой литературы и глоссарий.
Комплекс составлен в соответствии с ГОС высшего профессионального образования
второго поколения, учебным планом УГТУ специальности физическая культура и
спорт, и письмом Минобразования и науки РФ федеральной службы по надзору в
сфере образования и науки от 17 апреля 2006 г. № 02-55-77ин/ак.
Учебно-методический комплекс дисциплины «Биомеханика» одобрен учебнометодической комиссией института физической культуры и спорта (31.08.2009) и
утвержден первым проректором УГТУ (31.08.2009)
Рецензент – Кривощеков С. Г., д.м.н., профессор каф. ТОФК.
План 2009 г., позиция 248.
Подписано в печать 07.09.2009 г. Компьютерный набор.
Объем 59 стр. Тираж 50 экз. Заказ № 234.
© Ухтинский государственный технический университет, 2009
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Отдел оперативной полиграфии УГТУ.
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13
Оглавление
Общие сведения ………………………………………………………
I.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ……………………………………………
1.1. Организационно-методический раздел ………………………….......
1.2. Распределение часов по видам работы ………………………………
1.3. Содержание курса ……………………………………………………..
1.4. Материально-техническое обеспечение курса ………………….......
II. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ …………………….
III. ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОР И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ …………..
IV. ПЕРЕЧЕНЬ ЗАДАЧ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ ………
V. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНАМ …………………………
VI. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ ………………………………………………...
Приложение 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ …...
Приложение 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ
ПРЕПОДАВАТЕЛЯ …………………………………………………………
Приложение 3. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………..
Приложение 4. ГЛОССАРИЙ ....……………………………………………
3
4
5
5
8
10
24
26
35
37
40
43
44
46
48
50
Общие сведения
Учебно-методический комплекс содержит 6 разделов, в которых описаны основные требования к учебной дисциплине «Биомеханика», перечень тем, распределение их по часам и семестрам, содержание курса, включая лекционные занятия и
лабораторный практикум, а также материально-техническое обеспечение, вопросы
для самоконтроля знаний, тематика реферативных и контрольных работ, задачи расчетно-графических работ, перечень вопросов для подготовки к экзаменам, аттестационные критерии контроля знаний, список основной и дополнительной литературы, а также детальный глоссарий.
Данный комплекс предназначен для студентов очного и заочного отделения факультета физической культуры, обучающихся по специальности 022300 – физическая культура и спорт, как программный материал к курсу «Биомеханика», соответствующий федеральному компоненту цикла ОПД Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения.
В соответствии с учебным рабочим планом студенты изучают данную учебную
дисциплину на 3-ем (очное обучение) и 4-ом (заочное обучение) курсах с выполнением следующих работ:
Очное обучение
Семестр – 5
Всего учебных часов – 100
в том числе:
аудиторных – 52 часа, из них:
лекции – 18 часов
лабораторные практикумы – 34 часа
Самостоятельная работа – 48 часов;
Расчетно-графические работы – 4
Итоговый контроль – экзамен (в 5-м
семестре)
Заочное обучение
Семестр – 7
Всего учебных часов – 100
в том числе:
аудиторных – 20 часов, из них:
лекции – 12 часов
лабораторные практикумы – 8 часов
Самостоятельная работа – 80 часов;
Расчетно-графические работы – 3
Итоговый контроль – экзамен (в 7-м
семестре)
4
1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
1.1. Организационно-методический раздел
Рабочая программа учебной дисциплины – «Биомеханика» составлена согласно
требованиям ГОС второго поколения и в соответствии с ним входит в цикл общих
профессиональных дисциплин.
Выписка из Государственного образовательного стандарта
Цикл
Дисциплина и ее основные разделы
ОПД.Ф.04. Биомеханика. Биомеханика как учебная и научная дисциплина. Направления развития биомеханики как науки.
Теоретические основы управления двигательными действиями человека. Двигательный аппарат человека, соединение звеньев и степени свободы, биомеханика мышц. Двигательные качества спортсмена, факторы определяющие
проявление двигательных качеств и биомеханические требования к их воспитанию. Сохранение положения тела человека и движения на месте, циклические и ациклические
локомоции. Механизмы создания и управления вращательными движениями; биомеханика бросков и метаний;
основные показатели спортивно-технического мастерства;
особенности двигательных возможностей человека.
Всего
часов
100
Цель курса – ознакомить студентов с биомеханическими основами строения
двигательного аппарата человека, принципами его управления, особенностями и
разновидностями физических упражнений как средства оздоровительной физической культуры и спортивной тренировки.
Задачи курса. Раскрыть сложность организации двигательных действий человека, обусловленной особенностью строения его двигательного аппарата, системы
управления движениями, подчинением движений законам не только механики, но и
биологии, а также произвольной обусловленностью движений. Овладение студентами профессионально-педагогическими умениями и навыками самостоятельного
научного обоснования техники соревновательных и тренировочных упражнений и
умелое их использование во время практических занятий с обучаемыми.
Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Введение учебного курса «Биомеханика» связано с решением важнейшей задачи изучения закономерностей строения, формирования и совершенствования двигательных действий,
используемых в качестве физических упражнений при физическом воспитании и
спортивной тренировки. С практической точки зрения биомеханика позволяет найти
5
ответы на главные вопросы педагогики в сфере физической культуры и спорта – чему и как учить?
Для понимания сущности двигательных действий человека и сложности управления ими недостаточно знать основные законы механики и способы описания
внешней картины движения, необходимо учитывать закономерности физиологических явлений, биологической сущности взаимодействия организма с окружающей
средой. Именно поэтому изучение данного курса тесно связано с такими дисциплинами, как динамическая анатомия, механика, физиология, психофизиология, теория
управления функциональными системами и многими другими науками.
Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы специалиста. Биомеханика как учебная и научная дисциплина. Направления развития биомеханики как науки. Теоретические основы управления двигательными действиями человека. Двигательный аппарат человека, соединение звеньев тела и степени свободы движения в суставах, биомеханика мышц. Двигательные качества спортсмена. Факторы, определяющие проявления двигательных
качеств и биомеханические требования к их воспитанию. Сохранение положения
тела человека и движения на месте, циклические и ациклические локомоции. Механизмы организации и управления вращательными движениями; биомеханика бросков и метаний; основные показатели спортивно-технического мастерства; особенности двигательных возможностей человека.
Требования к уровню освоения содержания курса. В результате изучения
биомеханики студент должен знать основные понятия и методы исследования, научиться разбираться в сложности двигательных актов и понимать механизмы их организации, познакомиться с различными подходами к биомеханическому обоснованию техники физических упражнений и уметь применять их на практике.
Особенностями данного курса являются вычисления и экспериментальные подтверждения биомеханического обоснования двигательных действий, что требует от
студента знаний технологии измерения, математического анализа и моделирования,
с использованием компьютерных программ.
Особое место в овладении данным курсом отводится самостоятельной работе
студентов, которая предполагает выполнение расчетно-графических работ, подготовку рефератов, участие в студенческих научных кружках кафедр. Обоснование
спортивной техники в конкретном виде спорта рекомендуется проводить (на занятиях по спортивным дисциплинам, в период педагогической и тренерской практики)
более углубленно с использованием знаний по биомеханике спорта. Особое внимание должно быть обращено на подбор упражнений для совершенствования двигательных качеств и овладения техникой спортивных упражнений; оценку их исполнения и разбор ошибок; анализ нарушений осанки учащихся и применение корриги6
рующих упражнений; особенности современной спортивной техники; привитие
учащимся интереса к биомеханическому обоснованию физических упражнений.
Основные знания, умения и навыки формируются в процессе обучения и
контролируются после изучения определенного раздела курса «Биомеханика». В ходе текущей, промежуточной и итоговой аттестации проверяются те элементы подготовки студентов, которые предполагают владение следующими знаниями и видами деятельности:
• владение знанием основного предмета биомеханики, системой представлений
о принципах управления и организации движениями человека;
• знание механических свойств опорно-двигательного аппарата, двигательных
действий в кинематических цепях, а так же основных методов биомеханических исследований;
• системное представление о биомеханике различных видов движений человека
и их кинематических, динамических и энергетических характеристиках;
• знание биомеханических особенностей вращательных, ударных, локомоторных, перемещающих движений;
• умение применять количественные методы оценки эффективности физических упражнений и знание ее зависимости от множества внутренних и внешних
факторов;
• знание современных технологий обоснования рациональной техники движения и совершенствования спортивно-технического мастерства и тренировочных упражнений;
• умение использовать разные информационные системы и владение навыками
систематизации учебно-методической и научной информации по биомеханике.
В соответствии с учебным планом специальности 032101 – физическая культура и спорт студенты очной формы обучения изучение курса «Биомеханика» проходят в течение 5-го семестра со сдачей экзамена; студенты заочной формы обучения сдают экзамен в 7-ом семестре. Основные требования к текущим зачетам и аттестации включают сдачу рефератов и контрольных работ, а также расчетнографических работ по темам лабораторного практикума; экзамен предполагает обязательное выполнение зачетных требований и знание теоретических разделов биомеханики.
7
1.2. Распределение часов по видам работы
а) Очное отделение
8
Лабораторный
практикум
РГР
Самостоятельная
работа
Раздел. Общая биомеханика
Тема 1. Введение (предмет и история
биомеханики)
Тема 2. Биомеханические аспекты управления
движениями человека
Тема 3. Характеристика двигательной системы
Тема 4. Методы исследования в биомеханике
Тема 5. Биокинематика и биодинамика
движений человека
Тема 6. Общая биомеханика позы, осанки и
движения
Раздел. Частная биомеханика
Тема 7. Биомеханика стартовых действий
Тема 8. Движения вокруг осей
Тема 9. Локомоторные движения
Тема 10. Ударные движения
Тема 11. Приспособляемость двигательной
системы
Тема 12. Двигательные функции и возраст
Всего:
Лекции
Наименование разделов
и тем курса
Всего
Количество часов
54
12
20
2
22
4
2
7
2
9
12
2
2
2
6
5
4
14
2
10
2
8
2
2
1
4
46
6
8
8
8
6
1
1
1
1
14
2
4
4
2
2
26
3
3
3
5
8
1
2
1
5
8
100
1
18
34
1
4
7
48
2
1
5
б) Заочное отделение
9
Лабораторный
практикум
РГР
Самостоятельная
работа
Раздел. Общая биомеханика
Тема 1. Введение (предмет и история
биомеханики)
Тема 2. Биомеханические аспекты управления
движениями человека
Тема 3. Характеристика двигательной системы
Тема 4. Методы исследования в биомеханике
Тема 5. Биокинематика и биодинамика
движений человека
Тема 6. Общая биомеханика позы, осанки и
движения
Раздел. Частная биомеханика
Тема 7. Биомеханика стартовых действий
Тема 8. Движения вокруг осей
Тема 9. Локомоторные движения
Тема 10. Ударные движения
Тема 11. Приспособляемость двигательной
системы
Тема 12. Двигательные функции и возраст
Всего:
Лекции
Наименование разделов
и тем курса
Всего
Количество часов
54
6
6
2
42
4
1
7
1
9
12
1
1
2
8
9
14
1
4
9
8
1
46
6
8
8
8
6
1
1
1
1
8
1
8
100
1
12
3
1
1
2
6
7
38
5
6
7
6
1
1
7
8
1
3
7
80
1.3. Содержание курса
(темы и их краткое содержание)
Раздел. ОБЩАЯ БИОМЕХАНИКА
Тема 1. ВВЕДЕНИЕ (4 часа)
Теоретический раздел (лекции – 2 часа). Биомеханика как наука и учебная
дисциплина. Механические явления в живых системах. Понятия о формах движения
материи. Особенности механического движения человека. Структура движения как
основной предмет биомеханики. Задачи общей и частной биомеханики. Прикладная
биомеханика. Предмет и задачи биомеханики в спорте, физическом воспитании и
реабилитации. Основные этапы развития биомеханики. Связи биомеханики с другими науками.
Самостоятельная работа (2 часа). Возникновение биомеханики как науки –
Аристотель, Леонардо да Винчи, Джовани Альфонсо Борелли, Е. Майбридж,
Э. Марей, В. Брауне и О. Фишер, братья В. И Э. Вебер и др. Роль фотографии, как
основного метода исследования в биомеханике. Возникновение и развитие отечественной биомеханики – И.М. Сеченов, И.П. Павлов, А.А. Ухтомский, П.Ф. Лесгафт,
Н.А. Бернштейн и др. Современное состояние биомеханики. Направления развития биомеханики в свете современных представлений о механизмах движения
(Донской Д.Д., Ратов И.П., Бальсевич В.Ч., Энока Р.М., Герасименко Ю.П. и др.).
Основные знания и умения. Студент должен знать основной предмет биомеханики, задачи биомеханики при спортивной тренировке и прикладные ее аспекты в
трудовой деятельности человека, а также современное значение биомеханики в
практике физической реабилитации. Уметь различать понятия структура движения,
механизмы и причины возникновения движения.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Донской, Д.Д. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. для ин-тов
физич. культ. / Д.Д. Донской. – М. : ФиС, 1960. 240 с.
Донской, Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения
спортивного действия и его совершенствования) [Текст] / Д.Д. Донской. – М. : Физкультурное образование и наука, 1995. 70 с.
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
10
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика [Текст] : словарь-справочник ; часть
II «Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения» / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999. 192 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Тема 2. БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ
ДВИЖЕНИЯМИ ЧЕЛОВЕКА (7 часов)
Теоретический раздел (лекции – 2 часа). Основные понятия теории управления кибернетическими системами. Состав функциональной системы и принципы ее
работы. Уровни реализации программы движения. Способы организации управления в самоуправляемых системах: программный способ управления; каналы прямой
и обратной связи; незамкнутые и замкнутые контуры управления; передача информации по каналам связи.
Теория Н.А. Бернштейна о многоуровневой системе управления движением.
Проблема соотношения механики и биологии. Движение человека как взаимодействие с окружающей средой. Важность понимания того, что «живое движение избирательно
реагирует,
закономерно
эволюционирует
и
инволюционирует»
(Н.А. Бернштейн). Понятия о макро- и микродвижениях. Система движений. Понятие о двигательной задаче как психической основе действий. Механизмы сенсорных
коррекций движения. Принцип обучения – «повторение без повторения». Связь моторных и висцеральных функций. Современные представления о спинальных механизмах реализации движения.
Самостоятельная работа (5 часов). Биомеханические аспекты управления
мышечной активностью. Биомеханическое понимание координации движения. Понятия о внутри- и межмышечной координации движения. Механизмы произвольных
и автономных движений. Разновидности сенсорных потоков информации и их значение в обеспечении точности и эффективности двигательного действия. Роль системного понимания движения в обучении, коррекции и реабилитации.
Основные знания и умения. Студент должен знать основные принципы
управления движением человека и понимать роль единства потоков афферентной
и эфферентной информации в обучении новым движениям, и их совершенствования. Уметь грамотно ставить цель управления движением и составлять программу
действия.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бернштейн, Н.А. Биомеханика и физиология движений [Текст] : избранные
психологические труды / Н.А. Бернштейн; под ред. В.П. Зинченко. – 2-е изд. – М. :
Изд-во МПСИ ; Воронеж : Изд-во НПО «МОДЭК», 2004. 688 с.
11
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Донской, Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения
спортивного действия и его совершенствования) [Текст] / Д.Д. Донской. – М. : Физкультурное образование и наука, 1995. 70 с.
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
Коренберг. В.Б. Основы качественного биомеханического анализа [Текст] /
В.Б. Коренберг. – М. : ФиС, 1979. 209 с.
Тема 3. ХАРАКТЕРИСИТИКА ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (9 часов)
Теоретический раздел (лекции – 2 часа). Тело человека как многозвенная
система. Единая система синовиального сустава. Механические свойства скелета
(сжатие, растяжение, изгиб, кручение). Статические и динамические упражнения и
их влияние на изменение деформации скелета. Роль мягких тканей в изменении
подвижности суставов и деформации. Понятие о кинематической паре и кинематической цепи. Открытые и закрытые (замкнутые) кинематические цепи. Степени свободы кинематических цепей. Влияние поверхностей внутри сустава на его подвижность. Характеристика пассивной и активной подвижности в суставах. Кости как
рычаги: рычаги первого и второго рода. Упруго-вязкие свойства мышц. Условия
проявления силы мышц. Действие мышц в кинематической цепи. Групповые действия мышц (агонисты, синергисты, антагонисты). Геометрия масс тела человека.
Массы и моменты инерции звеньев тела человека. Понятие об общем и частном
центрах масс тела. Центр объема и центр поверхности тела.
Лабораторный практикум (2 часа). Схематическое отображение открытых и
замкнутых кинематических цепей; рычагов первого и второго рода на примере
опорно-двигательного аппарата человека. Определение частных центров тяжести
сегментов тела человека. Графическое определение общего центра тяжести (ОЦТ)
тела человека. Использование аналитического метода для расчета ОЦТ.
Самостоятельная работа (5 часов). Оси, плоскости и размах движений. Значение мягких тканей (суставных сумок, связок, мышц) в ограничении движения.
Изменение момента силы тяги мышца в зависимости от угла ее приложения к рычагу. Механизмы передаточного действия мышц и центра тяжести тела. Механизмы
сопутствующих движений в отдаленных суставах.
Основные знания, умения и навыки. Требуется знать механические свойства
скелета, мягких тканей и мышц; понятия и законы движения в кинематической паре
12
и цепи. Уметь определять количество степеней свободы в кинематических цепях и
обладать навыками определения частных центров тяжести и общего центра масса
тела (графическим и аналитическим методами).
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Бочаров, М.И. Спортивная метрология [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 109 с.
Донской, Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения
спортивного действия и его совершенствования) [Текст] / Д.Д. Донской. – М. : Физкультурное образование и наука, 1995. 70 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика : методики регистрации и расчета характеристик
механического движения человека [Текст] / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во УдмГУ, 1996. 99 с.
Коренберг, В.Б. Основы качественного биомеханического анализа [Текст] /
В.Б. Коренберг. – М. : ФиС, 1979. 209 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Тема 4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В БИОМЕХАНИКЕ (12 часов)
Теоретический раздел (лекции – 2 часа). Методологические основы изучения
двигательных действий человека. Понятие о двигательном действии, умении и навыке. Роль и место биомеханики в их изучении. «Статическая» и «динамическая»
биомеханика. Методы качественного биомеханического анализа. Системноструктурный подход и метод биомеханического обоснования спортивной техники.
Система движений, ее состав и структура. Методы механо-математического моделирования движений человека. Эволюция моделей тела человека. Прямая и обратная задачи механики. Метод определения биомеханизмов двигательных действий.
Этапы создания теоретических (умозрительных и математических) моделей опорнодвигательного аппарата человека. Инструментальные методики исследования движений: механо-электрические, оптические и оптико-электронные системы, электрофизиологические.
Лабораторный практикум (6 часов). Качественное описание структуры произвольных движений и поз человека. Использование кинограммы для регистрации
механических характеристик движения. Электромиографическая характеристика
13
внутренней структуры движения. Регистрация изменений суставных углов с помощью гониометра. Измерение силовых характеристик с использованием динамометрических и тензометрических систем.
Самостоятельная работа (4 часа). Метрологические принципы определения
добротных методов исследования в биомеханике. Сущность методов исследования
движения: гониометрия, акселерометрия, спидометрия, динамометрия, тензометрия,
стабилометрия. Назначение биомеханического анализа движения с помощью фотои киносъемки, видеосъемки, телевизионных систем, лазерных устройств. Качественный и количественный анализ внутренней структуры движения с использованием методов многоканальной интерференционной электромиографии и электроэнцефалографии. Методы комплексной биомеханической оценки движения человека.
Биомеханические характеристики силы, скоростных качеств и выносливости.
Основные знания, умения и навыки. Студент должен знать основные биомеханические методы исследования движения. Уметь определять суставные углы,
биокинематику разных звеньев тела, частные центры тяжести и их перемещения.
Владеть навыками качественного и количественного анализа движения.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Практикум по биомеханике [Текст] : учеб. пособие для ин-тов физич. культ. /
Под ред. И.М. Козлова. – М. : ФиС, 1980. 120 с.
Дополнительная литература
Бочаров, М.И. Спортивная метрология [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 109 с.
Зациорский, В.М. Биомеханические основы выносливости [Текст] /
В.М. Зациорский, С.Ю. Алешинский, Н.А. Якунин. – М. : ФиС, 1982. 207 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика : методики регистрации и расчета характеристик
механического движения человека [Текст] / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во УдмГУ, 1996. 99 с.
Коренберг, В.Б. Основы качественного биомеханического анализа [Текст] /
В.Б. Коренберг. – М. : ФиС, 1979. 209 с.
Ратов, И.П. Двигательные возможности человека (нетрадиционные методы, их
развитие и восстановление) [Текст] / И.П. Ратов. – Минск, 1994. 116 с.
Сучилин, Н.Г. Оптико-электронные методы измерения движений человека
[Текст] / Н.Г. Сучилин, В.С. Савельев, Г.И. Попов. – М. : Физкультура, образование,
наука, 2000. 127 с.
14
Тема 5. БИОКИНЕМАТИКА И БИОДИНАМИКА ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА
(14 часов)
Теоретический раздел (лекции – 2 часа). Кинематические характеристики тела и его перемещения, как мера положения и движения человека в пространстве и во
времени. Основные характеристики кинематики – пространственные, временные и
пространственно-временные. Общие представления о пути, перемещении тела, времени, темпе, ритме, скорость и ускорении движения тела и его сегментов. Поступательные и вращательные движения. Линейные и угловые характеристики движения
тела. Относительность движения, сложные движения. Координаты и траектории
движений на плоскости и в пространстве. Описание движения тела человека и его
звеньев во времени и пространстве.
Роль сил в движениях человека. «Силы внешние» как меры действия внешних
тел, среды и опоры на тело человека. Силы инерции внешних тел, силы упругой деформации, силы тяжести и веса тела, силы реакции опоры. «Силы внутренние» как
мера взаимодействия частей тела и тканей тела человека. Силы в пассивных элементах двигательного аппарата человека. Силы внутрибрюшного давления. Особенности взаимодействия внутренних и внешних сил. Экспериментальные и аналитические способы определения внутренних сил.
Фракция полной механической энергии. Совершение работы и ее силы: работа
силы, работа силы тяжести тела, работа силы трения. Работа перемещения: внутренняя и внешняя работа, вертикальная и продольная работа. Положительная и отрицательная работа. энергетические характеристики работы. Потенциальная и кинетическая энергия, законы их взаимной трансформации.
Лабораторный практикум (10 часов). Определение временных характеристик
спортивного движения. Составление промера движения по киноматериалам, построение графиков движения точек тела и их траекторий относительно разных систем отсчета. Вычисление моментов инерции тела человека в фиксированной позе по
фотографии. Исследование силовых характеристик прыжковых движений по материалам тензометрии.
Самостоятельная работа (2 часа). Характеристика мгновенной скорости (линейная, угловая). Инерционные динамические характеристики (масса тела, сила
инерции, момент инерции тела). Сила тяжести тела на разной плоскости. Разложение сил. Количество движения как мера поступательного движения. Сила действия
среды, сила упругой деформации. Характеристика сил трения, скольжения и качения. Оценка эффективности приложения сил. Экономия механической энергии: обмен энергии, переход энергии от звена к звену, использование потенциальной энергии упругой деформации мышц и сухожилий. Методы измерения работы и энергии
при движениях человека.
15
Основные знания, умения и навыки. Знать основные кинематические, динамические и энергетические характеристики движения человека. Уметь описывать
траекторию линейного и вращательного движения тела и его звеньев. Владеть навыками количественного определения биомеханической эффективности движения.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Практикум по биомеханике [Текст] : учеб. пособие для ин-тов физич. культ. /
Под ред. И.М. Козлова. – М. : ФиС, 1980. 120 с.
Дополнительная литература
Бочаров, М.И. Спортивная метрология [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 109 с.
Зациорский, В.М. Биомеханические основы выносливости [Текст] /
В.М. Зациорский, С.Ю. Алешинский, Н.А. Якунин. – М. : ФиС, 1982. 207 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика : методики регистрации и расчета характеристик
механического движения человека [Текст] / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во УдмГУ, 1996. 99 с.
Коренберг, В.Б. Основы качественного биомеханического анализа [Текст] /
В.Б. Коренберг. – М. : ФиС, 1979. 209 с.
Ратов, И.П. Двигательные возможности человека (нетрадиционные методы, их
развитие и восстановление) [Текст] / И.П. Ратов. – Минск, 1994. 116 с.
Сучилин, Н.Г. Оптико-электронные методы измерения движений человека
[Текст] / Н.Г. Сучилин, В.С. Савельев, Г.И. Попов. – М. : Физкультура, образование,
наука, 2000. 127 с.
Тема 6. ОБЩАЯ БИОМЕХАНИКА ПОЗЫ, ОСАНКИ И ДВИЖЕНИЯ (8 часов)
Теоретический раздел (лекции – 2 часа). Положение тела человека (место,
ориентация и поза). Силы возмущающие и уравновешивающие (их источники и
действие). Условия равновесия тела человека (система тел) и показатели устойчивости. Биодинамика осанки статической и динамической.
Движения на месте как изменения позы без перемены опоры. Условия движения на месте, сохранение равновесия и места опоры. Силы при отталкивании от
опоры (силы давления, силы реакции). Разложение сил реакции опоры при отталкивании (вертикальная, горизонтальная составляющие реакции опоры). Механизмы
подготовки к отталкиванию (махи, подседание, перемещение общего центра тяжести тела – ОЦТ). Использование упругих сил при отталкивании, их механизм. Ис16
пользование реактивных сил маха при отталкивании от опоры. Зависимость опорной
реакции от точки приземления относительно проекции и направления движения
ОЦТ тела. Действие сил, изменяющих траекторию движения.
Лабораторный практикум (2 часа). Исследование и оценка статической позы
спортсмена. Исследование и оценка динамических поз спортсмена. Биомеханический анализ движений на месте. Исследование разложения сил при опорной реакции
(в прыжках, беге по прямой и на вираже и др.).
Самостоятельная работа (4 часа). Биомеханика нарушения и восстановление
правильной осанки. Характеристика циклических и ациклических движений. Движущие и тормозящие силы. Структура движения. Структура как проявление взаимодействия. Двигательная структура движения (взаимосвязи кинематических и динамических структур). Внешняя и внутренняя картина движения. Принцип нервизма
как основа понимания структуры движения. Информационная структура движения
(сенсорная, психологическая, эффекторная). Ритмическая, фазовая и координационная структуры движения. Обобщенная структура движения.
Основные знания и умения. Студент должен знать биомеханические механизмы обеспечения равновесия тела человека и основные законы опорных реакций (разложение сил) при движении. Уметь различать преодолевающие и уступающие движения при опоре, а также взаимодействия опоры, опорных и подвижных звеньев тела.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика [Текст] : словарь-справочник ; часть
II «Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения» / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999. 192 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Уткин, В.Л. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. пособие /
В.Л. Уткин. – М. : Просвещение, 1989. 206 с.
17
Раздел. ЧАСТНАЯ БИОМЕХАНИКА
Тема 7. БИОМЕХАНИКА СТАРТОВЫХ ДЕЙСТВИЙ (6 часов)
Теоретический раздел (лекции – 1 час). Общая задача стартового движения.
Возникновение стартовой силы. Положение тела человека и его звеньев до начала
стартового движения. Значение перемещения общего центра тяжести тела книзувперед. Постановка ног на опору при старте. Особенности положения тела и его
звеньев при низком и высоком старте. Положение тела при старте в плавании. Разложение сил при разных стартовых действиях. Источники вертикальной и горизонтальной составляющих сил реакции опоры. Механизм, вызывающий поступательное
ускорение общего центра тяжести тела при стартовом движении. Биомеханическая
роль маховых движений при стартовом действии.
Лабораторный практикум (2 часа). Исследование разложения сил при низком
и высоком старте в легкой атлетике. Исследование стартовых действий в спортивном плавании. Описание траектории перемещения ОЦТ при маховых движениях.
Самостоятельная работа (3 часа). Определение результирующей силы при стартовом действии. Механизм усиления силы трения об опору. Роль заднего толчка в стартовом действии. Значение таких средств как стартовые колодки, шипы на легкоатлетических туфлях, лыжной мази и др., для увеличения стартовой силы. Общность механизмов отталкивания и амортизации в наземных локомоциях и в стартовых движениях.
Основные знания, умения и навыки. Необходимо знать биомеханику стартовых действий, уметь вычленять главные элементы техники старта и владеть навыками обучения этому действию с учетом индивидуальных особенностей физического развития человека.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Донской, Д.Д. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. для ин-тов
физич. культ. / Д.Д. Донской. – М. : ФиС, 1960. 240 с.
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика [Текст] : словарь-справочник ; часть
II «Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения» / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999. 192 с.
18
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Фундаментальные проблемы биомеханики. Н.А. Бернштейн и теоретическая биомеханика. Методология биомеханического исследования. Н.А. Бернштейн и экспериментальная биомеханика [Текст] // Теор. и практ. физич. культ. – М., 1996. № 10.
Тема 8. ДВИЖЕНИЯ ВОКРУГ ОСЕЙ (8 часов)
Теоретический раздел (лекции – 1 час). Понятие о вращательном движении.
Движение звеньев в суставе. Зависимость углового ускорения звена от моментов
внешних для него сил и его собственного момента инерции. Управляющие мышечные моменты сил. Вращение биомеханической системы без опоры и при опоре. Закон сохранения кинетического момента. Особенности его проявления в незамкнутой
системе. Взаимодействие тела человека с опорой как причина изменения движения
вокруг осей. Основные способы управления движениями вокруг осей: приложение
внешней силы, изменение радиуса инерции, активное создание момента внешней
силы, группирование и разгруппирование тела, встречные круговые движения конечностями и изгибания туловища. Сложение вращательного и поступательного
движений. Мгновенная ось вращения.
Лабораторный практикум (4 часа). Оценка биомеханических условий реализации мышечных сил, вычисленных в одном суставе. Расчет вращающего (результирующего) момента сил относительно сустава. Исследование кинематических и
динамических характеристик при обороте на перекладине.
Самостоятельная работа (3 часа). Механизмы начального вращения тела: использование внутренних и внешних сил. Механизм накопления потенциальной
энергии при вращении тела вокруг закрепленной оси. Трансформация потенциальной в кинетическую энергию при вращательных движениях. Влияние приближения
масс тела к оси вращения на момент инерции. Роль центростремительной и центробежной сил в изменении направления вращательного движения. Особенности момента силы тяжести в торможении и ускорении вращения. Роль маховых движений
в наращивании скорости вращения.
Основные знания, умения и навыки. Студент должен знать основные биомеханические закономерности, обусловливающие вращательные движения и уметь
распознавать причины возникновения ошибок. Владеть навыками расчета траектории, скорости, ускорения, радиуса вращения, момента инерции тела и его сегментов
при вращательных движениях.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
19
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика : методики регистрации и расчета характеристик
механического движения человека [Текст] / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во УдмГУ, 1996. 99 с.
Коренберг, В.Б. Основы качественного биомеханического анализа [Текст] /
В.Б. Коренберг. – М. : ФиС, 1979. 209 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Тема 9. ЛОКОМОТОРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ (8 часов)
Теоретический раздел (лекции – 1 час). Локомоторные движения при взаимодействии с опорой (наземные) и средой (газовые, водные). Механические условия
создания движущих сил при отталкивании от опоры в наземных и водных локомоциях. Соотношение движущих и тормозящих сил.
Биомеханика ходьбы: элементы шагательных движений при опоре и переносе
ног; сопутствующие движения туловища и рук. Биомеханика бега: период полета –
вынос ноги, опускание на опору; периоды опоры – подседание, отталкивание; скорость, длина, частота и ритм шагов; движение по дистанции и финиширование.
Биомеханика прыжка, подготовка к отталкиванию, отталкивание, полет, амортизация. Передвижение со скольжением; скользящий шаг на лыжах, отталкивание лыжами и палками. Передвижение с опорой о воду: плавучесть, сопротивление среды,
механизм гребка. Передвижения с механическими преобразованиями движений. Передача усилий при педалировании на велосипеде. Передача усилий при академической гребле.
Лабораторный практикум (4 часа). Применение статического анализа движения. Определение распределения сил, действующих на объект. Динамический анализ спортивных движений. Исследование мощности локомоторных движений.
Самостоятельная работа (3 часа). Траектория движения как мера действия
внешних сил, их направления и длительности. Биомеханические особенности опорных и безопорных периодов движения. Использование сил инерции при ходьбе и
беге. Влияние продольных и поперечных перемещения ОЦТ тела на эффективность
движения при беге. Маховые движения в прыжках. Биомеханика бега на коньках.
Продуктивные и тормозные движения пловца в воде.
20
Основные знания, умения и навыки. Необходимо знать механизмы возникновения движущих и тормозящих сил при локомоциях человека. Уметь определять
оптимум сочетания скорости и темпа движения. Владеть навыками расчета кинематических и динамических характеристик при локомоторных движениях.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Донской, Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения
спортивного действия и его совершенствования) [Текст] / Д.Д. Донской. – М. : Физкультурное образование и наука, 1995. 70 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика : методики регистрации и расчета характеристик
механического движения человека [Текст] / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во УдмГУ, 1996. 99 с.
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика [Текст] : словарь-справочник ; часть
II «Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения» / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999. 192 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Ратов, И.П. Двигательные возможности человека (нетрадиционные методы, их
развитие и восстановление) [Текст] / И.П. Ратов. – Минск, 1994. 116 с.
Сучилин, Н.Г. Оптико-электронные методы измерения движений человека
[Текст] / Н.Г. Сучилин, В.С. Савельев, Г.И. Попов. – М. : Физкультура, образование,
наука, 2000. 127 с.
Уткин, В.Л. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. пособие /
В.Л. Уткин. – М. : Просвещение, 1989. 206 с.
Тема 10. УДАРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ (8 часов)
Теоретический раздел (лекции – 1 час). Биомеханические особенности взаимодействия тел при ударных действиях. Фазы ударных действий: замах, ударное
движение, ударное взаимодействие, послеударное движение. Перемещающие ударные действия: удары по мячу, шайбе; приземление после прыжков и соскоков; удары в боксе. Изменение силы при ударном действии. Биомеханические факторы,
влияющие на силу удара. Точность ударных движений.
21
Лабораторный практикум (2 часа). Фазовый анализ акселерограммы удара.
Исследование кинематики нижней конечности при выполнении удара по мячу ногой. Определение величины импульса силы в спортивных движениях по данным
тензограммы.
Самостоятельная работа (5 часов). Мера ударного взаимодействия – ударный
импульс силы. Виды ударов: вполне упругий удар, неупругий удар, не вполне упругий удар. Коэффициент восстановления и упругие свойства соударяемых тел. Различия ударов по мячу в игровых видах спорта (прямой и косой; центральный и касательный удары). Координация движения при максимально сильных ударах.
Основные знания, умения и навыки. Студент должен знать основные законы
биомеханики ударных действий и уметь распознавать причины их низкой эффективности. Обладать практическими навыками расчета ударного импульса силы и коэффициента восстановления.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Донской, Д.Д. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. для ин-тов
физич. культ. / Д.Д. Донской. – М. : ФиС, 1960. 240 с.
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика [Текст]: методики регистрации и расчета характеристик механического движения человека / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во
УдмГУ, 1996. 99 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Ратов, И.П. Двигательные возможности человека (нетрадиционные методы, их
развитие и восстановление) [Текст] / И.П. Ратов. – Минск, 1994. 116 с.
Уткин, В.Л. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. пособие /
В.Л. Уткин. – М. : Просвещение, 1989. 206 с.
Тема 11. ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТЬ ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (8 часов)
Теоретический раздел (лекции – 1 час). Кратковременные эффекты приспособления мышцы. Разминка и ее влияние на физиологические и механические свойства мышцы. Вязкость, растяжимость соединительной ткани и скорость передачи
нервного импульса к мышце. Влияние температуры мышцы на продолжительность
22
ее сокращения и работоспособность. Зависимость релаксации мышцы от температуры. Разминка как фактор минимизации жесткости мышцы. Гибкость: увеличение
диапазона движения путем статического, динамического или баллистического растяжения; фиксационно-релаксационное растяжение и ее методика; роль изменений
длины структур соединительной ткани в реабилитационных мероприятиях. Болезненность и повреждение мышц: физиологические факторы и симптомы; влияние
типа волокон; деформация мышц. Мышечное утомление: центральное возбуждение; нервно-мышечное преобразование; связь возбуждения с сокращением; метаболические субстраты.
Долговременные приспособительные реакции. Принципы тренировки: перегрузка, режим мышечной активности (принцип специфичности), обратимость (детренированность). Методы тренировки силы: изометрический, динамический, плиометрический. Факторы тренировки силы: метод постепенного увеличения нагрузки,
величина нагрузки, постоянная и переменная нагрузки. Мышечная мощность.
Лабораторный практикум (2 часа). Влияние разминки на проявления гибкости в разных сочленениях. Определение силы мышц при развитии утомления. Измерение жесткости мышц.
Самостоятельная работа (5 часов). Двойственное значение жесткости мышцы
для управления двигательным действием и управлением позы. Тиксотропное свойство мышцы. Биомеханические особенности разных форм гипертонуса мышцы (спастичность и ригидность). Цель управления при развитии гибкости. Факторы возникновения боли и повреждения мышцы. Характеристика изометрических, концентрических и эксцентрических сокращений мышц.
Основные знания и умения. Знать биомеханические закономерности разминки, формирования гибкости и силы. Уметь дифференцировать изометрические, динамические и плиометрические (эсцентрическо-концентрические) режимы физических упражнений.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика [Текст] : словарь-справочник ; часть
II «Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения» / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999. 192 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
23
Ратов, И.П. Двигательные возможности человека (нетрадиционные методы, их
развитие и восстановление) [Текст] / И.П. Ратов. – Минск, 1994. 116 с.
Энока, Р.М. Основы кинезиологии [Текст] / Р.М. Энока. – Киев : Олимпийская
литература, 1998. 399 с.
Тема 12. ДВИГАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ И ВОЗРАСТ (8 часов)
Теоретический раздел (лекции – 1 час). Эволюция движений. Сенситивные
периоды развития основных физических качеств, костной и мышечной систем у детей в онтогенезе. Принципы управления развитием физического потенциала человека: адекватности педагогических воздействий; детерминации; фазового акцента.
Общие закономерности развития моторных функций. Возрастные особенности развития моторики: младенческий (до 1 года), преддошкольный (до 3 лет), дошкольный
(3-7 лет), школьный, возраст расцвета моторики человека (18-30 лет) и старческий
возраст (свыше 60 лет). Особенности моторики женщин.
Самостоятельная работа (7 часов). Возрастное формирование структуры сенсорной и двигательной функциональных систем. Возрастные особенности проявления гибкости, силы, быстроты и выносливости. Двигательные способности при старении организма.
Основные знания и умения. Студент должен знать периодизацию ускоренного
развития физических качеств и двигательного аппарата в онтогенезе и уметь, на
этой основе, целенаправленно управлять развитием и коррекцией физического потенциала человека.
Учебно-методическое обеспечение
Основная литература
Бернштейн, Н.А. Биомеханика и физиология движений [Текст] : избранные
психологические труды / Н.А. Бернштейн; под ред. В.П. Зинченко. – 2-е изд. – М. :
Изд-во МПСИ ; Воронеж : Изд-во НПО «МОДЭК», 2004. 688 с.
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Дополнительная литература
Бочаров, М.И. Спортивная метрология [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 109 с.
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Шеррер, Дж. Физиология труда (Эргономия) [Текст] / Дж. Шеррер. – М. : Медицина, 1973. 497 с.
24
Энока, Р.М. Основы кинезиологии [Текст] / Р.М. Энока. – Киев : Олимпийская
литература, 1998. 399 с.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1.4. Материально-техническое обеспечение курса
слайды, таблицы, планшеты, циклограммы, стробограммы и пр.;
мультимедийный проектор;
компьютеризированный лабораторный комплекс «Biopac Student Lab» (методики: электромиография, электроэнцефалография, хронорефлексометрия);
набор динамометрических средств;
компьютеризированная аппаратная система – пульсоксиметр «Oxiqn B»;
компьютеризированная система анализа видеозаписи движения;
программируемая система нагрузки «Автокардиолидер»;
велоэргометр;
метроном;
набор инструментария для изучения физических параметров тела;
пакеты сервисных программ (MS Office 2003, «Statistica V. 6.1», «Stat
Graph» и др.).
25
II. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
Выберите наилучший ответ на каждый из следующих вопросов или дополните
предложения. Правильные варианты ответов приведены в конце раздела.
1. Что является основным предметом биомеханики?
a. изучение структуры движения
b. изучение техники движения
c. изучение временных и силовых характеристик движения
d. изучение эффективности движения
2. Прикладная биомеханика изучает …
a. взаимодействие тела с окружающей средой
b. связь кинематических и динамических характеристик движения
c. роль сил в движении человека
d. движения человека в особых условиях
3. Биомеханика физических упражнений изучает …
a. линейные движения
b. вращательные движения
c. статику движения
d. динамику движения
e. статику и динамику движения
4. Что нового привнес Н.А. Бернштейн в развитие биомеханики?
a. маятниковую теорию
b. теорию управления движением
c. теорию мышечного сокращения
d. теорию акцептора действия
5. Кто из ученых доказал, что спинной мозг не только способен генерировать
локомоторные движения, но и обладает свойством тренируемости?
a. Н. А. Бернштейн
b. И. П. Павлов
c. И. М. Сеченов
d. Ю. П. Герасименко
6. Что вносит лимбическая система в управление движением?
a. мотивацию
b. мышление
c. программирование
d. осознание
7. Что является двигательной программой?
a. невральная сеть, которая может генерировать соответствующую поведению
схему выходного сигнала в отсутствии внешних стимулов
26
b. копия центральной команды, подаваемая из двигательной зоны коры головного мозга назад в супрасегментные центры
c. группа мышц, которая вынуждена действовать в качестве одной единицы
d. стереотипная последовательность команд, подаваемая из спинного мозга в
мышцы, чтобы вызвать конкретное поведение
8. Какая часть сенсорно-двигательной зоны коры головного мозга активна во
время осуществления воображаемых движений?
a. преддвигательная зона
b. основная соматосенсорная зона
c. дополнительная двигательная зона
d. задняя теменная зона
9. Важнейшая сенсорная информация в управлении вертикальным положением тела a. вестибулярная
b. соматосенсорная
c. зрительная
d. все вышеперечисленные
10. Что такое мышечный тонус?
a. реакция мотонейронов на растягивание мышцы
b. сопротивление растягиванию, оказываемое релаксационной мышцей
c. уровень активности мышцы в состоянии покоя согласно ЭМГ
d. отношение объема мышцы к количеству сократительных белков
11. Что является основным элементом в двигательной системе?
a. твердая основа (кости)
b. подвижные соединения (суставы, сращения, сухожилия, связки)
c. мышцы
d. мотонейроны и чувствительные нервные окончания
e. все перечисленное выше
12. При какой нагрузке большеберцовая кость меньше деформируется во время бега?
a. сжимающей
b. растягивающей
c. смещающей
d. вращающей
13. Ремоделирование кости лучше всего осуществляется в результате …
a. систематических нагрузок
b. нагрузок большой мощности
c. статических нагрузок
d. отсутствия нагрузок
27
14. Чем объяснить понижение прочности костей космонавтов после пребывания в космосе?
a. снижением пьезоэлектрических потенциалов
b. уменьшением фактора безопасности
c. развитием остеопороза
d. повышенной деминерализацией
15. Сухожилия и связки состоят главным образом из …
a. эластина
b. протеогликанов
c. коллагена
d. фибробластов
16. Какое свойство сухожилий и связок влияет на их зависимое от скорости сопротивление растяжению?
a. пьезоэлектрическое
b. упругость
c. вязкость
d. тиксотропия
17. Как называется процесс смазки, при котором смазывающее вещество разделяет соприкасающиеся суставные поверхности?
a. самосмазывание
b. граничное смазывание
c. жидкостное гидродинамическое смазывание
d. вязкое смазывание
18. Что из приведенного ниже не является свойством мышцы?
a. проводимость
b. трансдукция
c. возбудимость
d. сократительная способность
19. Чему в среднем равна константа мышечного (удельного) натяжения?
a. 300 Н . см-2
b. 150 Н . см-2
c. 60 Н . см-2
d. 30 Н . см-2
20. Мышечное усилие складывается из …
a. суммы потоков эфферентной импульсации
b. разности мембранных потенциалов
c. произведения удельного натяжения на площадь поперечного сечения мышцы
d. отношения удельного натяжения к площади поперечного сечения мышцы
28
21. Какой компонент не относится к одному из трех классов нейронов?
a. интернейрон
b. эфферент
c. афферент
d. чувствительное нервное окончание
22. О чем сигнализируют сухожильные органы?
a. об изменении длины мышцы
b. о мышечной силе
c. о локальном давлении на кожу
d. о смещении сустава
23. Сколько имеет степеней свободы движения, совершенно свободное тело?
a. 2
b. 4
c. 6
d. 8
24. Какой компонент движения не характерен для бедренного сустава?
a. пронация-супинация
b. сгибание-разгибание
c. отведение-приведение
d. внутренне-внешнее вращение
25. Какой тип двигательных единиц образует наибольшую величину силы?
a. S
b. FF
c. FR
26. Многосуставные мышцы в открытых кинематических цепях, действуя совместно …
a. всегда вызывают сопутствующие движения
b. не могут вызвать сопутствующих движений
c. могут вызвать сопутствующие движения
27. Что из нижеперечисленного не отражает существа общего центра тяжести
тела?
a. точка, к которой приложена равнодействующая всех сил тяжести частей тела
b. точка, во все стороны от которой силы тяжести взаимно уравновешиваются
c. точка, во все стороны от которой силы тяжести не одинаковые
d. точка, вокруг которой равномерно распределены все части тела
28. Какое физическое явление лежит в основе метода измерения силы?
a. закон Ома
b. электромагнитная индукция
c. эффект Допплера
29
d. тензоэффект
29. Что из перечисленного ниже не описывает кинематики движения?
a. импульс силы
b. траектория
c. путь
d. время
30. Когда скорость имеет максимум, каким будет ускорение?
a. минимальным
b. максимальным
c. нулевым
d. положительным
e. отрицательным
31. Что не является единицей измерения ускорения?
a. рад . с-1
b. рад . с-2
c. м . с-2
32. К динамическим характеристикам не относится …
a. масса тела
b. темп движения
c. инерция тела
d. сила тяжести тела
33. Мерой вращательного действия силы на тело является …
a. центростремительная сила
b. момент количества движения
c. импульс силы
d. момент силы
34. Что не влияет на силу лобового сопротивления среды?
a. Миделево сечение
b. масса тела
c. коэффициенты ламинарного и турбулентного потоков среды
d. плотность среды
e. скорость среды относительно объекта
35. Что произойдет с работой силы трения при уменьшении нормального давления?
a. уменьшится
b. увеличится
c. останется без изменения
36. За счет чего происходит накапливание потенциальной энергии?
a. падения тела
30
b. подъема тела
c. перемещения ОЦТ ближе к горизонтальной плоскости
d. поддержания равновесия тела
37. Эффективность приложения сил рассчитывается из …
a. произведения полезной и затраченной работы
b. разности между затраченной и полезной работой
c. отношения полезной ко всей затраченной работе
d. отношения всей затраченной работы к полезной
38. Какой самый лучшим синонимом термина «результирующее усилие
мышц»?
a. результирующий вращающий момент мышц
b. результирующее действие мышц
c. равнодействующее усилие мышц
d. общее усилие мышц
39. Что является наилучшим определением устойчивости тела?
a. механическое равновесие
b. восстановление равновесия после возмущения
c. максимальное опорное основание
d. неподвижная система, которая не перемещается
40. Какие переменные влияют на способность мышцы использовать накапливаемую упругую энергию?
a. имеющаяся химическая энергия
b. время между эксцентрическим и концентрическим сокращениями
c. скорость растяжения
d. величина растяжения
41. Стартовые действия направлены на …
a. развитие максимальной силы отталкивания
b. быстрейший переход от покоя к наибольшей скорости движения
c. развитие момента силы тяжести
d. достижение уравновешенности горизонтальной и вертикальной составляющих
42. Вращающий момент создается за счет силы тяжести тела и реакции опоры,
когда …
a. вертикальная составляющая опорной реакции не проходит через ОЦТ
b. вертикальная составляющая опорной реакции проходит через ОЦТ
c. нет правильного ответа
43. Начальное вращение тела может быть создано и вне опоры, за счет …
a. силы тяжести
b. мышечной тяги
c. смещения ОЦТ тела
31
d. изменения момента инерции
44. При каких локомоциях возникает безопорное положение тела?
a. ходьба
b. ходьба на лыжах
c. бег на коньках
d. бег в легкой атлетике
45. Какой оптимальный угол отталкивания в прыжках в длину?
a. 25о
b. 35о
c. 45о
d. 55о
46. Какую положительную роль играет уменьшение горизонтальной составляющей реакции опоры в прыжках в высоту с разбега?
a. ускоряет продвижение тела вперед
b. тормозит продвижение тела вперед
c. увеличивает силу инерции
d. уменьшает силу инерции
47. Что обусловливает ускорение тела при спортивном плавании?
a. движущие силы
b. тормозящие силы
c. инерционные силы
d. разность сил движущих и тормозящих
48. Что является основной мерой ударного взаимодействия?
a. импульс силы
b. момент импульса сила
c. сила
d. сила инерции
49. Чем существенно отличается бросок и толчок?
a. целью изменения количества движения снаряда
b. проксимально-дистальной последовательностью активности сегментов тела
c. жесткостью конечности
d. длительностью контакта
50. Какое воздействие не обеспечивается в результате повышения температуры
тела, обусловливаемого разминкой?
a. увеличение тиксотропности
b. увеличение растяжимости соединительной ткани
c. увеличение мышечного кровотока
d. снижение мышечной вязкости
32
51. Разминка показала повышение мышечной температуры и, следовательно,
увеличение образования энергии. Почему?
a. возрастает Vmax
b. упражнения на растягивание повышают гибкость
c. увеличивается время полурелаксации
d. уменьшается время сокращения
52. Какие из упражнений на развитие гибкости более предпочтительны в реабилитационных целях?
a. активные
b. пассивные
c. сочетающие растяжение с возбуждением мышц
d. фиксационно-релаксационные растяжения
53. Почему быстродействующая мышца может обеспечить образование большего количества энергии в отличие от медленнодействующей?
a. медленнодействующая мышца создает меньшее усилие
b. быстродействующая мышца характеризуется более высокой оптимальной
скоростью укорочения
c. быстродействующая мышца быстрее утомляется
d. медленнодействующая мышца имеет меньшую площадь поперечного сечения
54. Какие мышцы наиболее подвержены деформации (травме)?
a. суставные мышцы
b. односуставные
c. двусуставные мышцы
d. мышцы-агонисты
55. Правильно ли считать, что мышечное утомление – класс постоянных эффектов, ухудшающих работоспособность?
a. правильно
b. неправильно
56. Какая сила сокращения мышцы от максимума не вызывает адаптивной
(тренирующей) реакции?
a. 35 %
b. 45 %
c. 65 %
d. 85 %
57. Какие стимулы в большей мере влияют на количество и качество мышечной ткани?
a. гормональные
b. электрические
c. метаболические
33
d. механические
58. Какое явление лучше всего характеризует физиологическую основу плиометрических упражнений?
a. взаимосвязь работа-энергия
b. рефлекс растяжения
c. взаимосвязь импульс-количество движения
d. последовательность эксцентрических и концентрических сокращений
59. Почему мышечная масса и сила с возрастом уменьшаются?
a. заболевания ведет к мышечной атрофии
b. мышца подвергается недостаточной нагрузке, чтобы поддерживать высокие
уровни синтеза белков
c. двигательные нейроны отмирают и лишают мышечные волокна нервной иннервации
60. Какие факторы способствуют возрастному снижению способности контролировать позу?
a. пониженная функциональная способность мышечной системы
b. нарушенная способность координировать активность мышц-синергистов
c. короткий период времени латентных реакций
d. аномальный выбор сенсорной информации
Правильные ответы
1. a
2. d
3. e
4. b
5. d
6. a
7. d
8. c
9. d
10. c
11. e
12. b
13. a
14. d
15. с
16. b
17. a
18. b
19. d
20. c
21. d
22. a
23. c
24. a
25. b
26. c
27. c
28. d
29. a
30. c
34
31. a
32. b
33. d
34. b
35. a
36. b
37. c
38. d
39. a
40. b
41. b
42. a
43. c
44. d
45. с
46. a
47. d
48. a
49. c
50. d
51. a
52. d
53. b
54. c
55. b
56. a
57. d
58. a
59. c
60. d
III. ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
Структура движения как основной предмет биомеханики.
Современное состояние и направления развития биомеханики.
Биомеханические аспекты управления движениями человека.
Механические свойства двигательной системы.
Кинематические взаимодействия в двигательной системе.
Распределения масс тела.
Механо-электрические методы исследования движения.
Оптические и оптико-электронные методы исследования движения.
Электрофизиологические методы исследования в биомеханике.
Методы комплексной биомеханической оценки движения человека.
Кинематические характеристики при оценке спортивных движений.
Динамические характеристики при оценке спортивной деятельности.
Энергетические характеристики при оценке эффективности спортивных движений.
Роль внутренних и внешних сил при организации разнообразных спортивных
движений.
Биомеханические механизмы обеспечения позы и осанки.
Биомеханические механизмы отталкивания от опоры.
Биомеханика стартовых действий в видах спорта.
Роль маховых движений в стартовых действиях.
Биомеханические механизмы вращения тела без опоры.
Биомеханические механизмы вращения тела при опоре.
Основные способы управления движениями вокруг осей.
Локомоторные движения при взаимодействии с землей.
Локомоторные движения при взаимодействии с водной средой.
Локомоторные движения при взаимодействии с потоком воздушной (газовой)
средой.
Биомеханика ходьбы.
Биомеханика бега.
Биомеханика прыжка в длину с разбега.
Биомеханика прыжка в высоту с разбега.
Биомеханика передвижений с механическими преобразованиями движений (велоспорт, гребной спорт).
Биомеханические основы передвижения на лыжах.
Биомеханические основы передвижения на коньках.
Биомеханика ударов в игровых видах спорта (волейбол, футбол, теннис).
35
33. Биомеханика бросковых действий в игровых видах спорта (баскетбол, гандбол,
регби).
34. Биомеханика ударов в боксе.
35. Биомеханика разминки и утомления.
36. Методы тренировки силы.
37. Характеристика сенситивных периодов развития основных физических качеств,
костной и мышечной систем у детей в онтогенезе.
38. Возрастные особенности развития моторики (преддошкольный, дошкольный,
школьный возраст).
39. Особенности двигательных функций в старческом возрасте.
40. Особенности моторики женщин.
36
IV. ПЕРЕЧЕНЬ ЗАДАЧ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
Скорость, м * с-1
1. Постоянная сила (например, сила тяжести) приложена к безопорному объекту
и дает постоянное ускорение, а отсутствие силы означает, что объект находится в
состоянии покоя или перемещается с постоянной скоростью (т.е. ускорение равно
нулю). Начертите график скорость-время для этих двух случаев.
2. График скорость-время показывает четыре качественно различных профиля
ускорения, связанных с движением. Кратко опишите, что происходит с ускорением
в каждом случае. В каких случаях ускорение равно нулю?
a
b
c
d
Время, с
3. Мяч уронили с определенной высоты с нулевой начальной скоростью, он
достиг земли через 0.18 с. Рассчитайте следующие переменные, относящиеся к движению мяча:
• конечную скорость
• среднюю скорость
• высоту, с которой был уронен мяч
• среднее ускорение.
4. Мяч, удерживаемый на высоте 1.23 м над землей, выпускается из рук. Он
достигает земли через 0.5 с.
• Какова средняя скорость мяча (направление, величина и единица измерения)?
• Каково среднее ускорение, испытуемое мячом во время падения?
• Допустим, мяч отскочил от земли до высоты 1.0 м, где был пойман. Начертите качественный график положение-время для мяча с момента его выпуска до поимки. Нанесите на оси соответствующие переменные и их единицы измерения.
5. Приведенные ниже данные положение-время представляют угловое движение ноги во время прыжка на лошади. Угол показывает положение бедра относительно правой горизонтали. Рассчитайте и изобразите графически соответствующие
кривые угловой скорости и ускорения:
Угол, рад
2.57
2.62
3.11
3.89
5.06
5.83
5.93
6.02
Время, с
0.115 0.145 0.176 0.206 0.236 0.267 0.297 0.327
37
6. Приведенные ниже данные положение-время для бегуна были получены во
время спринта на 50 м:
Расстояние, м
0
10
21
29
40
Время, с
0
3.1
4.3
5.5
6.6
Определите для этого бегуна:
• среднюю скорость на 40-метрой дистанции
• ускорение на расстоянии 21 м
• ускорение через 5.5 с.
7. Копье было брошено под углом 0.78 рад к горизонтали со скоростью выпуска
22.5 м . с-1, направленной вдоль линии метания. Каковы горизонтальная и вертикальная составляющие скорости выпуска копья?
8. Брошенный футбольный мяч достиг на крытом стадионе максимальной высоты 23 м. Если пренебречь эффектом сопротивления воздуха, какова будет скорость
мяча в момент удара о землю?
9. Атлет совершает прыжок с начальной скоростью отталкивания 2.9 м . с-1.
• Как высоко он может поднять свой ОЦТ, если прыгает вертикально вверх?
• Какой высоты он может достичь, если скорость отталкивания направлена под
углом 70 рад к земле?
10. Игрок в баскетболе идет на бросок и отрывается от земли под углом
0.91 рад к горизонтали со скоростью 5.7 м . с-1. Блокирующий игрок прыгает вертикально вверх со скоростью 4.8 м . с-1. Какой из игроков прыгнет выше?
11. Сконструировано устройство для тренировки мышц-сгибателей локтя. Нарисуйте соответствующую диаграмму свободного тела для анализа усилий, создаваемых этими мышцами.
12. Удельное натяжение мышцы составляет примерно 80 H . с-2. Поперечные сечения основных сгибателей и разгибателей локтя составляют:
Площадь поперечного
Мышца
сечения, см2
Бицепс брахии
4.6
Брахиадис
7.0
Брахиорадиалис
1.5
Трицепс брахии
18.8
Определите максимальное усилие, которое могут развить сгибатели локтя (как
группа мышц)?
13. В середине фазы отрыва сальто вперед центр тяжести гимнаста (Fw= 625 H)
имеет вертикальное ускорение вверх 65.5 м . с-2. Какова вертикальная составляющая
силы реакции земли (Fg,z) в этот момент движения?
14. Масса мяча для игры в хоккей – 40 г. При ударе клюшкой его скорость изменяется от 0 до 60 м . с-1.
• Как изменяется количество движения мяча?
38
• Продолжительность соприкосновения клюшки и мяча 0.5 мс. Определите
среднюю силу воздействия клюшки на мяч?
15. Футбольный мяч весом 4.0 Н (408 г) летел со скоростью 6.9 м . с-1, пока не
соприкоснулся с головой игрока. После этого он полетел в противоположном направлении со скоростью 12.8 м . с-1. Если продолжительность соприкосновения мяча
с головой футболиста была 22.7 мс, какая средняя сила воздействовала на мяч?
16. Вес футбольного мяча – 4.17 Н (425 г), а его скорость до того, как его поймал вратарь 24.4 м . с-1. Какова кинетическая энергия мяча?
17. Ящик с оборудованием весом 69 Н находится на плоской поверхности. Допустим, что его толкают (Fp) с силой 296 Н. Определите, какое количество работы
необходимо выполнить, чтобы переместить ящик на 3 м вдоль горизонтальной поверхности в направлении приложенной силы.
18. Пловец плывет кролем на груди с постоянной скоростью 1.4 м . с-1., сила
сопротивления движения 93 Н. Интенсивность потребления кислорода пловца
2.3 л . мин-1.
• Если 1 л кислорода обеспечивает производство 20.9 Дж энергии, то какова
интенсивность (Дж . с-1) производства метаболической энергии при данной интенсивности потребления кислорода?
• Какова эффективность (кпд) плавания спортсмена?
39
V. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНАМ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
Биомеханика как наука и учебная дисциплина.
Предмет и задачи биомеханики физических упражнений.
Общая и частная биомеханика.
История развития биомеханики как науки.
Особенности механического движения человека.
Связь биомеханики с динамической анатомией.
Связь биомеханики с другими науками.
Теория управления движением (Н.А. Бернштейн).
Способы организации управления в саморегулируемых системах.
Понятие о двигательной задаче как психической основе действий.
Биомеханическое понимание координации движения.
Роль системного понимания движения в обучении, коррекции и реабилитации.
Состав и функция единой системы синовиального сустава.
Механические свойства скелета (сжатие, растяжение, изгиб, кручение).
Статические и динамические упражнения и их влияние на двигательную
систему.
Роль мягких тканей в изменении подвижности суставов и деформации.
Понятие о кинематической паре и кинематической цепи.
Открытые и закрытые кинематические цепи, особенности движения в них.
Степени свободы кинематических цепей.
Оси, плоскости и размах движений.
Влияние поверхностей внутри сустава на его подвижность.
Значение мягких тканей (суставных сумок, связок) и мышц в ограничении
движения.
Характеристика пассивной и активной подвижности в суставах.
Кости как рычаги: рычаги первого и второго рода.
Как и почему угол приложения сил к рычагу влияет на момент силы.
Упруго-вязкие свойства мышц.
Условия проявления силы мышц.
Действие мышц в кинематической цепи.
Групповые действия мышц (агонисты, синергисты, антагонисты).
Общие и частные центры тяжести, их значение в реализации движения.
Основные биомеханические характеристики движения тела (кинематические,
динамические, структура движения).
Прямая и обратная задачи биомеханики.
Методы качественного биомеханического анализа движения.
40
34. Инструментальные методики исследования движений: механо-электрические,
оптические и оптико-электронные системы, электрофизиологические.
35. Пространственные кинематические характеристики (линейные, угловые).
36. Координаты и траектории движений на плоскости и в пространстве.
37. Временные кинематические характеристики (момент времени, длительность,
темп и ритм движений).
38. Пространственно-временные кинематические характеристики (скорость, ускорение).
39. Характеристика мгновенной скорости (линейная, угловая).
40. Основные динамические характеристики.
41. Роль сил в движениях человека.
42. Инерционные характеристики (масса тела, сила инерции, момент инерции
тела).
43. Сила тяжести тела на разной плоскости. Разложение сил.
44. Общая характеристика центростремительных и центробежных сил.
45. Силовые линейные характеристики движения (сила, импульс силы).
46. Силовые характеристики движения (момент силы, момент импульса силы).
47. Количество движения как мера поступательного движения.
48. Сила действия среды, сила упругой деформации.
49. Характеристика сил трения, скольжения и качения.
50. Энергетические характеристики движений (работа силы и ее мощность).
51. Оценка эффективности приложения сил.
52. Общая характеристика кинетической и потенциальной энергии.
53. Структура движения. Структура как проявление взаимодействия.
54. Двигательная структура движения (связи кинематических и динамических
структур).
55. Внешняя и внутренняя картина движения.
56. Принцип нервизма как основа понимания структуры движения.
57. Информационная структура движения (сенсорная, психологическая, эффекторная).
58. Произвольное и автономное управление движениями.
59. Условия обеспечения равновесия, позы и возникновения движения.
60. Биодинамика осанки статической и динамической.
61. Обобщенные структуры движения (ритмическая, фазовая, координационная).
62. Силы при отталкивании от опоры (силы давления, силы реакции).
63. Разложение сил реакции опоры при отталкивании (вертикальная, горизонтальная составляющие реакции опоры).
64. Механизмы подготовки к отталкиванию (махи, подседание, перемещение ОЦТ).
65. Использование упругих сил при отталкивании, их механизм.
41
66. Использование реактивных сил маха при отталкивании от опоры.
67. Зависимость опорной реакции от точки приземления относительно проекции и
направления движения ОЦТ тела.
68. Действие сил, изменяющих траекторию движения (роль внешней центростремительной силы).
69. Стартовые действия в видах спорта (изменения положения ОЦТ, угол отталкивания, горизонтальная и вертикальная составляющие реакции отталкивания).
70. Механизмы вращения биомеханической системы без опоры.
71. Механизмы вращения биомеханической системы при опоре.
72. Взаимодействие тела человека с опорой как причина изменения движения вокруг осей.
73. Механизмы трансформации потенциальной в кинетическую энергию и обратно
при вращательном движении.
74. Роль маховых движений в наращивании скорости вращения.
75. Биодинамика ходьбы и бега.
76. Биодинамика прыжка в длину с места, с разбега и в высоту.
77. Биодинамика ходьбы на лыжах.
78. Биодинамика бега на коньках.
79. Биодинамика плавания.
80. Передвижения с механическими преобразованиями движений (гребля, велоспорт и др.).
81. Биодинамика ударных действий в видах спорта (собственно удар, толчок, бросок).
82. Кратковременные эффекты мышцы (разминка, гибкость, мышечное утомление).
83. Долговременные приспособительные реакции мышцы (принципы тренировки
силы).
84. Сенситивные периоды развития физических качеств, костной и мышечной систем.
85. Общие закономерности развития моторных функций в онтогенезе.
86. Особенности двигательных способностей и поддержания позы в старческом
возрасте.
87. Особенности моторики женщин.
42
VI. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ
Контроль знаний по биомеханике, получаемых в ходе аудиторных занятий и
самостоятельной работы студента (СРС), осуществляется с использованием разных
форм: оперативный, текущий, промежуточный (этапный), итоговый. Оперативный
контроль проводится преподавателем, непосредственно в процессе занятия (лекция,
практикум, семинар и пр.); текущий – предусматривает оценку выполнения обязательных заданий СРС (тем дисциплины) с периодичностью от 1-ой до 2-х недель;
промежуточный – предполагает оценку усвоения знаний студентом по разделам
дисциплины на этапе от 3-х до 6-7 недель; итоговый – подразумевает оценку выполнения всех заданий за семестр и служит одним из основных критериев предварительной аттестации перед (за 1-2 недели) зачетно-экзаменационной сессией. В качестве средств контроля и самоконтроля знаний используются: тестовые вопросы (см.
разд. II); выполнение контрольных работ, рефератов (см. разд. III) и заданий лабораторных практикумов (см. разд. IV); требований дидактических единиц – знания,
умения, навыки (см. содержание каждой темы разд. I).
Основные требования к аттестациям включают в себя сдачу всех отчетов по темам лабораторных практикумов, защиту рефератов и контрольных работ по заданию
преподавателя, а также теоретические знания по разделам курса «Биомеханика». Экзамен предполагает обязательное выполнение промежуточных зачетных требований, а также оценку знаний всего курса данной дисциплины. При переходе на бальную систему оценки промежуточных аттестаций, студент вправе получить соответствующую оценку по экзамену без процедуры (устно или письменно) его сдачи.
43
Приложение 1
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
На начальном этапе изучения курса «Биомеханика» от студента требуется самостоятельное повторение курсов: физика (раздел механики), анатомия (динамическая), физиология (раздел регуляции соматических функций), научно-методическая
деятельность (раздел математического анализа). При освоении теоретического материала по биомеханике студент должен осознавать научную и практическую значимость дисциплины. Изучая данный курс студенту необходимо отчетливо представлять, что результативность и эффективность использования физических упражнений
в системах физического воспитания и спортивной тренировки основывается на базисных принципах биологической сущности самого движения, его качественного и
количественного многообразия, которые и определяют успешность решения разнообразных двигательных задач в зависимости от возраста, пола, вида спорта, физической и функциональной кондиции человека.
Программа данной дисциплины предусматривает прохождение теоретического
раздела (лекции), когда изучаются общие и частные закономерности биомеханики, а
также выполнение заданий лабораторных практикумов, где студент приобретает
практические навыки измерений в области биомеханики и умения интерпретировать
полученные данные в ходе исследования.
Особое место в системе обучения отводится самостоятельной работе студента
(СРС). Студент должен проникнуться пониманием того, что СРС является психологическим механизмом реализации принципа сознательности в обучении, обеспечивающим условия активного осмысления знаний биомеханики и внутреннего их прочувствования. Студент должен сознавать, что самостоятельная работа являет собой
завершением задачи всех видов аудиторной деятельности. Такая работа будет способствовать развитию современного мышления, дальнейшему самосовершенствованию, являясь основным средством организации и выполнения практической деятельности в соответствии с поставленными целями перед будущим специалистом по
физической культуре и спорту.
В узком смысле СРС – это чтение и конспектирование первоисточников, учебников, дополнительной литературы, своих конспектов при подготовке к лекциям,
практическим и лабораторным занятиям, собеседованиям, зачетам и экзаменам, а
также выполнение контрольных, реферативных и курсовых работ, вплоть до подготовки выпускной квалификационной работы. В широком смысле в СРС входит осмысление вопросов учебной программы, формирование и закрепление убеждений,
важных для будущего специалиста.
При освоении данного курса студент может пользоваться библиотекой вуза,
всем учебно-методическим обеспечением (учебная и методическая литература,
44
научные монографии, научные публикации в периодической печати, электронный
ресурс) и электронными поисковыми системами методического кабинета и кафедр Института ФКиС. Важно запомнить, что чтение литературы по той или иной
теме или проблеме надо начинать с учебников, справочного материала, специальных руководств, а затем переходить к специальной литературе (монографии,
журналы и т. п.).
Работа с литературой – дело не простое! Как говорил английский философ и
математик Френсис Бэкон – «… есть книги, которые надо только отведать, есть
книги, которые лучше всего проглотить, и только немногие книги следует разжевать и переварить …». Все это определяется задачей чтения литературы, например,
получить общие представления, приобрести знания или использовать ее для подготовки реферата и т. п. При чтении можно решать одновременно несколько задач, но
всегда должна быть главная задача. Следует помнить, что чтение нельзя превращать
в самоцель, в механическое накапливание знаний, это может привести к утрате самостоятельности взглядов. При чтении литературы, изначально нужно разобраться с
основными понятиями, которыми пользуется автор. Если встречаются не понятные
термины или обороты следует обратиться к базовым книгам (учебники) или справочникам, при прочтении не должно быть неясностей. Всегда должна присутствовать критичность к прочитанному, а не слепая вера всему, что написано. Содержание работы можно считать усвоенным только тогда, когда читающий способен пересказать главную мысль, объяснить ее и сопоставить с ранее известным. Работа над
литературой должна завершаться одной из форм записи (цитирование, план, тезисы,
конспект) с указанием библиографического источника, что обязательно пригодиться
при написании отчетов по практикуму, реферата, контрольной, курсовой или дипломной работы.
Для оперативного, текущего и промежуточного (этапного) самоконтроля знаний следует использовать материалы разделов I-V.
45
Приложение 2
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Преподавание учебной дисциплины «Биомеханика» должно вестись в соответствии с ГОС. Преподаватель обязан знать все теоретические разделы курса, уметь
доходчиво объяснять студентам основные принципы работы двигательной системы
человека и механизмы ее управления, владеть навыками их изучения. В педагогической деятельности необходимо опираться на современные знания биомеханики и
физиологии движения. Преподавателю нужно стремиться к управлению знаниями
студентов, а не к тривиальной передачи знаний.
Методология подготовки преподавателя к аудиторным занятиям должна осуществляется в три этапа: диагностика – наблюдая оценивать уровень мотивации студентов, степень их познавательного интереса, способности и возможности; прогнозирование – определение возможного развития событий (например, вопросы, требующие дополнительных разъяснений или показа и пр.) во время занятия; проектирование – составление сценария учебного занятия (замысел, цель, содержание,
средства, этапы – вступление, основная часть, заключение. Все это в определенной
мере относится к организации проведения лекций и лабораторных практикумов. На
лабораторных занятиях предусматривается выработка и закрепление практических
навыков изучения кинематических и динамических характеристик движения. До начала занятий преподаватель обязан разработать методические указания, апробировать их, обеспечить места занятий. Студентам под началом преподавателя предлагается выполнить самостоятельно весь перечень лабораторных практикумов. По завершении каждой работы студент или бригада студентов готовит отчет (по установленной форме) и публично защищает его.
Самостоятельная работа студентов (СРС), в тесной связи с аудиторными занятиями, представляется одним из важнейших средств организации учебновоспитательного процесса и управления им. Для организации СРС необходимо создавать комплексные системы средств, форм и методов обучения, включающие все
виды учебного процесса, внеучебные мероприятия и виды работ (контрольные, рефераты, РГР, курсовые, дипломные проекты и пр.).
Все задания предметной подготовки (аудиторные занятия и СРС) должны иметь
однотипную структуру (тема, цель, задачи, содержание, нормирование, форма отчета и список необходимой литературы), а также преследовать получение студентом
профессионально необходимых знаний, умений и навыков. Преподаватель лишь организует познавательную деятельность студентов, само же познание осуществляет
сам студент. Эта работа четко планируется преподавателем в соответствии с задачами: определить полный объем информации по дисциплине, выносимой на самостоятельную работу; установить оптимальный объем информации, подлежащей опера46
тивному и текущему контролю (задание, тема, раздел, количество глав учебника,
конспекты и др.); определить периодичность текущего и промежуточного (этапного)
контроля знаний, средства и методы контроля.
Определяющим фактором успешности управления СРС является информация,
предполагающая прямую и обратную связь между преподавателем и студентом.
Прямая связь осуществляется по схеме: программа СРС – нормирование – планирование – организационно-методическое обеспечение – состояние обучаемого – результативность самостоятельной работы; обратная связь – информация, идущая от
студента (как объекта управления) к преподавателю (как управляющего элемента
системы СРС). Контроль за СРС осуществляется по двум направлениям: первый –
заключается в получении объективной информации о состоянии системы планирования, организационно-методического обеспечения и руководства СРС; второй – в
объективной оценке качества и прочности усвоения материала студентом по учебной дисциплине. Этот контроль должен быть систематическим, при использовании
разных форм. В качестве средств контроля могут быть использованы предлагаемые
вопросы и тесты для контроля знаний (см. разд. II-V), а также дидактические единицы, прописанные в содержании тем данного учебно-методического комплекса (см.
разд. I).
47
Приложение 3
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
а) основная
Бернштейн, Н.А. Биомеханика и физиология движений [Текст] : избранные
психологические труды / Н.А. Бернштейн; под ред. В.П. Зинченко. – 2-е изд. – М. :
Изд-во МПСИ ; Воронеж : Изд-во НПО «МОДЭК», 2004. 688 с.
Бочаров, М.И. Биомеханика человека [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 222 с.
Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред. и высш. учеб. заведений / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. – М. : Владос, 2004. 672 с.
Практикум по биомеханике [Текст] : учеб. пособие для ин-тов физич. культ. /
Под ред. И.М. Козлова. – М. : ФиС, 1980. 120 с.
б) дополнительная
Бочаров, М.И. Элементы биомеханики и биоэнергетики физических упражнений [Текст] : методич. указания / М.И. Бочаров. – Архангельск : Изд-во ПМПУ,
1996. 28 с.
Бочаров, М.И. Спортивная метрология [Текст] : учеб. пособие / М.И. Бочаров. –
Сыктывкар : Изд-во СыктГУ, 2002. 109 с.
Дмитриев, О.Б. Совершенствование учебного процесса по курсу «Биомеханика» на основе применения компьютерных мультимедиа информационных технологий [Текст] / О.Б. Дмитриев, Э.Р. Ахмедрянов, Е.А. Калинина // Теор. и практ. физич. культ. – М. : ФиС, 1999. № 10.
Донской, Д.Д. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. для ин-тов
физич. культ. / Д.Д. Донской. – М. : ФиС, 1960. 240 с.
Донской, Д. Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения
спортивного действия и его совершенствования) [Текст] / Д.Д. Донской. – М. : Физкультурное образование и наука, 1995. 70 с.
Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека [Текст] /
В.М. Зациорский, А.С. Арунн, В.Н. Селуянов. – М. : ФиС, 1982. 143 с.
Зациорский, В.М. Биомеханические основы выносливости [Текст] /
В.М. Зациорский, С.Ю. Алешинский, Н.А. Якунин. – М. : ФиС, 1982. 207 с.
Калинина, Е.А. Биомеханика : методики регистрации и расчета характеристик
механического движения человека [Текст] / Е.А. Калинина. – Ижевск : Изд-во УдмГУ, 1996. 99 с.
Коренберг, В.Б. Основы качественного биомеханического анализа [Текст] /
В.Б. Коренберг. – М. : ФиС, 1979. 209 с.
48
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика [Текст] : словарь-справочник ; часть
II «Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения» / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999. 192 с.
Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для студ. высш. учеб. заведений /
Г.И. Попов. – М. : Изд. центр «Академия», 2005. 256 с.
Ратов, И.П. Двигательные возможности человека (нетрадиционные методы, их
развитие и восстановление) [Текст] / И.П. Ратов. – Минск, 1994. 116 с.
Руководство по физиологии труда [Текст] / Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измерова. – М. : Медицина, 1983. 528 с.
Спортивная метрология [Текст] : учеб. для ин-тов физ. культ. / Под ред.
В.М. Зациорского. – М. : ФиС, 1982. 256 с.
Сучилин, Н.Г. Оптико-электронные методы измерения движений человека
[Текст] / Н.Г. Сучилин, В.С. Савельев, Г.И. Попов. – М. : Физкультура, образование,
наука, 2000. 127 с.
Уткин, В.Л. Биомеханика физических упражнений [Текст] : учеб. пособие /
В.Л. Уткин. – М. : Просвещение, 1989. 206 с.
Фундаментальные проблемы биомеханики. Н.А. Бернштейн и теоретическая
биомеханика. Методология биомеханического исследования. Н.А. Бернштейн и экспериментальная биомеханика [Текст] // Теор. и практ. физич. культ. – М., 1996.
№ 10.
Шеррер, Дж. Физиология труда (Эргономия) [Текст] / Дж. Шеррер. – М. : Медицина, 1973. 497 с.
Энока, Р.М. Основы кинезиологии [Текст] / Р.М. Энока. – Киев : Олимпийская
литература, 1998. 399 с.
49
Приложение 4
ГЛОССАРИЙ
Активное прикосновение – изучение условий окружающей среды на основании информации чувствительных нервных окончаний, связанной с движениями руки и их контролем.
Активный компонент – часть взаимосвязи длины-силы мышцы, обусловленный активностью поперечных мостиков.
Антигравитационные мышцы – мышцы, производящие вращающий момент,
противодействующие силе тяжести, когда человек стоит выпрямившись.
Аппликата (Z – зет) – физическая величина, показывающая расстояние от начала координат, от центра, до избранной точки по направлению вперед и назад.
Аппарат Гольджи – веретенообразное тельце, напоминающее сухожильный
орган, которое может воспринимать напряжение связки.
Аутогенез – процесс разрушения клеточных структур. Наблюдается при повреждении мышцы вследствие физических нагрузок.
Баллистическое растяжение – метод увеличения диапазона движения относительно сустава, предполагающий выполнение серии быстрых растяжений мышцы.
Билатеральный дефицит – одновременная активация двух конечностей, которая приводит к снижению силы максимального произвольного сокращения каждой
конечности.
Билатеральный прирост – одновременная активация двух конечностей, ведущая к
увеличению силы максимального произвольного сокращения каждой конечности.
Биомеханика – наука о движениях биологических систем.
Вектор – количество, выражающее как величину, так и направление (сила,
путь, ускорение).
Внешние силы – силы, приложенные к телу извне.
Внутренние силы – силы, возникающие внутри тела при взаимодействии его
частей.
Вращающий момент – вращающее действие силы; произведение силы и плеча
пары.
Время полурасслабления – время снижения реакции сокращения от пика наполовину.
Время реакции – минимальный отрезок времени между началом действия стимула и реакцией на него.
Время сокращения – время от начала производства силы до ее пика во время
сокращения.
Встречное движение – движение безопорных звеньев навстречу друг другу.
50
Вязкость – мера деформации сдвига. Изменяется в зависимости от температуры и зависит от сил сцепления между молекулами и обмена количеством движения
между сталкивающимися молекулами.
Гетерохронизм (гетерохронность) – неодновременное созревание отдельных
функциональных систем организма в процессе онтогенеза; неравномерность темпов
и выраженности возрастных изменений в клетках, тканях и различных системах
организма.
Гиперплазия – увеличение мышечной массы вследствие увеличения числа
мышечных волокон.
Гипертрофия мышцы – увеличение мышечной массы вследствие увеличения
площади поперечного сечения мышечных волокон.
Двигательная единица – соматическая клетка и дендриты двигательного нейрона, многочисленные ответвления аксона и мышечные волокна, которые он иннервирует.
Двигательная единица типа FF – быстросокращающаяся утомляемая двигательная единица.
Двигательная единица типа FR – быстросокращающаяся невосприимчивая к
утомлению двигательная единица.
Двигательная единица типа S – медленносокращающаяся двигательная
единица.
Двигательная программа – стереотипная последовательность команд, посылаемых из ЦНС к мышцам с целью вызвать определенную структуру поведения.
Двигательный контроль – контроль движения.
Движение – изменение положения тела в интервале времени.
Движущая сила – сила, направленная по направлению движения, вызванная
положительным ускорением; увеличивает скорость движения.
Деминерализация – чрезмерные потери солей костью.
Денервация – состояние, наблюдаемое при пересечении нерва; мышца оказывается лишенной нервных импульсов.
Деформация – изменение длины относительно начальной длины.
Диапазон (размах) движения – максимальное угловое перемещение относительно сустава.
Динамические (силовые) характеристики – раскрывают причины различия
видов движения. К ним относятся: масса тела, мышечная сила, работа силы, энергия
тела и др.
Динамический анализ – механический анализ, при котором силы, действующие на систему, не сбалансированы и, следовательно, система ускоряется. Правая
часть закона Ньютона об ускорении – не равна нулю.
51
Диск Меркеля – кожный механорецептор, чувствительный к локальному вертикальному давлению.
Длина мышцы в покое – длина мышцы, при которой возникает пассивная сила.
Жёсткость – крутизна (наклон) графика силы-длины; изменение силы на единицу длины. Чтобы растянуть жёсткую пружину хотя бы на несколько миллиметров, необходимо приложить значительное усилие.
Зависимые от движения взаимодействия – взаимодействующие силы между
сегментами тела во время движения.
Закон Вольфа – все изменения функции кости обусловлены изменениями
внутренней структуры.
Закон действия и противодействия – для каждого действия существует равное по величине противодействие.
Закон инерции – сила, необходимая, чтобы прекратить, начать или изменить
движение.
Замкнутая кинематическая цепь – когда система замыкается «сама на себя»,
имеет опору и у нее нет свободного последнего звена. Соединение ребер с позвоночником и грудиной – это типичная замкнутая кинематическая цепь.
Изокинетическое – движение, при котором угловая скорость перемещаемого
сегмента тела является постоянной.
Изометрическое – механическое условие, при котором вращающий момент
мышцы равен вращающему моменту, обусловленному нагрузкой, вследствие чего
длина всей мышцы не изменяется.
Изотоническое – состояние, при котором мышца сокращается и выполняет работу, преодолевая постоянную нагрузку.
Импульс – площадь под графиком силы-времени; интеграл силы-времени. Импульс влияет на количество движения системы.
Импульс силы – действие силы за время приложения ( F ⋅ t ).
Инерция – сопротивление объекта любому изменению своего движения.
Интенсивность шагов – частота, с которой выполняются шаги.
Кинематика – описание движения с точки зрения положения, скорости и
ускорения.
Кинематическая пара – образуется двумя костями, соединенных суставом.
Кинематическая характеристика – отражает различие движений по их виду.
Различают пространственные (длина, путь), временные (с, мин, час) и пространственно-временные (скорость, ускорение) характеристики.
Кинематическая цепь – несколько кинематических пар, соединенных последовательно.
Кинематическая система – образуется соединением более двух звеньев (сложные суставы). Условия подвижности в ней более сложные, чем в цепи.
52
Кинетика – описание движения.
Кинетическая энергия – способность объекта выполнять работу вследствие
своего движения.
Коактивация – одновременная активация мышц вокруг сустава: обычно характеризует активность мышц агонистов-антагонистов.
Количество движения – количество движения объекта; векторная величина.
Мера импульса силы. Она равна произведению массы (m) на прирост скорости
(v1-v0) за время приложения силы.
Конечная скорость – скорость падающего объекта, когда силы, обусловленные
притяжением и сопротивлением воздуха, равны.
Концентрический – механический режим (состояние), при котором вращающий момент мышцы превышает вращающий момент нагрузки, вследствие чего длина активной мышцы сокращается.
Координация – особая группа физиологических механизмов, создающих непрерывное организованное циклическое взаимодействие между рецепторным и эффекторным процессами (по Бернштейну).
Коэффициент иннервации – число мышечных волокон, иннервируемых отдельным двигательным нейроном.
Ламинарное течение – однообразный поток жидкости вокруг объекта.
Лимбическая система – ряд структур передней части головного мозга, взаимосвязанных с гипоталамусом и частями среднего мозга; иногда называют эмоциональной двигательной системой.
Линия обтекаемости – схематизированная линия потока жидкости вокруг объекта.
Линия тяги – совпадающая с направлением равнодействующей силы.
Масса (m) – мера (кг) количества материи в объекте.
Маховая фаза – безопорная фаза во время, например, бега или ходьбы.
Миозин – основной белок толстого филамента мышечного волокна; включает
поперечный мостик. В отдельном толстом филаменте содержится несколько сот молекул миозина.
Миофибрилла – единица в мышечном волокне, состоящая из последовательно
расположенных саркомеров.
Миофиламент – тонкий и толстый филаменты мышечного волокна, содержащие сократительный аппарат.
Модуль упругости – отношение нагрузки к деформации; выражается отношением напряжения к относительному приросту длины мышцы; зависит от условий,
структуры и состава ткани.
Мозжечок – супрасегментная структура, участвующая в процессе контроля
движения. Располагается кзади от ствола мозга.
53
Момент инерции – мера инерции во вращательных движениях. Представляет
собой распределение массы объекта относительно оси вращения. Он равен сумме
произведений всех частиц массы (m) на квадраты расстояний их до оси вращения
тела (r).
Момент силы – вращательный эффект силы; вращающий момент. Численно
равен произведению силы на ее плечо, т. е. на расстояние от направления силы до
оси вращения.
Мощность – интенсивность выполнения работы; интенсивность изменения количества энергии; произведение силы и скорости.
Мышечная координация – согласованные сокращения и расслабления мышц
и мышечных групп; движения происходят при относительно небольшом напряжении мышц, плавно и согласованно.
Мышечная механика – изучение механических свойств, производящих силу
единиц мышцы.
Мышечная сила – величина вращающего момента, производимого мышцей
при отдельном максимальном изометрическом сокращении неограниченной продолжительности.
Мышечная сила – сила, производимая структурными (пассивными) и активными (поперечный мостик) элементами мышцы.
Мышечное веретено – внутримышечное чувствительное нервное окончание,
контролирующее непредвиденные изменения длины мышцы.
Мышечное волокно типа I – медленносокращающееся мышечное волокно.
Мышечное волокно типа II – быстросокращающееся мышечное волокно. Волокна этого типа можно подразделить на две группы (IIa и IIб) после препарации в
ванной с рН 4,3 (IIa) или 4,6 (IIб).
Мышечно-сухожильная единица – сочетание мышцы и структур соединительной ткани, участвующих в сообщении силы, произведенной мышечными волокнами скелету.
Мышца – ткань, содержащая сократительные клетки, способные превращать
химическую энергию в механическую.
Мышцы агонисты – мышцы одинакового действия.
Мышцы синергисты – мышцы совместного действия.
Мышцы антагонисты – мышцы противоположного действия.
Нагрузка – сила, действующая на единицу площади (Ра).
Нагрузка статическая – возникает при неподвижном положении тела, действует постоянно по величине.
Нагрузка динамическая – проявляется в движениях; здесь возникают силы
инерции, которые изменяются и могут нарастать до очень больших величин.
54
Нейтральная сила – сила, направленная перпендикулярно движению, обусловливающая нормальное ускорение; изменяет направление движения.
Нормальная составляющая силы – составляющая, действующая под прямым
углом к поверхности.
Обратная связь – сигналы, поступающие из различных периферических нервных окончаний, несущие информацию в нервную систему о механических явлениях
в нервно-мышечной системе.
Остеопороз – уменьшение костной массы.
Ось «сальто» – ось проходящая через тело человека из стороны в сторону.
Ось «колеса» – ось, проходящая через тело человека спереди назад.
Ось «кручения» – ось, проходящая через тело человека от головы до пальцев
ног.
Открытая кинематическая цепь – система, у которой последнее (концевое)
звено цепи свободно, оно соединено только с одним соседним звеном. В человеческом теле свободные конечности, если они не имеют периферической опоры.
Отрицательная работа – работа окружающей среды относительно системы.
Во время отрицательной работы система абсорбирует энергию окружающей среды.
Мышца выполняет отрицательную работу, когда результирующий вращающий момент мышцы меньше вращающего момента, обусловленного нагрузкой.
Парадоксальное действие – действие многосуставных мышц, вызывающее
движение в направлении, противоположном обычной их функции.
Пассивная недостаточность – проявляется в движениях, когда в суставах многосуставная короткая мышца ограничивает размах движения.
Пеннация – угловое отклонение между направлением мышечных волокон и
линией натяжения мышцы.
Плечо рычага – расстояние от оси вращения до точки приложения силы.
Плечо силы – кратчайшее расстояние от оси вращения до направления силы.
Площадь поперечного сечения – площадь объекта (например, мышцы), рассеченной под прямыми углами к длинной оси.
Поверхностное сопротивление – сопротивление, обусловленное трением пограничного слоя среды (газообразной, жидкости) и объекта.
Подвижность активная – размах движений обеспечивается активной тягой
мышц данного сустава.
Подвижность пассивная – достигается за счет действия внешних сил; пассивная подвижность сустава больше, чем активная.
Подъемная сила – составляющая вектора сопротивления среды, действующая
перпендикулярно направлению потока среды.
Поза – состояние, касающееся сохранения равновесия.
Положение – нахождение объекта относительно какой-то определенной точки.
55
Положительная работа – работа, выполняемая системой по отношению к окружающей среде. Во время положительной работы система отдает окружающей
среде свою энергию. Мышцы выполняют положительную работу, когда их результирующий вращающий момент превышает вращающий момент, обусловленный
нагрузкой.
Поступательное движение – движение, при котором все части системы смещаются в одинаковой степени.
Потенциальная энергия – энергия покоя, которой обладает система ввиду ее
нахождения в стороне от более устойчивого местоположения.
Преодолевающая работа – совершается мышцей, когда ее момент силы больше, чем момент сил, сопротивляющихся ее тяге; звено движется в сторону тяги
мышцы, она сокращается.
Приведение – движение по направлению к средней лини тела или части тела.
Пул двигательных нейронов – группа двигательных нейронов, иннервирующих отдельную мышцу.
Работа – скалярная величина, характеризующая насколько можно сместить
объект в определенном направлении при приложении силы. Единица измерения –
джоуль (Дж).
Работа силы – динамическая сила, преодолевающая на пути своего приложения сопротивления (сил инерции, трения и др.). Она измеряется произведением силы (F) на путь (S) ее приложения.
Радиус инерции тела – мера инертного сопротивления при вращательном
движении.
Радиус центра тяжести – расстояние от проксимального сочленения до центра
тяжести.
Размах движения – возможный путь движения части тела в суставе в данном
направлении. Зависит от соотношения суставных поверхностей, формы внутри- и
околосуставных хрящей, расположения и длины связок и сопротивления тяги
мышц.
Реакция опоры – равное и противоположно направленное противодействие
силе тяжести на опору.
Результирующая мышечная сила – чистая сила, производимая группой мышц
относительно сустава.
Рекрутирование – процесс активации двигательной единицы или мышцы.
Ремоделирование – развитие, укрепление и резорбция живой кости.
Реобаза – мера возбудимости нейрона, показывающая, какая величина тока
может привести к образованию потенциала действия.
Ретикулярная формация – диффузное скопление клеток в стволе мозга.
56
Ритм – соотношение длительностей частей движений, которые могут отличаться друг от друга по направлению, величине и изменениям скорости, приложенным
силам, значению в целом двигательном акте.
Рычаги – с точки зрения механики – это кости, соединенные подвижно в суставах; рычаг способен передавать действия силы на расстояние.
Рычаг второго рода – система рычага костей и действующих на нее сил, направленных в разные стороны, а сустав (точка опоры) расположен по одну сторону
от точек приложения сил. Примером могут служить локтевой и коленный суставы.
Рычаг первого рода – система, обеспечивающая равновесие за счет равенства
сил, действующих на рычаг по обе стороны от точки опоры (сустав) в одном направлении; соблюдение условия – момент силы равен моменту силы сопротивления.
Сарколемма – возбудимая клеточная мембрана мышечного волокна.
Свободное нервное окончание – аксон небольшого диаметра, воспринимающий аномальную механическую нагрузку и химические агенты.
Сила – механическое взаимодействие между объектом и окружающей средой.
Единицей измерения в системе СИ является ньютон (Н).
Сила инерции – сила, производимая объектом вследствие его движения.
Сила реакции поверхности – сила реакции, обусловленная горизонтальной
поверхностью опоры.
Сила тяжести – сила притяжения объекта к поверхности Земли.
Синапс – структура, посредством которой нейрон посылает сигнал клеткимишени.
Скорость – интенсивность изменения положения относительно времени
( м ⋅ с −1 ); производное положение относительно времени.
Сократительная способность – способность элемента изменять длину.
Сократительный элемент – одна из составляющих модели Хилла, характеризует способность сократительных белков производить силу.
Сокращение – состояние активации мышц, при котором возникают поперечные мостики в ответ на потенциал действия. Длина мышцы может уменьшаться, оставаться неизменной или увеличиваться в состоянии активации.
Сопротивление давления – сопротивление, обусловленное сущностью потока
среды (газообразной, жидкости) вокруг объекта.
Сопротивление жидкости – сопротивление жидкости на двигающийся через
нее объект. Величина сопротивления зависит от вида жидкости и степени ее возмущения движущимся объектом.
Сохранение количества движения – закон, согласно которому, если система
не подвергается импульсу, ее количество движения остается постоянным.
Спастичность – патологически вызванное состояние повышенной возбудимости рефлекса растяжения.
57
Стабильность – состояние равновесия, к которому возвращается система после
пертурбации.
Статические напряжения мышц – опорные напряжения мышц, закрепляющие
неподвижно одни части тела, и этим обеспечивают возможность быстрых сильных
точных движений других частей тела. Разделяются на три группы: удерживающие
(когда мышцы действуют своим моментом тяги против момента силы тяжести – рычаг); укрепляющие (когда сила тяжести действует на сустав по вертикали, вдоль оси
части тела и мышцы испытывают действие на разрыв); фиксирующие (когда мышцы
совершают опорные напряжения против действия других мыщц-антагонистов совместно с ними).
Статический анализ – механический анализ, в котором силы, действующие на
систему, сбалансированы и, следовательно, система не испытывает ускорение.
Статическое растяжение – метод увеличения диапазона движения относительно сустава, основанный на удержании мышечного растяжения в течение 15-30
секунд.
Структура движений – строение, устройство движений. Внутренние существенные связи между отдельными элементами (частями) движений, а также их характеристиками.
Тангенциальная составляющая – составляющая, действующая параллельно и
вдоль поверхности.
Тетанус – силовая реакция мышцы на серию возбудительных импульсов; представляет собой суммацию реакций сокращения.
Темп, или частота – количество повторяющихся движений в единицу времени.
Тормозящая сила – сила, направленная против движения; вызвана отрицательным ускорением; уменьшает скорость движения.
Трение – сопротивление относительному движению одного тела другому, с которым оно контактирует.
Турбулентный поток – неравномерный поток среды (газообразной, жидкости)
вокруг объекта.
Угловое движение – движение, при котором не все части объекта испытывают
одинаковое смещение.
Упругая сила – пассивное свойство растянутого материала возвращаться к исходной длине.
Ускорение – интенсивность изменения скорости относительно времени ( м ⋅ с −2 );
производное скорости относительно времени; наклон на графике скорость-время.
Различают положительное (при увеличении скорости), отрицательное (при уменьшении скорости) и нормальное, или центростремительное (при изменении только
направления скорости) ускорение, соответственно.
58
Уступающая работа – совершается мышцей, если ее момент силы меньше момента силы сопротивления; звено движется в противоположную сторону от тяги,
мышца растягивается.
Утомление – острая рефлекторная (защитная) реакция, временно нарушающая
двигательную деятельность.
Фибрилла – основная несущая нагрузку единица сухожилия и связки, состоящая из пучков микрофибрилл, удерживаемых вместе благодаря поперечным соединениям. Количество и состояние последних определяют прочность (силу) соединительной ткани.
Характеристика – типичная или отличительная черта. В частности, отличительные свойства движений.
Центр давления – точка приложения силы реакции поверхности.
Центр тяжести – точка, относительно которой равномерно распределяется
масса системы. В механике центром тяжести называют точку, к которой приложена
равнодействующая всех сил тяжести частиц тела.
Центр удара – участок приложения силы, не вызывающий обратной реакции.
Примером может служить участок ракетки, при попадании мяча в который на руку
не действует сила реакции.
Центробежная сила – противодействующая (сопротивление) массы тела при
центростремительном ускорении. Это сопротивление направлено по радиусу в противоположную сторону от центра в сторону. По своей природе является силой
инерции во вращательном движении. Она не вызывает ускорения, а создает лишь
статическую тягу.
Центростремительная сила – возникает во вращательном движении и обусловлена центростремительным ускорением (направленным перпендикулярно направлению движения); изменяет линейное движение на угловое.
Экзо- (греч. exo – снаружи) – в сложных словах означает «снаружи, внешний».
Экстерорецептор – чувствительное нервное окончание, выявляющее избранный внешний раздражитель вследствие взаимодействий системы с окружающей
средой.
Энд-, эндо - (греч. endo – внутри) – в сложных словах означает «внутри, внутренний».
Энергия деформации – потенциальная энергия, накапливаемая системой при
ее растяжении. Единица измерения – джоуль (Дж).
Эффективность – отношение количества выполненной работы к количеству
использованной энергии. Чем большее количество работы выполняется при данных
энергозатратах, тем выше эффективность системы. Мерилом эффективности служит
коэффициент полезного действия (КПД).
59