Механизм взаимодействия элементов системы «человек-одежда» в статике и динамике

Двигательная система человека включает пассивную часть (костный скелет) и активную – поперечно0 полосатую мускулатуру. Пассивный двигательный аппарат состоит из подвижно соединенных между собой костных звеньев, расположенных преимущественно вдоль осей подвижных органов (аксиально) и образующих кинематические цепи. В состав кинематических цепей входят не только кости и суставы, но и соответствующие им мышцы, т.е. рассматриваются подвижные органы в целом.

Мера взаимной подвижности двух звеньев в кинематической цепи определяется в биомеханике числом степеней свободы. Каждая степень свободы более или менее точно совпадает с отдельными независимыми направлениями подвижности в том или другом суставе.

Подвижность кинематических цепей человеческого тела зависит от суммарной подвижности всех её сочленений и исчисляется десятками степеней свободы:

- движение костей плечевого пояса имеет 5 степеней свободы в пространстве;

- подвижность запястья относительно лопатки 7 степеней свободы в пространстве;

-кончики пальцев относительно грудной клетки – 16, а позвоночного столба – 65 степеней свободы.

Координация движений – управление деятельностью мышц - это преодоление избыточных степеней свободы движущихся органов и превращение их в управляемые системы. (Н.А. Бернштейн). Сложный процесс построения двигательного навыка подразделяется на 2 периода: выработка навыка и его стабилизация. Первый период заканчивается фазой автоматизма, характерной чертой которого является снятие зрительного контроля (выполнение того или иного действия не глядя). Процесс второго периода делится на три параллельно протекающие фазы: координации элементарных навыков между собой, стандартизации и стабилизации двигательного акта.

Учение об управлении движениями имеет важное значение для научной организации спортивных тренировок, построения движений человека в различных технических системах, при проектировании одежды, обуви и других предметах личного пользования. Эти положения нужно учитывать при исследовании системы «человек-одежда» в статике и динамике.

При статистическом положении тела плечевые изделия сравнительно плотно прилегают к его поверхности в области шеи, плеч, верхних участках спины и груди (верхняя опорная поверхность). Для равновесия образующейся биомеханической системы «человек-одежда» необходимо равенство сил нормального давления одежды на поверхность тела человека и реактивных сил. Величина этих сил зависит от массы изделия и его составных частей, кривизны верхней опорной поверхности и площади участков действительных статистических контактов элементов системы.

Равновесие системы является относительно устойчивым в пространстве и во времени и зависит от особенностей статического вертикального положения тела человека . Статическое положение тела определяется преодолением избыточных степеней свободы и ограничением подвижности кинематических цепей скелетно-мышечной системы человека, которая обуславливаются активным взаимодействием различных мышечных групп.

При выполнении дыхательных движений одновременно с перемещением ребер и диафрагмы на вдохе происходит некоторое разгибание позвоночника. Вследствие этого «спокойное вертикальное состояние человека не является неподвижным, а сопровождается непрерывными небольшими покачиваниями тела во фронтальной и саггитальной плоскостях.

Вопросы для самостоятельной работы:

1) Какие размерные признаки называют статическими?

2) Какие размерные признаки называют динамическими?

3) Как определяется динамический эффект?

Тема 12. Методы математической обработки результатов массового обследования населения
План

1) Основные требования к выборке.

2) Характеристика генеральной совокупности выборки.

3) Принципы построения вариационного ряда. Основные параметры вариационного ряда.

4) Средняя арифметическая величина и ее свойства. Статистические показатели вариабельности.

5) Вычисление основных параметров вариационного ряда способом

Моментов

1) Основные требования к выборке.

Выборкой называется группа людей, на которых проводят измерения.

Для получения репрезентативной выборки при обследовании взрослого населения необходимо соблюдать следующие условия:

· Возрастные изменения телосложения

· Особенности групп населения

· Особенности людей разных профессий

· Случайный выбор лиц, подлежащих измерению в каждой группе лиц

2) Характеристика генеральной совокупности выборки.

Выборкой из генеральной совокупности называют часть генеральной совокупности, отобранную определенным образом и исследуемую с целью характеристики всей генеральной совокупности.

3) Принципы построения вариационного ряда. Основные параметры вариационного ряда.

Составление вариационного ряда – первый этап статистической обработки антропометрического материала

В результате составления вариационного ряда получают следующие данные:

· Размах изменчивости признака в выборке (max - min);

· Упорядоченный ряд изменчивости признака, сгруппированный в классы

· Частоту встречаемости признака в каждом отдельном классе вариационного ряда;

· Общую численность выборки n

· Кривую распределения

2. Следующий этап – вычисление основных параметров (числовых характеристик) каждого изучаемого признака. Знание статистических параметров позволяет судить о величине признаков и их вариабельности в исследуемой выборке, т.е. изучить в обобщенном виде свойства данной статистической совокупности.

Если рассматривать вариационные ряды любого из признаков, то можно заметить, что наибольшее значение признака группируется в середине вариационного ряда, т.е., среднего уровня.

Основные величины, характеризующие средний уровень:

- средняя арифметическая величина;

- медиана;

-мода

При вычислении средних величин ставится задача заменить все индивидуальные значения признака некоторой усредненной обобщающей величиной, описывающей одним числом результаты ряда измерений.

4) Средняя арифметическая величина и ее свойства. Статистические показатели вариабельности.

Средняя арифметическая величина – это абстрактная математическая величина, характеризующая всю совокупность в целом (а не отдельные части совокупности) и показывает, какое значение признака наиболее характерно для данной совокупности.

Выборочная средняя арифм. величина обозначается хˉ

Средняя арифметическая величина хˉ = ∑Xi/n где

∑ Xi - сумма всех значенийвсех значений Xi, при i = 1

n – общая численность всех значений

Средняя арифметическая величина вариационного ряда хˉ = ∑ Xi *Px/n - показывает, на какую долю интервала выбранная условная средняя величина больше или меньше истинной средней величины, где

∑ Xi *Px – сумма произведений всех значений признака Xi, умноженная на частоту встречаемости признака Px

n –общее число всех случаев

Средняя арифм. величина любой генеральной совокупности или выборочная средняя, представляющая генеральную совокупность(при n→∞) обозначают М

Основные свойства

Первое свойство – сумма всех отклонений от средней арифметической величины равна нулю:

∑ (Хi - хˉ) = 0

Второе свойство – сумма квадратов отклонений от средней арифметической величины всегда меньше суммы квадратов отклонений от любого другого значения вариационного ряда:

∑ (Хi - хˉ)² < ∑ (Хi - а)²

а – любое значение признака, не равное хˉ

Третье свойство – если каждое из значений вариационного ряда увеличить или уменьшить на одну и ту же величину, то средняя арифметическая величина увеличится или уменьшится на ту же величину:

∑ (Хi ± а)/n = Хi ± а

Четвертое свойство – если каждое из значений вариационного рядаумножить или разделить на одно и то же число, то средняя арифметическая величина увеличится или уменьшится во столько же раз-

∑ Хi*а/n = Хi * а или

∑ Хi /an = x/a

Вопросы для самостоятельной работы:

1) Понятие выборки?

2) В чем заключается случайность выборки?

3) Что называется вариационным рядом?

4) Основные параметры вариационного ряда