Область изучения биомеханики — механические и биологические причины возникновения движений и особенности их выполнения

В.А. Масленников

БИОМЕХАНИКА

Курс лекций

Дисциплина для специальности 50720 - «Физическая культура»

ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД

2008

Содержание

1.Биомеханика как учебная и научная дисциплина………………………………………………………….3

2.Направления развития биомеханики как науки…………………………………………………………….9

3.Топография тела человека. ………………………………………………………………………………….17

4. Тело человека как биомеханическая система…………………………………………..……………… 29

5. Кинематические характеристики движений человека…………………………………………………..41

6.Динамические характеристики движений человека……………………………………………………...49

7. Биодинамика двигательных качеств……………………………………………………………………..…61

8.Биомеханические основы спортивной техники …………………………………………………………. 71

9. Элементы теории ошибок…………………………………………………………………………………....81

10. Методика качественного биомеханического анализа……………………………………………..…..89

11. Основы контроля за технической подготовленностью………………………………………………..99

12.Структура движений человека и управление ими……………………………………………………..107

13. Управление непереместительными действиями……………………………………………………...121

14.Движения на месте………………………...………………………………………………………………..129

15. Движения вокруг оси и перемещающие движения……………………………………………………135

16. Биомеханика локомоций ……………………………………………….…………………………………145

Материалы для самостоятельной работы

1.Биомеханика двигательного аппарата человека……………………….………………………..…….159

2.Человек как самоуправляющаяся система…………………………………………….…………….…169

3.Биомеханический контроль. Клинический анализ движений. Тесты в биомеханике……..……..177

4.Оглавление……………………………………………………………………………………………..…….189

Лекция 1. Биомеханика как учебная и научная дисциплина

1.Движение как форма бытия материи2.Предмет биомеханики 3. Задачи биомеханики 4. Содержание биомеханики

Биологическая механика как наука о механическом движении в биологических системах использует в качестве методического аппарата принципы механики.

Механика человека есть раздел механики, изучающий целенаправленные движения человека.

Биомеханика — это раздел биологии, изучающий механиче­ские свойства живых тканей, органов и организма в целом, а также происходящие в них механические явления (при движении, дыха­нии и т. д.).( Дубровский В.И.)

Изучая определенную область знания, сначала определяют ее пред­мет, задачи и содержание в настоящее время, устанавливают ее основ­ные особенности. Затем знакомятся с возникновением и развитием соответствующей науки. Это позволяет лучше понять ее современное состояние, возможности и пути дальнейшего развития.

Физика, химия, биология и другие науки изучают законы разных форм движения материи в неживой природе, в живой природе и в об­ществе. Самое простое движение — пространственное перемещение тел — исследует механика. Для лучшего понимания сути и роли механического движения в животных организмах следует рассмотреть основные понятия о движении вообще.

Движение как форма бытия материи.

Движение есть форма существования материи.

Все в мире движется. В движении находятся звездные миры, наша Земля, человек, части его тела, молекулы его клеток, атомы, их эле­ментарные частицы; одной из форм движения материи является мыш­ление.

Всем известны глубокие и яркие слова Ф. Энгельса: «Движение, рассматриваемое в самом общем смысле слова, т. е. понимаемое как форма бытия материи, как внутренне присущий материи атрибут1, обнимает собою все происходящие во вселенной изменения и процессы. начиная от простого перемещения и кончая мышлением»2.

Следовательно, движениемв философском понимании называют всякое изменение вообще. Все существующее в мире — материя, ко­торая вечно движется, изменяется. Материя без движения немыслима, как немыслимо и движение без материи.

Формы движения материи

Соответственно многообразию мира существует и многообразие движения — различные формы движения материи.

Ф. Энгельс различал более простые формы движения материи — механическую, физическую и химическую, которые проявляются как в неживой, так и в живой природе, и более сложные, высшие, формы движения — биологическую (все живое) и социальную (общественные отношения, мышление). С развитием наук все более углубляется изу­чение ранее известных форм движения и выдвигаются на обсуждение новые (например, кибернетическая—как движение информации).

Каждая более сложная форма движения включает в себя и более простые. Простейшая форма—механическая —существует везде. Но чем форма движения выше, тем менее существенна механическая форма; движение качественно характеризуется соответственно более высокой формой.

Таким образом, каждая высшая форма обладает качественной спецификой и не «сводима» к низшим, в то же время она неразрывно свя­зана с ними.

Движения человека

Движения человека представляют собою механическое переме­щение живого организма.

Движения человека — одно из сложнейших явлений в мире.Онисложны не только потому, что в его двигательной деятельности очень непросты функции органов движения, но и потому, что в ней отражается его сознание как функция наиболее высокоорганизованной материи — мозга.

Роль движений в жизни человека исключительно велика. Посредст­вом движений он изменяет окружающую природу. В процессе этого изменения развивается и организм человека, и его сознание.

Даже простейшая форма движения материи —механическая— из-за чрезвычайной сложности строения тела человека и его функций очень непроста. К тому же добавляется сложность взаимодействия ме­ханической формы с более высокой — биологической. В биологической механике (биомеханике) как раз и изучаются закономерности как самих механической и биологической форм, так и их взаимодействия. Движение живых существ как биологическое явление может быть понято лишь на основе изучения неразрывной связи биологических и механических закономерностей.

ПРЕДМЕТ БИОМЕХАНИКИ

Предмет любой науки, в том числе и биомеханики, определяется спе­цифическим объектом познания — кругом явлений и процессов, зако­номерности которых изучает та или иная наука. В этом объектекаждая из них имеет свою область изучения.

2.1. Объект познания

Объект познания биомеханики — двигательные действия чело­века как системы взаимно связанных активных движений и положений его тела.

Биомеханика возникла и развивается как наука о движениях жи­вотных организмов, в частности человека.

У животных организмов движутся не только части тела — органы опоры и движения. Смещаются внутренние органы, жидкости в сосудах и полостях, воздух в дыхательной системе и т. п. Эти механические процессы в биомеханике еще почти не исследованы. Поэтому до сих пор объектом познания в ней принято считать только движения тела. В принципе же к биомеханике следует относить все проявления механического движения в животных организмах.

В норме человек производит не просто движения, а всегда действия (Н. А. Бернштейн); они ведут к известной цели, имеют определенный смысл. Поэтому человек выполняет их активно, целенаправленно, управляя ими, причем все движения тесно взаимосвязаны — объеди­нены в системы.

В действиях человека движения выполняются обычно не все время и не всегда во всех суставах. Части его тела иногда сохраняют свое относительное положение почти неизменным. В активном сохранении положения, как и в активных движениях, участвуют мышцы. Следо­вательно, человек совершает двигательные действия посредством ак­тивных движений и сохраняя при необходимости взаимное расположе­ние тех или иных звеньев тела. Системы активных дви­жений, а также сохранение положений тела при двигательных действиях и изучаются в на­стоящем курсе биомеханики.

Область изучения

Область изучения биомеханики — механические и биологические причины возникновения движений и особенности их выполнения.

Движения частей тела человека представляют собою перемещения в пространстве и времени, которые выполняются во многих суставах одновременно и последовательно. Движения в суставах по своей форме и характеру очень разнообразны, они зависят от действия множества приложенных сил. Все движения закономерно объединены в целостные организованные действия, которыми человек управляет при помощи мышц. Учитывая сложность движений человека, в биомеханике ис­следуют и механическую и биологическую их стороны, причем обяза­тельно в тесной взаимосвязи.

Поскольку человек выполняет всегда осмысленные действия,егоинтересует, как можно достичь цели, насколько хорошо и легко это получается в данных условиях. Чтобы результат был лучше и достичь его было легче, человек сознательно учитывает и использует условия, в которых надо действовать. Кроме того, он учится более совершенно выполнять движения. Биомеханика человека учитывает эти его спо­собности, чем существенно отличается от биомеханики животных, ни одно из которых не обладает ими. Таким образом, биомеханика чело­века изучает также, какой способ и какие условия выполнения дейст­вий лучше и как овладеть ими.

Биомеханика разделяется на: а) общую, исследующую общие .закономерности всех видов двигательных действий, и б) частные разделы, которые изучают закономерности движений, специфич­ных для физических упражнений (в том числе и спортивных), труда, реабилитации (в данном случае — восстановление утраченных или нарушенных функций) и др.

ЗАДАЧИ БИОМЕХАНИКИ

Задачи каждой области знания определяют собой ее содержание— ее теорию и метод. Различают общие задачи, охватывающие всю об­ласть знания, и частные — важные только для определенного круга изучаемых явлений.