Действующие силы. Каждое движение, производимое человеком, любое положение, которое он занимает, упражнение, выполняемое им, обусловлены взаимодействием внешних и внутренних сил

Внешние (действуют из вне или при взаимодействии с внешним миром: землей, водой, воздухом, предметами)

Сила тяжести – сила, с которой тело человека притягивается к земле. Она равна весу тела, приложена к центру тяжести и направлена вниз. Точкой приложения является общий центр тяжести тела, являющийся равнодействующей отдельных сегментов тела, а их всего 14.

Общая масса тела распределяется между его сегментами следующим образом:

§ голова – 7%

§ туловище – 43%

§ верхние конечности – 6% · 2

• плечо – 3%

• предплечье – 2%

• кисть – 1%

§ нижние конечности 19% · 2

• бедро – 12%

• голень – 5%

• стопа – 2%

При движении вниз сила тяжести является силой движущей, при движении вверх – тормозящей, при движении по горизонтали – «нейтральной». Сила тяжести является постоянным раздражителем рецепторного и вестибулярного аппаратов, обеспечивающих координацию движений и сохранение определенной позы. В космосе сила тяжести отсутствует, наступает состояние «невесомости», при котором обычные для человека движения трудно совершать

Сила реакции опоры – силы, действующие на человека со стороны площади опоры при давлении на нее. Сила реакции опоры при вертикальном положении тела равна силе тяжести, но противоположная ей по направлению. При ходьбе, беге, прыжках в длину, сила реакции опоры направлена к телу под углом от опорной поверхности и может быть разложена по правилу параллелограмма на две составляющие: вертикальную и горизонтальную (силу нормального давления и силу трения).

Сила трения– это сила, которая возникает при контакте между телами или при движении тела. Она действует на поверхности контакта в сторону, противоположную направлению движения. Без силы трения невозможно любое перемещение тела. Для увеличения силы трения создаются необходимые условия, например, тартановые покрытия беговых дорожек, шипованая подошва на спортивной обуви и др.

Сила сопротивления внешней среды –сила, возникающая при движении тела в воздушной среде. Она зависит от площади лобового сопротивления, скорости движения и плотности среды. С уменьшением лобовой поверхности она уменьшается. Лобовую поверхность можно уменьшить, приняв более выгодную позу, надев обтекаемый костюм и т.д.

Сила инерции – сила, возникающая при движении тела с ускорением. В практике спорта необходимо учитывать эту силу, так как рациональное ее использование позволяет экономить мышечную энергию: у метателей – при баллистической работе мышц, у бегунов при переносе конечностей

Центростремительная сила– это сила инерции, возникающая при движении тела по окружности и направленная к центру вращения.

Центробежная сила – это сила инерции, возникающая при движении тела по окружности и направленная от центра вращения. Обе силы равны по величине, но противоположны по направлению.

Если внешние силы, действующие на тело, уравновешены, то оно находится в покое. В противном случае, тело перемещается в сторону равнодействующей силы. Каждая из внешних сил может быть как движущей, так и тормозящей. Так, сила попутного ветра при ходьбе или беге является движущей силой, а сила встречного ветра – тормозящей.

Внутренние (возникают в самом теле и обуславливают взаимодействие между звеньями или точками какой-либо системы).

Активные:

§ сила тяги скелетных мышц:

• величина;

• направление;

• точка приложения.

Сила мышц определяется, в свою очередь:

• физиологическим поперечником;

• площадью начала и прикрепления;

• видом рычага, в котором происходит движение.

Поскольку большинство мышц действуют на сустав на некотором расстоянии от него, они имеют плечо рычага, и поэтому правильнее говорить не о силе мышц, а о моменте вращения мышечной силы (произведение величины силы на ее плечо).

Пассивные:

§ сила эластической тяги мягких тканей (связок, фасций, мышц);

§ сила сопротивления хрящей, костей;

§ сила молекулярного сцепления синовиальной жидкости.

Анализируя работу пассивной и активной частей опорно-двигательного аппарата при различных положениях тела, необходимо учитывать следующее. При различных стойках сила тяжести, направленная вниз, действует всегда на сжатие и стремится согнуть или разогнуть отдельные звенья тела в зависимости от того, спереди или сзади проходит вертикаль силы тяжести. В отдельных случаях, когда вертикаль проходит через середину сустава, внутренние силы не включаются в работу (момент вращения мышечной силы равен нулю). При положениях тела в висе сила тяжести действует на растяжение, стремясь оторвать тело от перекладины, разорвать все звенья тела в суставах.

Общий центр тяжести – это точка приложения равнодействующих всех сил тяжести составляющих его частей (звеньев тела). Каждая часть тела человека, имея определенный вес (массу), специфическое расположение массы, имеет и определенную точку приложения действия этой массы, т.е. действия силы тяжести, - свой центр тяжести.