Биомеханика движения человека

- точку  опоры;

- точку  приложения сил;

- плечи  рычага;

- плечи  сил.

    Мерой действия сил на рычаг является момент относительно точки опоры, т.е. произведение величины силы на ее плечо: 

    Плечо сил измеряется длинной перпендикуляра, опущенного из точки опоры рычага на линию действия сил. Для равновесия рычага необходимо чтобы противоположно направленные моменты сил относительно оси рычага были равны. Если момент движущихся сил преобладает над  моментом тормозящих сил, то звено приобретает  положительное ускорение. В противном  случае приобретается отрицательное  ускорение и звено тормозится. Если мышцы сокращаются, то это движение преодолевающее. Если мышцы выполняют  отрицательную работу и тормозят движение, то мышцы растягиваются  и движение называется уступающим.

    Если  сила приложена под острым или  тупым углом к рычагу, ее можно  разложить на тангенциальную (касательную) F₁ и нормальную F_n составляющие. Тангенциальная вращает рычаг и ее называют вращательной, а нормальная прижимает кости друг к другу и ее называют укрепляющей. Мышцы прикреплены вблизи сустава. В связи с этим, мышцы, действующие на костные рычаги, дают выигрыш в скорости и проигрыш в силе (т.к. плечо мало).

    Звено, движущееся по инерции, имеет сходство с физическим маятником с периодом колебаний: 

где J - момент инерции маятника относительно оси, проходящей через точку подвеса; m - масса; r - расстояние между точкой подвеса и центром масс; g - ускорение  свободно падения. Ускорение звена  Е как маятника зависит от приложенного момента силы: 

 
и момента инерции маятника: 

тогда:

 
 
где R_нн - радиус инерции.

    Биомеханическую систему человека в целом можно  представить как систему соединенных  между собой рычагов, которые  являются еще и маятниками (прямыми  или обратно перевернутыми) поэтому  в каждом движении (шаге) моменты  мышечных сил необходимо приспосабливать  к переменным механическим условиям, чтобы обеспечить относительное  постоянство движения тела. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Заключение

    Биомеханика человека изучает, какой способ и  какие условия выполнения действий лучше и как ими овладеть . Общая  задача изучения движений состоит в  оценке эффективности приложения сил  для достижения поставленной цели. Всякое изучение движений, в конечном счете, направлено на то, чтобы помочь лучше выполнять их. Прежде, чем  приступить к разработке лучших способов действий, необходимо оценить уже  существующие. Отсюда вытекает общая  задача биомеханики, сводящаяся к оценке эффективности способов выполнения изучаемого движения. Биомеханика исследует, каким образом полученная механическая энергия движения и напряжения может  приобрести рабочее применение. Рабочий  эффект измеряется тем, как используется затраченная энергия. Для этого  определяют, какие силы совершают  полезную работу, каковы они по происхождению, когда и где приложены. То же самое  должно быть известно о силах, которые  производят вредную работу, снижающую  эффективность полезных сил. Такое  изучение дает возможность сделать  выводы о том, как повысить эффективность  действия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Список  литературы

1.Бернштейн Н.А.  Биомеханика и физиология движений. М.: МОДЭК, МПСИ. – 2004 г. . – 688 стр. 

2. Богданов К.Ю.  Физик в гостях у биолга. –  М., 1986.

3.Дубровский  В.И., Федорова В.Н. Биомеханика:  Учеб. для средн. и высш. учебных завед. по физической культуре.– М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. – С. 59-116, 127-136.

 
4. Елькин В.И. Необычные учебные материалы по физике. - М.: Школа-Пресс, 2001. 

5. Сотский Н.Б. Биомеханика: Уч.пособие. – Мн.:АФК, 2002. – С. 13-28, 50-100. 

6. Уткин В.А. Биомеханика физических упражнений: Уч. пос. для ф-тов физвоспит. –М.: Просвещение, 1989. – С. -22, 27-37. 

7. Хуторской  А.В., Хуторская Л.Н. Увлекательная  физика. - М.: АРКТИ, 2000.

8. Я познаю  мир: Детская энциклопедия: Физика. - М.: АСТ, 1998.

9. http://www.kgafk.ru/kgufk/html/posobbiom.html