єва Л.І.
старший викладач Макарова О.В.
Виконала: студентка 281 групи
Усатенко О. А.
Миколаїв - 2015
Введення
Взаємодія людини з навколишнім середовищем може здійснюватися тільки через рух. Ми можемо виконувати найрізноманітніші рухи - від ходьби й бігу до таких найтонших рухових актів, як складні маніпуляції пальців у піаніста, різні жести, а також лист, мова, міміка, за допомогою яких ми можемо передавати різні відтінки думок і почуттів.
Існує два види рухових функцій: підтримка положення тіла (пози) і власне руху. У природних умовах відокремити їхній друг від друга неможливо, тому що рух без одночасного втримання певної пози також неможливо, як й утримання пози без руху.
Серед властиво рухів варто розрізняти елементарні рухи й дії. Останні являють собою сукупність елементарних рухів, об'єднаних єдиною метою в деяку функціональну систему. Кожна конкретна дія включена до складу поведінкового акту. Воно є кроком до задоволення тієї потреби, що викликала дане поводження, і вирішує своє проміжне завдання.
1. Поняття локомоції
Локомоції (від лат. Locus - місце і motio - рух) - сукупність узгоджених рухів людини (і тварин), що викликають активне їх переміщення в просторі. У всіх локомоторних рухів загальна рухова завдання - зусиллями м'язів пересувати тіло людини щодо опори або середовища. До локомоціях людини відносять ходьбу, біг, стрибки, плавання і т. п. Локомоция (руху) людини являють собою результат скорочення скелетних м'язів, що забезпечують підтримку пози, переміщення окремих частин або всього тіла в просторі.
Локомоция - це, перш за все, переміщення з одного місця простору в інше, для чого необхідні деякі сили, що змінюють стан спокою. Рух викликається кутовими переміщеннями тіла в результаті м'язового скорочення. При цьому розвиваються зусилля повинні подолати деякі зовнішні сили:
) силу ваги;
) внутрішні сили тертя (звичайно при аналізі локомоції ними нехтують);
) сили інерції тіла. На локомоцию сильно впливає характер і рельєф місцевості. Під час локомоції необхідно також безперервно підтримувати рівновагу.
. Загальні основи наземних локомоцій
Локомоторні рухові дії мають спільне завдання: перемістити власне тіло з дотриманням ряду додаткових умов (стиль, траса, технічні вимоги до спорядження, командні вимоги тощо). Більшість локомоцій (переміщень власного тіла) є основою самостійних видів спорту, інші - способами пересування у спортивних іграх, одноборствах, при виконанні інших фізичних вправ (у тому числі й оздоровчого характеру).
Рушійними силами тут виступають і сила тяжіння, і м'язові тяги, і рух середовища, і дія тварин, і механічна дія двигунів внутрішнього згоряння, і електропривід від сонячних батарей тощо Основою більшості наземних локомоцій є відштовхування від опорної поверхні. Майже у всіх випадках відштовхування починається з підготовчої фази - амортизації.
Амортизація дозволяє загасити вертикальну швидкість руху додолу ЦМ тіла після фази польоту з рахунок виконання м'язами-розгиначами опорних біоланок поступаючої роботи. Для ходьби також характерні циклічні вертикальні переміщення ЦМТ під час кожного кроку, і, відповідно, присутня фаза амортизації, проте вона виражена не так яскраво, як у бігу чи в стрибках після розгону.
Фаза амортизації може виконуватись і руками (опорний стрибок, акробатика тощо). Амортизацію неважко виявити за результатами оптичної реєстрації фізичної вправи: ця фаза починається з моменту контактної взаємодії амортизуючої біоланки (біоланок) з опорною поверхнею, і продовжується до моменту найбільшого згинання вказаної біоланки (біоланок) в колінних (або ліктьових) суглобах.
Спочатку величина реакції опори невелика, але вона швидко досягає значної величини і може у декілька разів перевищувати вагу тіла в спокої. Це стосується не лише приземлення після польоту, а й стрибка з місця та початку ходьби: для виконання відштовхування людина спочатку підгинає ноги, "кидаючи" ЦМТ додолу, а потім гальмує цей рух центра мас і починає його розгін вгору.
Наземна локомоція:
·ходіння (ходьба);
·бігання (біг) на 4-х або 2-х кінцівках;
·стрибання (стрибки у висоту)
Розрізняють два основних типи наземної локомоції:
·Сімметрічная локомоция (По черзі робота кінцівок: за передньою лапою завжди слід діагональна від неї задня, рідко навпаки. Попарно робота кінцівок: в кожній парі одна передня і одна задня кінцівка)
·Асімметрічная локомоция (За почергової або синхронною роботою передніх лап в рух включаються задні)
Найбільш поширеним прикладом локомоции є ходьба або біг, які відрізняються стереотипним рухом кінцівок, причому для кожної з форм локомоции характерні дві фази кроку - фаза опори і фаза переносу.
При ініціації ходьби одна кінцівка піднімається і виноситься вперед, що тягне за собою зміну положення центру ваги тіла і наступного його перенесення вперед. У різних видів тварин і у людини можна відзначити різні, властиві тільки їм способи ходьби, які в той же час володіють загальними рисами.
Основною одиницею класифікації ходьби служить цикл кроку однієї кінцівки, а просторово-часова координація циклів кроку гомологічних (наприклад, правої і лівої) і гомолатеральних (передній і задній) кінцівок визначають діаграму ходи.
Тип ходи залежить також від швидкості пересування. Цикли кроку розподіляються на фазу опори і фазу переносу кінцівок. У першій частині фази переносу всі три головних суглоба кінцівки зігнуті. У заключній частині фази переносу коліно і кісточка розгинаються, а стегно згинається, завершуючи фазу переносу. У фазі опори стегно випрямляється. На початку фази опори коліно і кісточка трохи зігнуті, що обумовлено, мабуть, пасивним "уступаніем", а після цього вони випрямляються доти, поки не скінчиться фаза опори.
Ця послідовність рухів фіксована і не залежить від швидкості локомоції, але інші параметри кроку - тривалість фаз, амплітуда рухів у суглобах - можуть змінюватися в широких межах. Ця послідовність є характерною рисою локомоции - базисним патерном шагательних рухів. Оскільки в рухах іншого роду ця послідовність може бути зовсім відмінною, то, ймовірно, такий малюнок специфічних зв'язків між різними суглобами повинен встановлюватися під час локомоції.
Послідовність активності різних м'язів однієї кінцівки змінюється трохи більше, ніж основний патерн руху суглобів. Менша мінливість кінематичного малюнка може пояснюватися і тим обставиною, що один і той же механічний результат може бути отриманий при різних комбінаціях м'язової активності.
Швидкість локомоции може контролюватися двома шляхами: зміною сил відштовхування ніг або зміною частоти кроку.
Паттерн руху кінцівки під час локомоції зберігається незмінним при сталості зовнішніх умов. Стереотипний характер рухів кінцівок при локомоції показує, що окремі м'язи і суглоби не використовуються ЦНС як елементарних функціональних одиниць. У першому наближенні основний паттерн шагального руху кінцівки може бути отриманий зміною тільки одного параметра.
Вважають, що це значне спрощення проблеми рухового управління досягається встановленням потужних специфічних взаємозв'язків між нервовими центрами, контролюючими окремі м'язи і суглоби однієї ноги, які залишаються потенційно незалежними (принаймні, частково), коли не використовуються спеціально для локомоції.
. Механізм відштовхування від опори
Процес відштовхування від опори виконується за рахунок власне відштовхування та махових рухів. Вказані рухи ні в якому разі не можна трактувати, як окремі незалежні фази однієї вправи: вони завжди виконуються синхронно і активно впливають одне на одного. Простий експеримент показує, що результат стрибка у висоту чи довжину, показаний при відштовхуванні без маху, і результат стрибка від самого маху окремо без активного відштовхування дають у сумі значно менший ефект, ніж вправа, виконана в нормальних умовах. Роль махових рухів двояка: по-перше частина біоланок тіла (а це у випадку однієї ноги і обидвих рук - 31 відсоток маси усього тіла) активно розганяється у напрямку відштовхування і починає швидко рухатися у вказаному напрямку за рахунок роботи інших, ніж розгиначі опорних ланок м'язів; по-друге сила інерції махових біоланок в момент їх активного розгону вгору через тулуб передається на м'язи опорних біоланок, що відштовхують тіло від опори. При цьому дещо зростає час і сила відштовхування, а, значить, і його імпульс.
Зареєструвати величину опорної реакції при відштовхуванні від опори дуже непросто, адже вона постійно міняється за величиною і напрямком. Для цього потрібен спеціальний стаціонарний тензодинамометр - так звана тензоплатформа, яка дозволяє зареєструвати горизонтальні, вертикальні (а при потребі - й бокові) складові реакції опори у різні моменти процесу відштовхування.
Відштовхування від опори - хороший приклад, що допомагає розібратись з рушійною силою переміщення біомеханічної системи. Враховуючи, що єдиною зовнішньою силою, яка повинна розігнати тіло вгору, є реакція опори, проте її механічна робота рівна нулю, що обумовлене нерухомістю самої опори (як виняток, можна згадати підкидну дошку циркових акробатів, яка дійсно рухається). Тобто фактичною причиною зміни енергії тіла є м'язова робота - внутрішні сили біомеханічної системи, проте обов'язковою умовою їх прояву у такій ролі є наявність реакції опори, без якої відштовхування неможливе. З точки зору класичної механіки цей парадокс легко пояснюється: біомеханічна система спочатку веде себе як дві незалежні частини: нерухомі опорні біоланки і решта рухомих біоланок тіла, які взаємно відштовхуються. Враховуючи, що переміщатися опорним ланкам заважає наявність опори, розганяється інша частина системи, яка в останній момент - відриву від опори - "забирає" за собою опорні біоланки.
Напрямок найбільшого вектора реакції опори у бігу, стрибках, ходьбі тощо завжди проходить перед ЦМТ (див рис.4.1.а), адже при постановці ноги на опору тіло одержує обертовий імпульс вперед, який і компенсує момент порної реакції відносно ЦМТ. Для стрибка з метою виконання сальто, напрямок вказаного вектора інший.
. Біомеханічні особливості стартових дій
Стартові дії у різних видах спорту істотно відрозняються, тому можна виділити лише декілька їх спільних ознак, які дозволять нам більш повно вивчити цей безперечно істотний елемент змагальної діяльності (у спринтерських видах успішний старт визначає до 35-40 відсотків спортивного результату):
а) стартова поза (стартове положення);
б) стартові рухи;
в) стартовий розгін.
Стартова поза визначається видом спорту і правилами змагань, проте маї багато індивідуальних особливостей. Найважливіше завдання стартового положення - забезпечити найефективніше використання потенціальних можливостей спортсмена для швидкого розгону ЦМТ у напрямку руху. Тому при можливісті використання засобів проти буксування (наприклад, легкоатлетичних шипів), кут нахилу спортсменів на старті значно більший, ніж в інших випадках, адже реакція опори за рахунок випрямляючого моменту відносно центра мас може перекинути тіло назад. Велосипедисти і веслярі приймають позу, що дозволяє уникнути пробуксовування між спортивним приладом та опорою, і вибирають оптимальне співвідношення між кутами в суглобах для найповнішого використання індивідуальних особливостей будови власного тіла при наступних рухових діях.
Стартові рухи - це специфічні дії, які лише віддалено (за зовнішньою картиною) нагадують рухові дії спортсмена на дистанції. Вони істотно відрізняються в першу чергу за частотою (яка від нуля наростає до максимально можливої), величиною максимальних і середніх зусиль (які у кілька разів більші, ніж на дистанції) та їх розподілом в циклі, значними переміщеннями у боковій площині, викликаними неможливістю зберегти рівновагу внаслідок дуже великих зусиль відштовхування і ін. Методика тренування стартових дій істотно відрізняїться від методики тренування інших змагальних елементів, що обумовлене іншми режимами роботи м'язів, енергетикою тощо.
Стартовий розгін дозволяє досягнути швидкості, необхідної для руху по дистанції. У спринтерських видах ця швидкість наростає до максимальної, а далі поступово падає, у зв'язку з чим розгін в спринті триває довше і займає значно більшу частину дистанції, ніж наприклад у стайєрських видах. При стартовому розгоні відбувається зміна системи рухів, цикл за циклом наближаючись від стартових дій до нормального стилю долання дистанції.
У більшості випадків - це збільшення довжини і зменшення частоти кроків, піднімання тулуба до нормального положення тощо. Спідограми стартового розгону наприклад велосипедистів-спринтерів дозволяють проаналізувати різні сторони підготовленості спортсменів і таким чином раціонально індивідуалізувати їх підготовку.
. Взаємодія опорних і рухливих ланок з опорою
При розгляданні кінематики зустрічається і складний рух в суглобах при виконанні тої ч іншої вправи, і перемінний рух при бігу, і рівномірний рух при ходьбі, коли людина розглядається як матеріальна точка. Ці рухи відбуваються завдяки зусиллям мязів переміщати тіло людини відносно опори або середовища (локомоторні рухи). При цьому відбувається зміна зовнішньої картини рухів людини (положення, швидкість, прискорення), її місцезнаходженням в просторі по відношенню до певної системи відліку, тривалість рухів в часі, як швидко міняється положення тіла, в якому напрямку і як швидко воно переміщається, які взаємодії відбуваються людини з предметами зовнішнього середовища.
а) власне відштовхування ногами від опори та
б) махових рухів вільними кінцівками і другими ланками.
Ці рухи тісно взаємоповязані в одній дії - відштовхуванні. Від їх узгодження в значній мірі залежить повнота відштовхування.
При відштовхуванні опорні ланки нерухомі відносно опори, є рухомі ланки під дією тяги мязів пересуваються у загальному напрямку відштовхування. Тіло людини - це само рухлива система. В такій системі сили тяги мязів прикладені до рухливих ланок. Відносно кожної ланки сила тяги мязів, прикладена до нього ззовні, слугує зовнішньою силою. Відповідно, прискорення центрів мас рухливих ланок обумовлені відповідними зовнішніми для них силами, тобто тягою мязів. Реакція опори не є джерелом роботи.
По закону зберігання кінетичної енергії зміною кінематичної енергії рівні сумі робіт внутрішніх та зовнішніх сил. Оскільки робота зовнішніх сил (опори) дорівнює нулю, то кінетичну енергію тіла людини змінює тільки робота внутрішніх сил (мязів).
Реакція опори при відштовхуванні під кутом, який відрізняється від прямого (не перпендикулярно до опорної поверхні), нахилені до опорної поверхні та мають вертикальні і горизонтальні складові. Вертикальні складові обумовлені динамічною вагою, тобто сумою маси та сил інерції рухомих ланок, маючих прискорення, яке направлене вертикально вверх від опори. Горизонтальні складові реакцій опори обумовлені горизонтальними складовими сил інерції рухомих ланок. Контакт опорних ланок з опорою не точковий, тому можливі обертальні зусилля, що ускладнює схему реакції опори.
Висновок
Локомоция відіграє величезну роль у житті людини. Типи локомоції змінювалися й ускладнювалися в процесі еволюції, багато в чому визначаючи та особливості їх будови. Поява нових типів локомоції пов'язано з удосконаленням рухового апарату, органів чуття і особливо центральної нервової системи. Виключно важливу роль відіграла зміна локомоції в процесі перетворення мавпи в людину. Лазіння по деревах сприяло формуванню хапальних органів - рук, перехід до прямоходіння звільнив їх для використання як органів праці. Дослідження локомоции говорить про те, що саме рух (первинно локомоция) було вирішальним фактором еволюції психіки. З іншого боку, без прогресивного розвитку психіки не могла би вдосконалюватися рухова активність людей, не могли б здійснюватися біологічно адекватні рухові реакції і, отже, не могло б бути еволюційного розвитку.
локомоция стартовий біомеханічний опорний
Використана література
.Батуев А.С., Таїров О.П. Мозок і організація двіженій - Л.: Наука, 1978. С. 195-219
.Р.М. Епока Основи кінезіології. Київ Олімпійська література. 2000 р.
.Б.Є. Лімет Лекції по біомеханіці.
.Основи регуляції рухів, пер. з англ., М., 1973; 1 Берншгейн Н.А. Про побудову рухів. М., 1947. С. 9. 21