Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела

3. Устойчивость объекта в двух заданных ситуациях, когда меняется положение центра тяжести и площадь опоры.

Изображать

1. Линию направления действия мышцы.

2. Ротационный компонент силы, момент силы поступательного движения и момент плеча для данной силы действующего рычага.

Введение

Задачей этой книги является исследование биомеханики человеческого тела — сложнейшего механизма со следующей целью: понять, как суставная структура и мышечная функция отвечают сопутствующим и, одновременно, противоречивым потребностям организма в подвижности и стабильности. Знание физических принципов, которые управляют телом и сил, действующих на него, является предпосылкой к исследованию структуры и функции отдельных его частей. Это знание приобретается через изучение механики. Наука о механике человеческого тела называется биомеханикой и состоит из двух основных областей: кинематики и кинетики. Кинематика — это область биомеханики, включающая в себя описание движения без учета сил, вызывающих это движение. Кинетика — это область биомеханики, относящаяся к силам, вызывающим движение, или сохраняющим равновесие.

Основным содержанием данной части является биомеханика, относящаяся к жестким объектам, т. е. тело мы будем рассматривать так, будто оно сделано из твердых костных рычагов. В общем, ни кости, ни структуры, к ним прикрепляющиеся, не являются ни жесткими, ни твердыми. Скорее ткани, которые составляют эти структуры, внутренне реагируют на воздействующие на них силы, в соответствии с особенностями собственного тканевого состава. Внутренние реакции сил, характеристика материалов или характеристики тканей, из которых построено тело, рассматриваются в IV части книги.

Биомеханика как наука о движениях человека

Общие понятия

Биомеханика — наука о законах механического движения в живых системах.

В самом широком смысле к живым системам (биосистемам) относят:

• целостные организмы (например, человек);

• их органы и ткани, а также жидкости и газы в них (внутриорганизменные системы);

• объединения организмов (например, совместно действующая пара акробатов, противодействующие борцы).

Биомеханика спорта как учебная дисциплина изучает движения человека в процессе физических упражнений. Она рассматривает двигательные действия «спортсмена» как системы взаимно связанных активных движений (объект познания). При этом исследуют механические и биологические причины движений и зависящие от них особенности двигательных действий в различных условиях.

Для лучшего понимания сути и роли механического движения человека рассмотрим основные понятия о движении в общем и о движениях организма (например, человека) в частности.

Механическое движение в живых системах проявляется как: а) передвижение всей биосистемы относительно ее окружения (среды, опоры, физических тел) и б) деформация самой биосистемы — передвижение одних ее частей относительно других. Основные законы механики Ньютона описывают движение абстрактных абсолютно твердых тел, которые не деформируются. Таких тел в природе не существует. Но в так называемых твердых телах деформации бывают столь малы, что их нередко можно и не учитывать. В живых же системах существенно изменяется относительное расположение их частей. Эти изменения и есть движения человека. Сами части живых систем (например, позвоночный столб, грудная клетка) также подчас существенно деформируются. Поэтому, изучая движение живой системы, имеют в виду, что работа сил тратится и на передвижение тела в целом, и на деформации. При этом всегда имеются потери энергии, ее рассеяние. Чисто механического движения вообще в природе не существует. Оно всегда сопровождается превращениями механической энергии в другие виды (например, в тепловую) и его потерями.

Механическое движение человека, изучаемое в биомеханике спорта, происходит под воздействием внешних механических сил (тяжести, трения и многих других) и сил тяги мышц, управляемые центральной нервной системой и, следовательно, обусловлены физиологическими процессами. Поэтому для достаточно полного понимания природы живого движения необходимо не только изучение собственно механики движений, но и рассмотрение их биологической стороны. Именно она определяет причины организации механических сил.

Надо знать, что не существует особых законов механики для живого мира. Но насколько живые системы отличаются от абстрактных абсолютно твердых тел, настолько же механическое движение живого сложнее движения абсолютно твердого тела. Следовательно, применяя общие законы механики к живым объектам, необходимо учитывать не только их механические особенности, но и биологические (например, причины приспособления движений человека к условиям, пути совершенствования движений, влияние утомления).