23.8. Роль сил в движениях человека

В механике изучаются законы действия механических сил незави­симо от их источников, их происхождения. В биомеханике же сущест­венно, каковы источники сил и, следовательно, какова «цена» ис­пользуемой силы для организма человека. Все силы, приложенные к его двигательному аппарату, составляют систему сил внешних и внутренних. Система внешних сил проявляется чаще как силы сопро­тивления. Для преодоления сопротивления затрачивается энергия дви­жения и напряжения мышц человека. Различают рабочие и вредные сопротивления. Преодоление рабочих сопротивлений нередко составляет главную задачу движений человека (например, в преодолении веса штанги и заключается цель движений со штангой). Вредные сопротивления поглощают положительную работу; они, в принципе, неустранимы (например, силы трения лыж по снегу).

Внешние силы используются человеком в его движениях и как движущие. Для совершения необходимой работы, для преодоления человеком сил сопротивления могут использоваться вес, упругие силы, инерционные и др. Внешние силы являются в этом случае «даровыми» источниками энергии, поскольку человек расходует меньше внутренних запасов энергии мышц.

Человек преодолевает силы сопротивления мышечными силами и соответствующими внешними силами и совершает как бы две части работы: а) работу; направленную на преодоление всех сопротивлений (рабочих и вредных), и б) работу, направленную на сообщение уско­рений своему телу и перемещаемым внешним объектам.

В биомеханике сила действия человека¹ — это сила воздействия на внешнее физическое окружение, передаваемого через рабочие точки тела. Рабочие точки, соприкасаясь с внешними телами, передают движение (количество движения, а также кинети­ческий момент) и энергию (поступательного и вращательного движе­ния) внешним телам.

Тормозящими силами, входящими в сопротивление, могут быть все внешние и внутренние силы, в том числе и мышечные. Какие из них будут играть роль вредных сопротивлений, зависит от условий конкретного упражнения. Только реактивные силы (силы реакции опоры и трения) не могут быть движущими силами; они всегда остаются сопротивлениями (как вредными, так и рабочими).

Все силы независимо от их источника действуют как механические силы, изменяя механическое движение. В этом смысле они находятся в единстве, как материальные силы: можно производить (при соблю­дении соответствующих условий) их сложение, разложение, приведение и другие операции.

Движения человека представляют собой результат совместного действия внешних и внутренних сил. Внешние силы, выражающие воздействие внешней среды, обусловливают многие особенности дви­жений. Внутренние силы, непосредственно управляемые человеком, обе'спечивают правильное выполнение заданных движений.

¹ Применяемое нередко в спортивной практике сочетание слов «сила движения» физического смысла не имеет.

По мере совершенствования движений становится возможным лучше использовать мышечные силы. Техническое мастерство прояв­ляется в повышении роли внешних и пассивных внутренних сил как движущих сил. Обеспечивается не только экономность (сбережение сил), экономичность (высокий к.п.д. мышечных сил), но и высокий максимум мышечных сил, а также значительная быстрота достижения этого максимума при движении.

Задачи совершенствования движений, повышения их эффективности в самом общем виде сводятся к повышению результата ускоряющих сил и снижению действия вредных сопротивлений. Это особенно важно в спорте, где все движения направлены на рост спортивного результата.