1.ОДА человека состоит из более 600 скелетных мышц, 200 костей, соединенных между собой суставами, сухожилиями и связками, её можно рассматривать как систему, состоящую из отдельных элементов. Система-единство элементов и структуры, под элементами понимаются любые явления , процессы, а так же их свойства находятся в какой-то взаимной связи .Элемент как часть системы имеет качественные и количественные хар-ки и обладает некоторыми общими для данной системы свойствами. Под структурой понимается качественное количественное выражение типа взаимодействия материальных элементов сис-мы, как их единства. Структура являет собой характер, способ, закон связи элементов, частей в целое. Любой элемент системы можно рассматривать как новую систему(подсистему) со своими качественно-количественными хар-ми. Наименьшим рабочим звеном является:-мышечная ткань, прикрепленная к сухожильной ткани;-сухожильная ткань, прикрепленная к кости (костная ткань).Источник движения на основе работы кинетона (сост. Из мотонейрона, нервно-мышечного синапса, мыш. Волокон с сухожилиями, сухожильных волокон)

Элементарный состав МСС. Мышцы состоят из: волокн, двигательных единиц, кинетона. Ф-ция мышцы: производство энергии (силы).

2. К пространственно-временным характеристикам относятся:

1. Скорость (линейная и угловая) 2. Ускорение (линейное и угловое). Скорость(V) характеризует быстроту изменения положения и определяется отношением пройденного пути (S) к затраченному времени (t) V=S/t Как линейная, так и угловая скорость может быть как положительной величиной, так и отрицательной. Знак скорости зависит от знака S.

Ускорение (a) характеризует быстроту изменения скорости по величине и направлению. Ускорение определяется отношением изменения скорости (V) к затраченному на него времени (t)

a =V Ускорение – величина векторная. Ускорение точки положительное, если скорость увеличивается. Ускорение точки отрицательное, если скорость уменьшается. В точках максимума и минимума скорости ускорение равно нулю. К временным характеристикам относятся:

1. Момент времени начала и окончания упражнения.

2. Длительность выполнения упражнения – измеряется разностью моментов времени окончания и начала упражнения (движения).

3. Момент времени начала и окончания какой-либо части упражнения (полётная часть, опорная часть, сгибательное движение и т.п.)

4. Длительность выполнения какой-либо части упражнения.

5. Темп – измеряется количеством движений в единицу времени (частота движений).

6. Ритм – определяется по соотношению длительности выполнения отдельных частей упражнения.

4.Сухожилию отводится роль гибкого каната, который передаёт усилия производимые мышцами костям. Подчёркивается роль сухожильных веретен в регуляции степени напряжения мышц. Сухожильные образования состоят из колагеновых, клейдающих (коллаклей) ген-основа волокон. Волокнистый белок (коллаген) состоит из параллельных пучков регулярно расположенных, спирально завёрнутых полипептидных цепей. Цепи связываются в волокно при помощи межмолекулярных связей. Такое устройство придаёт им особую прочность. Волокна погружены в так называемое основное вещество под названием связующего или цементирующего и явл. Коллоидом. В этом вязком веществе заключены клетки, волокна, сосуды. Основное вещество обладает рядом механических свойств: удерживая воду оно становится напряженным и пропорционально своей вязкости тормозит перемещение волокон, кот. Оно удерживает(таким образом прочность сухожилий обусловлено прочностью. Как факт, в МСС имеет место совершенно разнородных морфологически и функционально элементов. Нечто похожее имеет место в технике, когда нужно соединить два металла, имеющих разную прочность, упругость, вязкость, тепло- и электропроводность, в один. Получают биметаллическую пластинку. При соединении элементов систем в новую систему, система приобретает новые свойства, отличные от свойств частей. Так же одна система, через общие параметры, становится управляющей по отношению к другой.Как видно из строения мышечной ткани и сухожилий, они являются морфологически разными образованиями.Связь структуры и функции является фундаментальным фактом для биологии . Соответственно, основная функция мышечной ткани – выработка энергии, а сухожильной – передача этой энергии на другие (соседние) звенья ОДА.Важным моментом в характеристике МСС является крепление мышечных волокон с сухожильными. Мембрана мышечных волокон имеет на концах вдавливания. Коллагеновые волокна заполняют их, соединяясь с мембраной основным, цементирующим веществом. Мышечные и коллагеновые волокна взаимопроникают друг в друга на расстояние 5-6 саркомеров. Длина одного саркомера 2-3 мкм, т.е. соединение захватывает расстояние в 10-18 мкм. За пределами мышечного волокна коллагеновые волокна сплетаются в единое целое, образуя плотное сухожилие

6. необходимо обеспечить «резервный запас» темпа движений в других условиях, наиболее адекватных формированию адаптационного механизма двигательного аппарата спортсменок в циклических локомоциях. Это специфические силовые нагрузки локального и регионального хар-ра. На их основе возможно: освоить повышенные амплитудные траектории рабочих циклов бегового шага; увеличить диапазон растяжимости и укорочения мышц в моменты направленного сокращения и расслабления; выполнить объем силовой работы различной мощности в несколько раз превышающей традиционные варианты; произвольно дифференцировать силовую проработку мышц-антагонистов разгибателей и сгибателей или интегрировать их развитие в совместные двигательные акты; моделировать соревновательные условия по принципу «переключения» усилий с мышц-разгибателей на мышцы-сгибатели и наоборот

7. Изменения среды обитания (при переходе жидкой среды на сушу) привело к превращению плавательных конечностей в ползающие , при этом из плавников образ. Сис-мы рычагов наземной конечности. Многообразие форм животного мира на суше, различие в кормовой базе, местности обитания привело к значительным различиям в форме и функции конечностей животных Здесь и копыта, и кости, и крыло. Высшей точкой эволюции конечностей стала рука человека. Развитие пятипалой конечности сопровождалось выходом животного на сушу. Из хода эволюционного развития ОДА стало ясно, что мышечная ткань конечности явл. Филогенетически более поздним образованием, чем мышцы туловища. В свою очередь сама мышечная ткань конечностей получила дальнейшее развитие. Необходимость быстрее передвигаться, более точно координировать свои движения в пространстве и во времени, вызвали к жизни изменения в ОДА, а именно в местах прикрепления к кости, перехода с одного сустава на другой. Эти изменения привели к появлению сухожилий. Возникновение сухожилий произвело революции в животном мире и выразилось в первую очередь в следующих моментах: расширились возможности в выполнении более тонких, дифференцированных движений; увеличилось количество степеней свободы ОДА. Выделение на одном из этапов эволюционного процесса человека из животного мира привело к существенным различиям конечностей человека и животных. Перемещение у человека центра в борьбе за выживание организма из конечностей в кору больших полушарий мозга, дифференциация функций конечностей в верхние и нижние, привела к ряду особенностей конечностей человека. Масса мышц всех мускулатуры составляет у взрослого 28%, у ребенка 27%, а нижних конечностей соответственно 54% и 38%. Но главное отличие в компоновке конечностей. У человека конечности полностью выступают из туловища и при передвижении создают значительные реактивные силы. У животных основная масса конечностей как бы вливается в туловище. Наружу выступает лишь незначительная масса костно-сухожильного аппарата. Можно предположить, что подобное устройство конечностей наиболее выгодно в животном мире, где на ряду со слухом, обонянием, зрением, умением без всякой разминки быстро перейти от состояние покоя к состоянию максимальной мощности и является средством в борьбе за выживание. Анализ и логическое обобщение материалов по изучаемой проблеме, что порядок и формирование мышечной ткани можно представить в следующей последовательности: возникновение туловища, формирование мышц конечностей, возникновение сухожилий.

8. Перемещение – разность координат между конечным и начальным положением

Различают линейное и угловое перемещение. Пусть трехзвенная биомеханическая система переместилась из начального положения в конечное положение. Линейное перемещение третьего сустава (голеностопный) по осям

ОХ и ОY выразится формулами

X = X2 – X1, Y = Y2 – Y1,Здесь следует обратить внимание на знаки перемещения: положительное или отрицательное перемещение. Если перемещение совершалось в положительном направлении числовой оси (X), знак перемещения положительный. Если перемещение происходило против положительного направления числовой оси (Y), знак перемещения отрицательный.

Угловое перемещение первого звена (рис.12) определяется из выражения

И здесь следует также обратить внимание на знаки углового перемещения: положительное или отрицательное перемещение. Если вращение звена совершалось в положительном направлении (против хода часовой стрелки), знак перемещения положительный. Если вращение звена происходило по направлению движения часовой стрелки, знак перемещения отрицательный.Амплитуда – размах движения. Различают амплитуду движения звеньев тела и амплитуду сгибательно – разгибательных движений спортсмена в суставах.Траектория – геометрическое место положения точки в рассматриваемой системе отсчёта.

9.Технология метода сопряженного воздействия в развитии силовых способностей и формировании двигательных навыков (применительно к бегу на короткие дистанции) с позиции системно – целевого подхода при построении микро, мезо и макро циклов тренировки, вкл.: а)целевой компонент (определение общей и специальной системы и диагностических целей; акцентирование формирование силовых способностей с акцентом на развитие силовой выносливости во взаимосвязи со становлением спортивной техники) на каждом этапе реализации целостного процесса: б) содержательный компонент (отбор средств сопряженного воздействия по специфике напряжений мышц – антагонистов разгибателей и сгибателей бедра, голени, туловища и подошвенного сгибания; величине и характеру физических нагрузок и восстановления с учетом принципов обучения и тренировки, требовавшей индивидуально – сопряженного и дифференцированного подходов; в) организационно – структурный компонент – оптимизация построения недельных циклов тренировки на основе учёта специфики и направленности учебно-тренировочных комплексов и условий их выполнения (режимы: обычный, облегчённый и затрудненный; характер: целостный, региональный, локальный; методы сопровождения двигательных действий: визуальный, звуковой, нервно – мышечный; специфика воздействия: полётная и опорная фазы бегового шага, разгибатели и сгибатели опорно-двигательного аппарата;) г) операционный компонент – освоение навыков, умений, развитие физических качеств согласно концепции, программы организации констатирующего и формирующего педагогических экспериментов с акцентом на сопряженное развитие силовых способностей и становление спортивной техники, формирующих и корригирующих двигательную основу стометровой дистанции (старт, стартовый разгон, бег по дистанции и финиширование); вкл. В учебно-тренировочные комплексы тренажеров и вспомогательных упражнений на основе функциональной специфики двигательного аппарата и характера адаптационных возможностей и ССС и ОДА; д) диагностический компонент – осуществление обратной связи: включенным наблюдением, предварительным, текущим, итоговым контролем степени выраженности и уровня сопряженности двигательно-координационного и двигательно-силового потенциала достижений занимающихся, оценки функционального состояния систем организма.

11. Чтобы определить положение заданной точки тела (С) относительно начала системы координат, определяют ее проекции (Хс. Yс) на оси координат. Расстояния (ОХс, ОYс) от начала системы координат до проекций этой точки С в данной системе отсчета ОхY.

Для определения положения тела необходимо определить:

1.Координаты двух точек (С, Ф) тела;

2.Координаты одной точки (С) и угол (£) между точками (С,А) и осью ОХ.

Какой из этих способов предпочтительнее определяется содержанием решаемой задачи.

Координаты системы тел, в частности, биомеханической системы определяются на основе двух параметров: длины сегмента (Li) и угла (£)наклона сегмента (звена) к оси ОХ. Например, для неразветвленной трехзвенной биомеханической системы формульные выражения координат плечевых (Х1,Y1), тазобедренных (Х2,Y2) и голеностопных (Х3,Y3) суставов имеют вид :

Таким образом, координаты суставов, центра масс сегмента биомеханической системы можно определять по длине сегмента (звена) и углу наклона сегмента (звена) к оси ОХ..

Угол наклона сегмента (звена) к оси ОХ.

12. Сообразуясь с теорией нейромоторной регуляции, в силовой подготовке следует решать следующие приоритетные задачи: развивать силу мышечной системы вообще; развивать силу мышечной системы специально, то есть развивать те группы мышц, которые непосредственно учувствуют в движении; развивать силу «проблемных» мышечных групп, которые играют определённую роль в основных двигательных актах, но трудоспособны для развития (например, отводящие и приводящие мышцы в спринтерском беге); развивать силу мышечной системы с помощью нетрадиционных средств для раскрытия функциональных резервов организма; развивать силу мышечной системы в комфортных условиях (без перемещения тяжелых отягощений) и регулировать её нагрузку в процессе выполнения силовых упражнений. Первая задача решается путем простого увеличения объема или интенсивности силовых упражнений. Вторая – путем ведения строгого отбора силовых упражнений по их направленности, подбору веса отягощений, оптимального количества повторений и способов выполнения. Третья – путем создания биомеханически целесообразной предметной среды и конструктивных новшеств тренажера, позволяющего достигнуть воздействия на «заказные» мышечные группы. Четвертая – путем использования приборов, оборудования и методических приёмов, позволяющих полнее раскрыть функциональные резервы организма, превзойти достигнутые им силу, гибкость и специальные навыки (применение тренажёров, обеспечивающих сопряжённое совершенствование силовых способностей в структуре основного двигательного навыка) или в условиях стимулирования отдельных рецепторов (зрительного, слухового, звукового, вестибулярного, электростимуляционного нервно-мышечного воздействия). Пятая – путем замены громоздких тренажеров на более простые и легкоуправляемые, с регулированием силовой нагрузки и с техническими «новинками», позволяющими выйти на более высокий качественный уровень обучения и тренинга. Кроме тренажёров в тренировочном процессе юных бегунов на короткие дистанции применяются специальные силовые упражнения сопряженного воздействия. К ним следует отнести такие, как: тяга бедром отягощения через трос, стоя на одной ноге с акцентом – на подъем бедра вверх, на длину бегового шага и на время; жим штанги (вспомогательного предмета) лежа на спине; ходьба по ступеням стадиона с акцентом на длину бегового шага (через две ступеньки и на время); рывковая тяга до груди локтями вверх, приседания с партнером на плечах или со штангой, бег «бедрами» в воде. В первом варианте активно развиваются мышцы-сгибатели бедра, во втором – поднимается тонус мышц верхнего плечевого пояса, в третьем – мышцы подошвенного сгибания, в четвертом – сгибатели туловища, в пятом – мышцы – разгибатели ног и в шестом – одновременно мышцы – антагонисты разгибатели и сгибатели бедра в структуре белого шара.

13.. Сила является качеством, наделенным человеком природой, благодаря которому он может перемещаться в пространстве, совершать движения. «Представление о силе возникает у нас само собой благодаря тому, что в своем собственном теле мы обладаем средствами переносить движение» (Ф.Энгельс, Диалектика природы, 1982).В спортивной науке вопросы развития силы освещены достаточно широко. Предлагается большой набор средств и методов ее развития. Авторами предлагаются свои понятия силы:«Увеличение мышечной силы обусловлено, с одной стороны, выработкой в коре больших полушарий условно-рефлекторных связей, улучшающих координацию произвольных движений, с другой, прогрессивным изменением строения и химизма волокон тренируемых мышц (Н.В.Зимкин, 1952).«Развитие силы происходит как за счет совершенствования центральной нервной координации движений, так и за счет гипертрофии мышц» (А.Б.Гандельсман, К.М.Смирнов, 1970).Определяют силу человека «…как способность преодолевать внешнее сопротивление за счет мышечных усилий» (В.В.Кузнецов, 1970; В.М.Зациорский, 1970; С.В.Вайцеховский, 1971) и др.Более углубленное понятие силы предлагает Ю.В.Верхошанский (1970(: «В физическом смысле – как векторная величина – сила понимается в том случае, когда рассматривается количественная сторона взаимодействия человека…». с опорой, снарядом или другим внешним объектом. Иными словами, в данном случае силовые способности оказывают определенное влияние на результат движения, его рабочий эффект. Если же речь идет об источнике движений человека, то говоря о силе, имеют в виду способность человека производить работу. То есть, речь идет о силе тяги мышц человека как явлении физиологическом».Авторами подчеркивается, что сила мышц может быть оценена только при проявлении ее в конкретных двигательных актах. Такой подход к пониманию силы и ее проявления базируется на диалектическом понимании данных категорий. «Сила в точности равна своему проявлению» (Ф.Энгельс, 1982).Но оценка проявления силы через конечный результат является оценкой результирующего действия системы всего ОДА или главных задействованных в движении звеньев.Таким образом, под проявлением силы понимается результат действия системы, системный результат. Результат действия всей системы складывается как итог взаимодействия многих ее МСС, принимающих участие в конкретном двигательном действии. «…те или иные свойства целого в определенном смысле можно рассматривать как сумму соответствующих свойств его частей» (В.Г.Афанасьев). . М .Собственно-силовые способности проявляются при мышечных напряжениях изометрического типа в статических упражнениях или при выполнении относительно медленных динамических упражнений с около предельным отягощением, что позволяет специалистам утверждать о так называемой величине внутренней силы, позволяющей при помощи произвольного нервно-мышечного напряжения оказать противодействие внешним силам..Понятийный аппарат по мышечной силе представлен специалистами в разной интерпретации. И это не случайно, так как к её определению причастны педагоги, физиологи, механики (биомеханики), физики, привнесшие в определение мышечной силы свои чисто профессиональные понятия и атрибутику слов. В ТиМ ФВ и спортивной тренировке дано понятие физическому качеству силе как способности человека напряжением мышц преодолевать механические и биомеханические силы, препятствующие действию. С точки зрения предмета по физике сила векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на материальную точку или тело со стороны других тел или полей. Сила полностью задана, если указано её численное значение, направление и точка приложения. В современной механике силой принято называть действие одного материального тела на другое, в результате чего происходит изменение в состоянии покоя или движения тела, в силу чего человек перемещается в пространстве. Определяя мышечную силу человека как физическое качество, можно говорить о способности преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счёт мышечных напряжений. В этом выражении термин «сила» какбы выступает в новом формате – «силовые способности». Это существенно отразилось на страницах отечественной литературы, на которых они не только фигурируют, но и дифференцируются по по признакам педагогического воздействия: собственно-силовые, скоростно-силовые, силовая быстрота и силовая выносливость

14. С помощью кинематических характеристик упражнений даётся качественная оценка пространственных и временных показателей техники спортивных упражнений. Так как с их помощью описывается только внешняя картинка движения, то их использование позволяет оценить рациональность организации пространственной и временной структуры движения. Кинематические характеристики движения состоят из трёх больших групп:

1. Пространственные характеристики.2. Временные характеристики.

3. Пространственно-временные характеристики.Каждая группа кинематических характеристик включает в себя ещё несколько относящихся к ней биомеханических характеристик.Пространственные характеристики

Пространственные характеристики движений включают в себя следующие характеристики:

Координаты точки.Координаты тела.Координаты системы тел.Перемещение.Амплитуда.

Траектория.К пространственно-временным характеристикам относятся:

1. Скорость (линейная и угловая)

2. Ускорение (линейное и угловое)

К временным характеристикам относятся:

1. Момент времени начала и окончания упражнения.

2. Длительность выполнения упражнения – измеряется разностью моментов времени окончания и начала упражнения (движения).

3. Момент времени начала и окончания какой-либо части упражнения (полётная часть, опорная часть, сгибательное движение и т.п.)

4. Длительность выполнения какой-либо части упражнения.

5. Темп – измеряется количеством движений в единицу времени (частота движений).

6. Ритм – определяется по соотношению длительности выполнения отдельных частей упражнения.К пространственно-временным характеристикам относятся:

1. Скорость (линейная и угловая)

2. Ускорение (линейное и угловое)

15.Мышечная координация движений: 1.несогласованость в работе мышц антагонистов и синергистов, 2.наибольшую силу проявляют мышцы предварительно растянутые, 3.она рассматривается как способность управлять двигательными единицами синхронно (дифференцировать силовые нагружения и активизировать высокий % двигат. единиц.). внутримышечная координация движений – точность воспроизведения заданных движений в пространстве. Зависят от развития двиг. анализаторов.

16. Одним из основных условий функционирования динамической системы является стабильность, устойчивость, равновесие, надежность. Термины по своему употреблению в значительной степени идентичные.Прочность мышечной ткани у различных групп мышц колеблется от 1,6 кгс/см² до 3,2 кгс/см² при удлинении на разрыв от 60% до 100% (Н.Yamada, 1970). Прочность коллагеновых волокон на много порядков выше и достигает 60-70 кг/см² (А.Л.Вайдес, С.И.Соколов, 1937).Подчеркивается, что предел прочности сухожилия в 20-30 раз больше предела прочности мышцы (В.С.Гурфинкель, Ю.С.Левик, 1985).Указанные данные в соотношении прочности мышц и сухожилий получили на мертвых тканях при увеличивающейся однократной нагрузке.Двигательные действия в целостном организме характерны изменением скорости нагрузки на МСС, многократной повторяемости. В этом случае картина соотношения прочности резко меняется.«Нагружение» образца мертвой ткани ахиллова сухожилия со скоростью 400 мм/мин, предел прочности уменьшается на 30-45% по сравнению со скоростью дачи нагрузки 200 мм/мин. При многократном повторении (15-20 раз) нагружения одного и того же сухожилия, предел прочности его уменьшается на 35-55% (А.П.Пименова, 1966).Таким образом, можно предположить, что в реальной картине движений человека, в зависимости от рода двигательной деятельности, разница в пределах прочности сухожилия и мышечной ткани значительно сглаживается, изменяется.

17. В настоящее время потребность в повышенной точности выполнения биомеханических расчётов привела к необходимости получения более точной информации о геометрии масс тела человека. И одним из наиболее корректных методов прижизненного определения масс -инерционных характеристик тела человека, позволяющим получить искомые характеристики с достаточной точностью, является радиоизотопный метод. В лаборатории ГЦОЛИФК кафедры биомеханики проблема практической реализации идеи радиоизотопного метода была успешно решена. В серии проведённых экспериментов были получены уточненные данные о масс – инерционных характеристиках сегментов тела человека. В таблице приведены сведения об относительных весах(м%) и координатах центра масс сегмента(ЦМ%) на их продольных осях. В результате экспериментальных исследований были установлены относительные весовые коэффициенты (м%), определяющие с точностью не менее 3,7% массу сегментов тела в процентах к массе тела в целом. Точность-достаточная для биомеханических исследований и педагогических рекомендаций.

19. Взаимодействие между мышцей и сухожилием в работающей МСС можно охарактеризовать как «отношения напряженных состояний». В спортивных движениях, которые характеризуются максимальными скоростями и усилиями, эти отношения обострены до предела. Предельным случаем этих отношений является травма.Однако по данным М.Куслика (1959), «…решающую роль в разрывах сухожилий играет не столько размер нагрузки, сколько патологические изменения в сухожилиях, снижающие их прочность. Разрывается не здоровое, а патологически измененное сухожилие».Этого же мнения на природу разрыва сухожилия придерживаются К.Франке, 1981; Я.Г.Дубов; О.Ш.Бучаидзе, 1965; Д.Райт, 1970; Ю.Гайзлер, 1960.

20. Масса измеряется отношением приложенной силы ( ) к вызываемому силой ускорению. Центр масс сегмента. Биомеханический анализ техники спортивных упражнений подразумевает учет не только величины массы, но и её распределение в сегменте тела – центр масс сегмента, точки – совпадающей с точкой центра тяжести этого же сегмента (в условиях действия силы тяжести). Момент инерции – это мера инертности тела во вращательном движении. Момент инерции (J) прямо пропорционален массе тела (m) и квадрату расстояния (r) от центра масс тела до оси вращения J=mr². В основном, в биомеханических исследованиях, достаточно знать параметры следующих сегментов тела человека: кисть, предплечье, плечо, туловище, голова, бедро, голень, стопа. Длина сегмента как известно из курса анатомии, определяется расстоянием от цента суставов, ограничивающих данных сегмент, и измеряется антропометрическим циркулем. Единица размерности длины – метр.

21. Биомеханика как наука о движениях человека основывается на системно-структурном подходе изучения и понимания двигательных действий. Системно-структурный подход исследования позволяет: рассматривать тело человека как движущую систему; рассматривать процесс движения как развивающую систему. В теории структурности движений заложены следующие основные принципы. Принцип структурности построения систем движений – все движения в системе взаимосвязаны, что в настоящее время видеомагнитофонная запись движений находит все более широкое применение. Технология ее проведения , по условиям установки видеокамеры, условиям освещенности, маркировки испытуемых и фона аналогично киносъемке упражнений. Дальнейшие операции по использованию видеоплёнки просматриваются в двух направлениях:1.демонстрация видеопленки через видеомагнитофон с остановкой в необходимом положении с помощью кнопки «спот-кадр».2.оцифировка видеопленки с помощью компьютерной технологии и запись в видео файл, что позволяет в дальнейшем использовать полученный видео файл для выполнения промера упражнения (считывание координат суставов исполнителя) на компьютере с помощью стандартных графических редакторов. Полученные в результате выполнения промера координаты суставов используются в дальнейшем для вычисления кинематических и динамических хар-к упражнений.

22.Рассмотрим более детально в контексте задачи специальной силовой подготовки сущность, структуру и содержание сопряженной тренировки со всеми вытекающими отсюда последствиями. Просто силовой подготовки в спорте без связи с формированием двигательных навыков (в нашем случае – навыки скоростного бега) не бывает или она носит оздоровительный хар-р, убеждены, что сопряженная тренировка на всех этапах многолетней подготовки у бегунов на короткие дистанции занимает на современном этапе развития спорта приоритетное значение. В научную аргументацию данного подхода положены идеи и доказательства того, что использование сопряженных тренировочных средств продолжается вплоть до участия в мировых формулах и приносит ощутимые результаты. Поэтому ведущие специалисты РБ и СНГ в беге на короткие дистанции единодушно устанавливают принцип главенства или примат сопряженной тренировки в тренировочном процессе перед другими видами тренировки. В тоже время метод сопряженного воздействия не является самоцелью. Его основное предназначение – обеспечить единство специальной физической (силовой) и технической подготовленности легкоатлеток-спринтеров при выборе сопряженных средств тренировки, в первую очередь тренажерных устройств. Дополнительным фактором для его актуализации является учёт индивидуальных антропометрических и физических возможностей юных спортсменов. Специальное упражнение, как правило, считается эффективным, если оно по каким-то параметрам превышает соответствующие характеристики основного упражнения и адекватно основному упражнению. С этих позиций следует говорить о факторе идентичности усилий для того, чтобы показать соответствие усилий, проявляемых отдельной группой мышц при выполнении специального и основного упражнений. В первом случае идёт речь о использовании принципа динамического соответствия по амплитуде и направлению движения, величине усилия и времени его развития. Во втором – о конкретном участии отдельных групп и их последовательности в осуществлении конкретного технического действия. Значимую структурно-силовую ф-wb. По обеспечению сопряженных процессов несут специальные тренажерные устройства и специальные упражнения, которые широко применяются в практике подготовки легкоатлетов на разных стадиях спортивного совершенствования. В первые годы занятий л/а в большей степени используются тренажеры глобального и регионально воздействия, обеспечивающие всестороннюю подготовленность и соразмерное развитие физ. Качеств. В последующие годы занятий скоросто-силовыми видами л/а происходит естественный «отброс» лишних упражнений.

23. Исследуя движения человека, измеряют количественные показатели: механического состояния и двигательной функции тела; пространства состояний биомеханической системы (движений).Механическое состояние и двигательные функции тела человека описываются большим набором характеристик (размеры, пропорции, распределение масс сегментов и звеньев тела человека, подвижность в суставах, величина силы тяги мышц и др.).

Механическое состояние биомеханической системы в движении также описывается определенными характеристиками (пространственное положение, скорость, ускорение, координаты и траектория отдельных звеньев биомеханической системы и общего центра масс тела человека, кинетическая и потенциальная энергия и др.).

Биомеханические характеристики – это меры механического состояния и изменения биосистемы.Для системного анализа (определения состава системы) движений биомеханические характеристики позволяют различать разные движения, отличить одно движение от другого.Для системного синтеза (определение структуры движения) биомеханические характеристики дают возможность установить закономерность изменения движений под воздействием различных факторов. Иначе говоря, выяснить, например, как влияет последовательность и величина (амплитуда) сгибательно-разгибательных движений в суставах или их отсутствие на формирование траектории биомеханической системы. Или, каким образом изменится траектория биомеханической системы при увеличении ее динамических ресурсов, к примеру, на 10%, 20%, 30%, а программное управление кинематического уровня останется без изменений?

Когда биомеханические характеристики измеряют или вычисляют, то получают количественные характеристики, с помощью которых выполняют количественный биомеханический анализ исследуемых движений.

Когда характеристики описывают только словами (без измерения), то это – качественные характеристики. Педагогу во время проведения урока некогда и нечем измерять и регистрировать количественные характеристики, поэтому он обычно проводит качественный биомеханический анализ движений.Для описания движения в пространстве и во времени используют кинематические характеристики. Кинематические характеристики описывают внешнюю картину движения, его пространственную форму (рисунок, узор) и характер измерения во времени (быстрее, чаще и т.п.). Кинематические характеристики включают три группы характеристик:Пространственные; 2. Временные; 3. Пространственно-временные

Кинематические характеристики, определяя геометрию движения, не учитывают движущиеся массы и действующие силы и, поэтому, не в состоянии дать ответ на вопрос о причинах возникновения и изменения движений. Причины возникновения и изменения движений раскрывает динамика с использованием динамических характеристик, включающих в себя три большие группы биомеханических характеристик:

1.Силовые; 2. Инерционные; 3. Энергетические.

Биомеханические характеристики двигательных действий, включающие в себя структурные компоненты кинематических и динамических характеристик, показаны на рисунке.

Резюмируя все вышесказанное, можно дать следующую обобщенную классификацию биомеханических характеристик:

Качественные характеристики.

Количественные характеристики.

Характеристики сегментов и звеньев тела человека.

Характеристика движений.

-Кинематические характеристики.

-Динамические характеристики.

24. Прыжки - естественная форма преодоления пространства. Человека – высота прыжка 120см длина 370см, кенгуру высота 270см, лягушка длина 90см, соронча длина 80см.

26.Положение головы, определяемое по отношению её расположения к туловищу, существенным образом влияет на величину мышечной активности передней или задней поверхности туловища и ног. При наклоне головы на грудь стимулируются к работе мышцы передней поверхности тела, при наклоне головы назад – мышцы задней поверхности тела. Так, например, гимнаст при выполнении на кольцах упражнения «горизонтальный вис спереди» наклоняет голову на грудь, что стимулирует к работе мышцы передней поверхности тела и значительно облегчает выполнение упражнения . При выполнении же горизонтального виса сзади на кольцах большую нагрузку испытывают мышцы задней поверхности тела. Для облегчения выполнения упражнения гимнаст отклоняет голову назад, что приводит к стимуляции мышц задней поверхности тела. Следовательно, величина проявления мышечной силы определяется комплексом факторов, результат действия которых необходимо учитывать при совершенствовании техники спортивных упражнений.

27.Сила – мера механического воздействия одного тела на другое в данный момент времени в поступательных движениях. Момент силы – мера вращающего действия силы на тело. Момент силы определяется произведением силы на её плечо. Плечо силы – перпендикуляр, восстановленный от оси вращения на линию действия силы. Сила реакции опоры – мера противодействия опоры при действии на неё тела, находящегося с ней в контакте (в покое – статическая или в движении – динамическая). Сила действия среды – мера действия внешней среды на тело (выталкивающая сила, подъемная сила, сила трения, сила сопротивления).

28. В 1928 г. К.Бэр сформулировал знаменитый закон об отношении эмбриональными и взрослыми признаками форм животных. Углубив его, А.В.Северцев предложил свою формулировку закона К.Бэра: «…последовательность появления в онтогенезе характерных признаков взрослого животного соответствует последовательности появления этих признаков в филогенезе предков этих животных».

Закон К.Бэра является действительным для признаков, которые развиваются по типу анаболии, надставки. А именно таким путем развился мозг, органы высших чувств с их скелетом (А.В.Северцев).Следовательно, туловище человека, конечности с их мышцами, сухожилия в онтогенезе развиваются в соответствующем порядке. Этот фактор необходимо учитывать при обосновании построения учебно-тренировочного процесса.

29. Основным механическим условием, определяющим тягу мышц, является нагрузка. Без нагрузки на мышцу не может быть её силы тяги. Нагрузка растягивает мышцу при её уступающей работе (опускание из виса на согнутых руках в вис на перекладине) Против нагрузки мышца выполняет преодолевающую работу (подтягивание: из виса на перекладине до виса на согнутых руках). В уступающем режиме работы, мышцы проявляют большую силу, чем в преодолевающем режиме работы мышц. Нагрузка может быть представлена весом тела, а также силой инерции движущихся звеньев, которая зависит от ускорения. Следовательно, и при не очень большом отягощении, увеличивая ускорение можно увеличивать нагрузку, а значит и силу тяги мышц. Движение звеньев биокинематической цепи, как результат приложения силы тяги мыш, зависит, также, от след. Факторов: закрепление звеньев – приводит к разным движениям звеньев в суставе при различных условиях закрепления звеньев в паре; соотношение сил, вызывающих движение, и сил сопротивления; начальных условий движения – положение звеньев пары и их скорость в момент приложения силы тяги мышц. Анатомические условия: строение мышцы; расположение мышцы в данный момент движения. Строение мышцы в виде физиологического поперечника мышцы (площадь сечения через все волокна перпендикулярно к их продольным осям) определяет суммарную тягу всех волокон: чем больше физиологический поперечник мышцы, тем больше сила тяги мышцы. От расположения волокон зависит и величина их упругой деформации. Расположение мышцы в каждый момент движения определяет угол её тяги относительно костного рычага и величину растягивания, что влияет на величину момента силы тяги мышц и, что проявляется, в частности, в зависимости «сила - суставной угол». Физиологические условия в основном можно свести к возбуждению и утомлению. Два фактора влияют на возможности мышцы, повышая или снижая ее силу тяги. С увеличением скорости сокращения мышцы при преодолевающей работе её сила тяги уменьшается. При уступающей же работе увеличение скорости растягивания мышцы увеличивает ее силу тяги. Этот факт очень важен для оценки силы тяги мышц в быстрых движениях. Так как в биокинематических цепях все звенья цепи так или иначе связаны, то в каждом конкретном случае лишь совокупность всех факторов определяет результат работы мышц в целом. Иначе говоря, результат силы тяги мышц – интегральный показатель действия всех факторов, определяющих величину проявления мышечной силы.

30. Три основных фактора , обеспечивающие способность к проявлению силы: слаженность процессов нервно-мышечной координации; волевые усилия; мышечная масса. Первый фактор естественно связан с повышением функциональных возможностей нервно-мышечного аппарата и с техникой движений. Под «слаженностью» процессов следует понимать тот прогнозируемый уровень, который бы обеспечивал не только правильность движений, но и умение управлять усилиями, проявлять их в разной мере и в разных условиях. Особенно это важно начинающим и слабо подготовленным физически, когда им предлагается проявлять усилия в широком диапазоне (в том числе и в разнообразных темпах). Таким образом, у них мышечная сила будет развиваться не в счёт увеличения поперечника мышц, а в первую очередь за счёт приобретения умения владеть своими мышцами, сокращать и напрягать их с нужной силой. Это и будет «школой» движений, где основным регулятором являются условия проявления силы в разнообразных движениях, но в разных режимах и уровнях .Ко второму фактору отнесены волевые усилия, психическая установка, концентрация внимания, которые, прежде всего, являются атрибутами для проявления силы на максимальном уровне. Для начинающих и слабо подготовленных физически этот фактор не столь значителен. В тоже время он и в этих условиях имеет место, но на более низком уровне потенциальных возможностей мышц. С учётом оздоровительной направленности тренировочных занятий и желания достичь гармоничного развития скелетных мышц, объем данных упражнений невелик. Для лиц женского пола такой методический подход не характерен, однако он в небольших дозах должен присутствовать на занятиях с силовой направленностью. Наиболее оптимальными упражнениями в этом случае являются упражнения с различными отягощениями и сопротивлением, в которых необходимо проявлять около максимальные волевые и мышечные усилия - 80-90% от максимума. Они занимают небольшой объем в системе спец. Силовых упражнениях, используемых на этапах начальной и выбора специализации. В связи с этим наибольший объем силовых упражнений приходится на зону «оптимума» нейромышечной активности мышц с обязательным присутствием упражнений на расслабление мышц. Третьим фактором является мышечная масса, которая в значительной степени определяет силу. Показано, что сила мышцы при прочих равных условиях пропорциональна её физиологическому поперечнику. Именно под влиянием физ.упражнений развитие силы происходит также за счёт увеличения мышечной массы. Наибольшего эффекта в быстром наращивании мышечной массы достигают применением локальных упражнений , воздействующих на одну мышечную группу. С этой целью в течении ряда недель выполняются упражнения для 3-4 групп мышц. В результате занимающиеся достигают как бы «промежуточный» уровень требуемого развития мышечной массы, которой является основанная для использования в дальнейшем упражнений с меньшей дозировкой. Основная задача в этом случае – добиться поддержания так называемого «парникового» эффекта. Когда это становится возможным следует использовать методический прием «переключения» для следующих 3-4 групп мышц.

31. кинетическая энергия – энергия движущегося тела (энергия движения). Кинетическая энергия может трансформироваться в потенциальную энергию. При поступательном движении кинетическая энергия определяется половиной произведения массы тела и квадрата его линейной скорости. В сложном движении при определении кинетической энергии учитывается и вращательная составляющая движущегося тела. Потенциальная энергия – энергия покоя. Потенциальная энергия определяется произведением веса тела и расстоянием до опоры по вертикали. Кинетический момент – мера вращательного движения тела. Кинетический момент измеряется произведением момента инерции тела и угловой скорости. Количество движения – мера поступательного движения тела. К основным инерционным хар-кам относятся: момент инерции – мера инертности тела во вращательном движении. Численно момент инерции равен сумме произведений масс всех частиц тела на квадрат расстояния каждом частицы до оси вращения. Масса – мера инертности тела при поступательном движении. Она измеряется отношением приложенной силы к вызываемому силой ускорению.

32. Другим фактором, определяющим величину проявляемой человеком мышечной силы, является зависимость «сила-скорость». Здесь под скоростью понимается не скорость перемещения звена, а скорость сгибательно - разгибательных движений в суставах

Принимая за 100% значение моментов мышечных сил сгибателей плеч, при угле между руками и туловищем равным 30⁰ (230 Нм – статический режим), определим процентное соотношение использования силовых ресурсов гимнастов в зависимости от скорости изменения угла.При скорости изменения угла до 2,5 град/с, гимнасты используют 90-93% силовых возможностей статического режима работы мышц. Таким образом, при достижении этой скорости изменения суставного угла испытуемые практически развивали предельные величины мышечных сил, и работа мышц в этом случае близка к статическому режиму.При скорости, доходящей до 4,5 град/с, мышцы сгибатели плеч развивают напряжение почти в два раза меньше величины, зарегистрированной в статическом режиме, и используют при этом около 60% своих силовых возможностей.И наконец, при скорости изменения угла в плечевых суставах в пределах 6,0-7,0 рад/с, предельная величина мышечных сил в инамическом режиме составляет только 1/3 от статического, или гимнасты используют 37-31% силовых ресурсов.Следовательно, отмечается обратная зависимость: чем больше скорость изменения угла в суставах, тем меньшую силу может развить спортсмен.Отсюда следует:-Упражнения, направленные на развитие силовых качеств, в статическом режиме работы мышц не оказывают положительного воздействия на увеличение силового потенциала в динамическом режиме работы мышц. И наоборот: упражнения скоростно -силового характера не оказывают положительного воздействия на увеличение силового потенциала в статическом режиме работы мышц.-Подбор специально-подготовительных упражнений, направленных на повышение силового потенциала спортсмена, должен выполняться на основе принципа сопряжённого воздействия: для спортивных упражнений скоросто - силового характера и специально-подготовительные упражнения должны быть скоростно-силовыми. Для спортивных упражнений статического характера и специально-подготовительные упражнения должны быть близкими к статическому режиму работы мышц.-По отношению к динамическому режиму работы мышц преодолевающего характера максимальную мышечную силу спортсмен проявляет в статическом режиме работы мышц. Именно поэтому гимнасту достаточно просто удержать на кольцах упор руки в стороны («крест Азаряна»), но очень сложно выполнить из этого положения подъем в упор («дожим»).

35. На величину проявления мышечной силы влияют многие факторы. Один из них проявляется в том, что величина мышечного усилия зависит от величины суставного угла. И здесь следует иметь в виду, что для различных суставов .эта зависимость – различная. Например, на рисунке 5 показана зависимость величины развиваемых гимнастами 19-23 лет моментов мышечных сил в плечевых суставах.Угол в плечевых суставах измерялся по отношению расположения рук к туловищу. В положении «руки вверху» угол между руками и туловищем равен 180⁰ , «руки вдоль туловища» – 0⁰, при отведении рук назад – минусовое значение угла в плечевых суставах.

Из рисунка видно, что максимальные мышечные усилия, направленные на уменьшение угла между руками и туловищем (сгибатели плеч) спортсмены развивают при угле в плечевых суставах равном 180^0.. С уменьшением величины угла уменьшается и проявляемая спортсменом сила тяги мышц. Для сгибателя плеч – зависимость прямая (чем меньше угол – тем меньше развиваемая сила тяги мышц).Для разгибателей плеча – зависимость обратная (чем меньше угол – тем больше развиваемая сила тяги мышц). Эти факты необходимо учитывать в тренировочном процессе.Допустим, спортсмен изучает большой оборот назад на перекладине. Рабочая функция, осуществляемая мышцами сгибателями плеч после прохождения гимнастом вертикального положения под опорой, выполняется в зоне изменения суставного угла в плечевых суставах от 180⁰ до 130⁰ (амплитуда сгибания рук в плечевых суставах равна 50⁰).

Предположим также, что гимнаст не обладает достаточным силовым потенциалом, позволяющим приступить к освоению рассматриваемого спортивного упражнения. Будет ли в этом случае эффективным рассматриваемое ниже специальное подготовительное упражнение?

-Из положения лёжа на спине, руки вдоль туловища, в руках гриф штанги с отягощением, поднять руки до вертикальногоположения. Вернуться в исходное положение.

Биомеханический анализ условий выполнения предложенного специально-подготовительного упражнения показывает его неэффективность:- во-первых, изменение суставного угла в плечевых суставах при выполнении подготовительного упражнения осуществляется в диапазоне от 0⁰ в исходном положении и до 90⁰ в конечном положении (руки вертикально), что не соответствует кинематической структуре изменения суставного угла в изучаемом спортивном упражнении.- во-вторых, подготовительное упражнение направлено для развития силы мышц разгибателей плеч, а не сгибателей.Отсюда следует вывод о том, что специально-подготовительные упражнения по своей кинематической и динамической структуре должны соответствовать биомеханической структуре изучаемого спортивного упражнения. Это- так называемый принцип сопряжённого воздействия. Эффективным специально-подготовительным упражнением для рассматриваемого примера является:-Упражнение №1, но выполняемое из положения лёжа, руки вверху(по отношению к туловищу). В этом случае принцип сопряжённого воздействия будет корректно соблюден.

33.Объект познания биомеханики – двигательные действия как системы взаимно связанных активных движений и положений тела человека, но и движения животных. Однако двигательные действия человека существенно отличаются от движения животных: осознанная целенаправленность движений человека; возможность контролировать движения и планомерно совершенствовать двигательные действия. Учебный курс биомеханики направлен на изучение движений только человека, которые совершаются на высшем уровне управления ими. Именно эти способности движений человека не имеют объяснения ни со стороны классической механики, ни со стороны биологических наук. Как отмечает основоположник отечественной школы биомеханики Бернштейн: « В норме человек производит не просто движение, а всегда действия» Действия человека всегда имеют цель, определенный смысл. Из действий человека, как из кирпичиков движений, складывается его двигательная деятельность. Двигательные действия, составляющие двигательную деятельность, осуществляются посредством целенаправленных активных движений. Именно активные движения человека (а также сохранение положений тела) является объектом изучения биомеханики. И здесь следует отметить, что активные движения изучаются как системы движений в двигательных действиях человека.

34. Таким образом, можно сделать следующее заключение:

1. Мышечная ткань и сухожилия являются морфологическими и функционально совершенно разнородными образованиями.

2. Сухожилие не является продолжением мышечной ткани. В процессе эволюции ОДА позвоночных, она возникла методом анаболии (надставки).

3. Мышечная и сухожильная ткани работают в сложных взаимодействиях и представляют собой системное образование, которое назвали МСС.

4. Управляющей подсистемой, элементом является сухожилие.

5. Предположительно, нервные импульсы, идущие от мышечных и сухожильных рецепторов, регулируют активность мышц, выполняя тормозную функцию для предотвращения травмы сухожилия, как эволюционно более важного и уязвимого элемента системы.

6. Развитие мышц в учебно-тренировочном процессе необходимо проводить поэтапно:

1 этап – развиваются преимущественно мышцы туловища;

2 этап – мышцы конечностей;

3 этап – подготовка сухожилий. То есть, в настоящее время нет экспериментальных данных – тренируемо ли сухожилие. А если тренируемо, то, что такое тренировка сухожилия в общепринятом понимании этого термина.

7. В МСС произошло объединение двух разнородных элементов в целое. От понимания этой проблемы и нужно будет строить систему упражнений, их ранжирование во времени, интенсивность, режим работы.

8. В этом поиске можно и нужно использовать внутренние резервы, заложенные в МСС. Мы не можем управлять физическим развитием человека. Физическое развитие – биологическая, объективная реальность. Мы можем управлять системой физических упражнений, направленных на физическое развитие человека. Надеемся, что такая система упражнений существует и для МСС. Многочисленные беседы с ведущими спортивными специалистами (в том числе и высшей квалификации) по данной проблеме убедили нас в том, что мы находимся на правильном пути познания истины и ее претворения в спортивной практике. Даже теоретическое знание этой проблемы позволяет избежать многих ошибок в процессе длительного формирования ОДА на звеньевом, межзвеньевом и интегральном уровнях (в контексте МСС) к нагрузкам максимальной мощности. Обозначен и путь инновационного направления, в котором управляющие функции системы отведены сухожилию.

9. Крестообразный комплекс коленного сустава это связка в виде косого креста, соединяющая бедро и голень, наиболее часто травмирующиеся у представителей спорта и балета. Она чрезвычайно сложна и устроена по принципу «матрешки» с автономной кровеносной системой и оболочкой, нервным окончанием с обратной связью с выходом на центральную нервную систему, в которой свыше 300 рецепторов сообщают ей о малейших изменениях в биомеханической нагрузке и на связку и на саму конечность. Предложен альтернативный подход к протезированию связки. Он заключается в том, что из клеток человека можно вырастить новую крестообразную связку, которую затем можно пересадить в коленный сустав больного.

35.На величину проявления мышечной силы влияют многие факторы. Один из них проявляется в том, что величина мышечного усилия зависит от величины суставного угла. И здесь следует иметь в виду, что для различных суставов

эта зависимость – различная. Например, на рисунке 5 показана зависимость величины развиваемых гимнастами 19-23 лет моментов мышечных сил в плечевых суставах.

Угол в плечевых суставах измерялся по отношению расположения рук к туловищу. В положении «руки вверху» угол между руками и туловищем равен 180⁰ , «руки вдоль туловища» – 0⁰, при отведении рук назад – минусовое значение угла в плечевых суставах. Из рисунка видно, что максимальные мышечные усилия, направленные на уменьшение угла между руками и туловищем (сгибатели плеч) спортсмены развивают при угле в плечевых суставах равном 180^0.. С уменьшением величины угла уменьшается и проявляемая спортсменом сила тяги мышц. Для сгибателя плеч – зависимость прямая (чем меньше угол – тем меньше развиваемая сила тяги мышц). Для разгибателей плеча – зависимость обратная (чем меньше угол – тем больше развиваемая сила тяги мышц). Эти факты необходимо учитывать в тренировочном процессе. Допустим, спортсмен изучает большой оборот назад на перекладине. Рабочая функция, осуществляемая мышцами сгибателями плеч после прохождения гимнастом вертикального положения под опорой, выполняется в зоне изменения суставного угла в плечевых суставах от 180⁰ до 130⁰ (амплитуда сгибания рук в плечевых суставах равна 50⁰). Предположим также, что гимнаст не обладает достаточным силовым потенциалом, позволяющим приступить к освоению рассматриваемого спортивного упражнения. Будет ли в этом случае эффективным рассматриваемое ниже специальное подготовительное упражнение? 1.Из положения лёжа на спине, руки вдоль туловища, в руках гриф штанги с отягощением, поднять руки до вертикального положения. Вернуться в исходное положение. Биомеханический анализ условий выполнения предложенного специально-подготовительного упражнения показывает его неэффективность: - во-первых, изменение суставного угла в плечевых суставах при выполнении подготовительного упражнения осуществляется в диапазоне от 0⁰ в исходном положении и до 90⁰ в конечном положении (руки вертикально), что не соответствует кинематической структуре изменения суставного угла в изучаемом спортивном упражнении. - во-вторых, подготовительное упражнение направлено для развития силы мышц разгибателей плеч, а не сгибателей. Отсюда следует вывод о том, что специально-подготовительные упражнения по своей кинематической и динамической структуре должны соответствовать биомеханической структуре изучаемого спортивного упражнения. Это- так называемый принцип сопряжённого воздействия. Эффективным специально-подготовительным упражнением для рассматриваемого примера является: 2.Упражнение №1, но выполняемое из положения лёжа, руки вверху(по отношению к туловищу). В этом случае принцип сопряжённого воздействия будет корректно соблюден.

36. Динамических характеристик, включающих в себя1.Силовые; 2. Инерционные; 3. Энергетические.

Непосредственно к основным силовым характеристикам относятся:

Сила – мера механического воздействия одного тела на другое в данный момент времени в поступательных движениях.

Момент силы – мера вращающего действия силы на ее плечо. Плечо силы – перпендикуляр, восстановленный от оси вращения на линию действия силы.

Сила реакции опоры – мера противодействия опоры при действии на нее тела, находящегося с ней в контакте (в покое – статическая или в движении – динамическая).

Сила действия среды – мера действия внешней среды на тело (выталкивающая сила, подъемная сила, сила трения, сила сопротивления внешней среды).

Основные энергетические характеристики:

Кинетическая энергия – энергия движущегося тела (энергия движения). Кинетическая энергия может трансформироваться в потенциальную энергию. При поступательном движении кинетическая энергия определяется половиной произведения массы тела и квадрата его линейной скорости. В сложном движении при определении кинетической энергии (Т) учитываются и вращательная составляющая движущегося тела.Таким образом, кинетическая энергия будет определяться суммой кинетических энергий поступательного и вращательного движения. Для вращательной компоненты движения кинетическая энергия определяется половиной произведения момента инерции и его угловой скорости.

2. Потенциальная энергия – энергия покоя. Потенциальная энергия (П)определяется произведением веса тела (Р) и расстоянием до опоры (Н) по вертикали

П = Р·Н

Потенциальная энергия может переходить в кинетическую энергию, что объясняет увеличение скорости движущегося тела во вращательном движении в условиях опоры (при перемещении из опорного положения в вис).

3.Кинетический момент – мера вращательного движения тела. Кинетический момент (К) измеряется произведением момента инерции тела (J) и угловой скорости

Момент инерции определяется относительно оси вращения. Поэтому:

- осью вращения тела в условиях опоры является место контакта тела с опорой;

- в безопорном положении осью вращения тела является общий центр масс тела.

В полётной части упражнения есть величина постоянная. Применительно к биомеханической системе это означает, что любые сгибательно - разгибательные движения спортсмена в суставах в полётной части упражнения, изменяющие конфигурацию биосистемы, не способны изменить величину его кинетического момента относительно оси вращения, проходящей через общий центр масс (ОЦМ) биомеханической системы.

4. Количество движения – мера поступательного движения тела. Количество движения (q) определяется произведением массы тела (м) и его линейной скорости

Количество движения – аналог кинетического момента в поступательном движении. Если во вращательном движении меру инертности тела характеризует момент инерции (J), то в поступательном движении – масса (м). И, если во вращательном движении кинетический момент определяется как произведение момента инерции тела на его угловую скорость, то в поступательном движении количество движения зависит от величины линейной скорости.

Проведем плоскость Q, перпендикулярную оси Оz и проходящую через начало А вектора силы F. Силу F можно разложить на две составляющие: силу F1, расположенную в плоскости Q, и силу F2, параллельную оси Оz.

Так как сила F2 параллельна оси Оz, то она не создает вращательного момента относительно этой оси. Составляющая F1 , действующая в плоскости Q, создает относительно оси Оz момент силы Mz, равный произведению силы (F1) на ее плечо (h)

Mz = F₁ h.

К основным инерционным характеристикам относятся:

1. Момент инерции – мера инертности тела во вращательном движении. Численно момент инерции равен сумме произведений масс всех частиц тела на квадрат расстояния каждой частицы до оси вращения.

2. Масса – мера инертности тела при поступательном движении. Она измеряется отношением приложенной силы к вызываемому силой ускорению.

37. В основе концепции лежит идея использования подкрепляющих естественных движений внешних искусственных энергосиловых добавок. Они позволяют восполнить дефицит естественных сил в тех объемах, которые необходимы для выполнения осваеваемовых, совершенствуемых или восстонавливаемых движений с требуемыми комплексами характеристик и планируемой результативность (буксировок спортсменов, туговые устройства, выталкивание, резиновые подвески).

38. Рассматриваемый механизм несовпадения момента времени окончания отталкивания и максимума мышечного напряжения объясняется тем , что время отталкивания существенно меньше времени необходимого на достижение максимального мышечного напряжения. Двигательная ошибка – наскок на «ватные» ноги и избежать этого можно упреждающим по времени мышечным напряжением. То есть в момент отталкивания толчковой ногой в полётной части наскока на мостик, необходимо уже начинать напрягать мышцы ног. И, к моменту касания гимнастического мостика, у гимнаста уже будет достигнут определенный уровень мышечного напряжения разгибателей голени, бедра, стоп. В данном случае упреждающее по времени мышечное напряжение будет способствовать совпадению момента времени отталкивания с мостика с моментом времени достижения максимального мышечного напряжения.

39.Особо выделим также физиологический фактор в наращивании силы, так как это позволяет использовать само свойство мышцы – эластичность. Это свойство, допускающее растягивание мышцы и обеспечивающего возвращение ее в исходное состояние. Специалисты утверждают, что растянутая мышца функционирует сильнее и быстрее, и что для улучшения эластичности мышц необходимы упражнения, в которых бы происходило бы растягивание напряженной мышцы. Это положение является наиболее значимым при разработке новых нетрадиционных технологий в совершенствовании скоростных способностей и может быть одновременно и экспериментальным фактором. С точки зрения биомеханического аспекта проявления силы наибольшую силу проявляет мышца, предварительно растянутая. Критерий растянутости мышц в том, что они, во-первых, одновременно с формированием в них подъемных сил, способствуют успешному их развитию и, во-вторых, в том, что они в состоянии покоя слегка напряжены и из этого начального состояния способны развить особенно большую силу. Таким образом, межмышечная координация, наряду с поперечным сечением мышечных волокон, объемом мышц, строением волокон и внутримышечной координацией, определяют базовый потенциал силы человека. Относительно понятийного аппарата, касающегося непосредственно внутримышечной координации, то её следует охарактеризовать как способность управлять двигательными единицами синхронно. Её уровень считается высоким, если тренирующийся, с одной стороны, умеет хорошо дифференцировать силовые напряжения, а с другой, одновременно активизировать высокий процент двигательных единиц.

41. Биомеханические системы обладают рядом особенностей, отличающих их от закономерностей функционирования неживых объектов. В частности, управляющие воздействия человека с помощью вырабатываемых им внутренних сил (сила тяги мышц) вносят достаточно серьёзные коррективы в биомеханику движений. К основным особенностям работы мышечного аппарата человека можно отнести следующие:1.Инерционность процесса мышечного напряжения.2.Зависимость «сила – суставной угол».3.Зависимость «сила – скорость».4.Факторы, влияющие на величину проявления мышечной силы. Инерционность процесса мышечного напряжения проявляется в том, что мышцы достигают максимального мышечного напряжения не мгновенно, а в течение определённого промежутка времени. Рассмотрим проявление инерционности мышечного напряжения на следующем примере (рис. 3).Допустим, по какому-либо сигналу (звуковому, визуальному, кинестезическому и т.п.) спортсмену необходимо выполнить заранее известное двигательное действие. Будем считать, что момент времени подачи сигнала соответствует времени t = to (рис. 3). На момент времени подачи сигнала (to) мышечное сокращение еще не наступает. И связано это с тем, что сигналу необходимо определенное время, чтобы поступить в центральную нервную систему (ЦНС), пройти в ЦНС обработку и принять решение. Далее ЦНС необходимо подать команду на исполнительные органы (мышцы). И только в момент времени (to) начинается мышечное напряжение.Разность времени t1 – t0 называется латентным периодом двигательной реакции. Численное значение латентного периода двигательной реакции у человека, не занимающегося спортом составляет 0,20-0,25 с. У высококвалифицированных спортсменов латентный период двигательной реакции значительно меньше – 0,13-0,16 с. Количественные показатели латентного периода двигательной реакции свидетельствуют о том, что латентный период двигательной реакции очень трудно поддается тренировочному воздействию. Так, например, для уменьшения времени латентного периода двигательной реакции на 0,1 с. требуется 7-8 лет тренировочных занятий. Для достижения максимального мышечного напряжения(F^max) необходимо определённое время. В среднем промежуток времени от начала мышечного напряжения (t₁) и до достижения времени максимального мышечного напряжения (t₂ ) равен 0,25 – 0,35с. Время необходимое на расслабление (t ₃ -t ₂) в среднем - 0,1 с. больше времени мышечного сокращения. Инерционность процесса мышечного напряжения необходимо учитывать в спортивной практике. Например, если при выполнении размахиваний в висе на перекладине тренер замечает двигательную ошибку – позднее сгибание ног в тазобедренных суставах на махе вперёд и, руководствуясь этим, делает пояснение гимнасту о том, что в момент его касания кистью руки области поясницы необходимо выполнять сгибание. Следует ориентироваться на следующее: если тренер касается рукой занимающегося

непосредственно в момент прохождения им вертикального положения под опорой , то этот сигнал будет подан с опозданием. Учитывая время латентного периода двигательной реакции, коснуться занимающегося необходимо за 30^{0 -} 40⁰ до прохождения им вертикального прохождения под опорой. Многие спортивные упражнения по времени длятся меньше, чем время, необходимое для достижения максимального мышечного напряжения. К примеру, длительность отталкивания с мостика в опорных прыжках через гимнастического козла или коня составляет 0,15- 0,18 с.И, если гимнаст в момент времени t=t ₀ выполняет наскок на мостик, и только в момент наскока на мостик начинает развивать мышечные напряжения ног, направленные на отталкивание, то к моменту окончания толчка (рис.) он не сможет развить максимальных мышечных усилий.

42.Достижение соответствующей мощности отталкивания и перемещения бедер, а также для расширения границ темпа движений необходима достаточная силовая проработка основных мышечных групп двигательного аппарата, в первую очередь нижних конечностей и туловища. На их основе возможно: освоить повышение амплитуды траектории рабочих циклов бегового шага; увеличить диапазон растяжимости и укорочения мышц в моменты направленного сокращения и расслабления; выполнить объем силовой работы различной мощности в несколько раз превышающей традиционные варианты; произвольно дифференцировать силовую проработку мышц – антагонистов, разгибателей и сгибателей или интегрировать их развитие в совместные двигательные акты; моделировать соревновательные условия по принципу «переключения» усилий с мышц-разгибателей на мышцы-сгибатели и, наоборот. В наиболее простом варианте мышечные группы спринтера могут быть представлены в виде четырех мышечных групп, разбитых на пары, а именно: разгибатели и сгибатели бедра; разгибатели и сгибатели голени; разгибатели и сгибатели стопы; разгибатели и сгибатели туловища. При этом принципиально выделяют два направления их совершенствования: 1.развитие силовой быстроты в ограниченной временной зоне или количестве повторений (соответственно 5-6 секунд или 5-6 повторений), 2.развитие силовой выносливости – 20-40 секунд или 20-40 повторений. Указывают конкретно на те мышечные группы, от которых зависит уровень достижений в спринте. Это мышцы обслуживающие три сустава (тазобедренный, коленный и голеностопный), играющие основную роль в продвижении тела вперед (горизонтальная скорость). В силу этого большинство силовых упражнений спринтера расгиботельно характера рассматриваются в виде «базовой» основы для формирования рациональной структуры бегового шага в целом и, в частности, для повышения мощности отталкивания. Этим же целям служат специальные силовые упражнения для развития мышц-сгибателей стопы. Этот фактор был отмечен рядом специалистов как недостаточно целесообразный. Так, акцентированное внимание на мощность отталкивания снижает скорость бега, удлиняет шаг, снижает темп. Бег становится прыгающим, менее эффективным, возрастают продолжительность полётной фазы. Вертикальная скорость общего центра массы тела и показатели его колебаний также возрастают. Установка на быстрое отталкивание в определенной мере способствует снижению отрицательного воздействия на параметры бегового шага, который преобразуется в «стреляющий». Поэтому такую установку следует считать целесообразной. Установлено, что силовая подготовленность мышц-антогонистов-разгибателей различных мышечных групп у спринтеров имеет различную степень связи со скоростью бега на отдельных отрезках стометровой дистанции. Так, скорость бега на участке набора скорости (30-50метров) и достижения ее максимальных хар-к (50-70метров) связана преимущественно с силой мышц-разгибателей бедра, несколько меньше с силой подошвенных сгибателей. На участке снижения скорости бега (70-90метров) возрастает значимость относительной взрывной силы подошвенных сгибателей. Значимость обоих групп на этом участке практически уравновешивается. На отрезке финиширования (90-100метров) этот фактор проявляется в полной мере.

43.Наличие теории искусственных управляющая среда (внешние – энергосиловые добавки), позволяющие в искусственных условиях восполняет дефицит естественных сил. Они позволяют обосновать и реализовать принципиально новые формы определения спортивной перспективности занимающихся, базирующихся на том, что с использованием внешних искусственно созданных помогающих воздействий, примененных в процессе выполнения естественных движений, становится возможным ввести занимающихся в состояния эквивалентные их двигательного будущего (будущих движений). Данный поход выводит их за пределы их индивидуальных двигательных возможностей без помощи резкого размаха анаболических средств. Именно в этих новых состояниях, когда внешняя искусственная помощь обеспечивает выполнение двигательных заданий на уровнях рекордной для каждого индивида результативности, возникает возможность четкого сознания деталей движений, причин технологической ошибок, препятствующих выходу в рекордные двигательные режимы в обычных естественных условиях воспроизведения совершенствуемых движений в состояниях искусственносозданных «двигательного будущего» является решенным фактором новых технологий, закрепленных в двигательном навыке более высоких уровней результативности.

44. Руки – первое звено, туловище с головой – второе звено, ноги – третье звено. С помощью данной модели можно исследовать кинематики и динамику вращательных движений спортсмена в условиях опоры. В процессе выполнения упражнений спортсмен не теряет контакта с опорой, к примеру, с грифом перекладины. Поэтому расположим кисти рук спортсмена в начале неподвижной сис-мы координат Оху, а её, в свою очередь, совместим с торцом грифа перекладины. На принятую модель наложены ограничения: звенья тела человека и гриф перекладины считаются абсолютно твердыми телами. Суставы, посредством которых звенья тела человека соединяются друг с другом, моделируются цилиндрическими шарнирами. Трение в шарнирах отсутствует. Центр масс звеньев модели расположены на прямой, соед. Их оси вращения в шарнирах.

45. Известные механизмы взаимодействия мышечной и сухожильной ткани изложены в исследованиях ученых по физиологии. Мышечные рецепторы информируют нервные центры о скорости растяжения мышцы и ее длине. От сухожильных рецепторов в нервные центры поступает информация о степени напряжения мышечной ткани и скорости ее развития. Через отдельные сегменты спинного мозга информация поступает в кору головного мозга. По принципу обратной связи, отработанные в коре головного мозга данные поступают в нервные центры МСС. Идет сличение готовности МСС с наиболее важными параметрами будущего, еще не полученного результата.Нами была выдвинута гипотеза, что в работе МСС управляющим подсистемой элементом является сухожилие, а не мышцы. Сущность управления заключается в организации целенаправленных воздействий и всегда связана с самой управляемой системой, т.е. с мышечной тканью. Некоторые ученые считают, что снижение влияния сухожильных рецепторов растормаживает мышцы, что приводит к более мощному их сокращению и, как следствие – увеличению проявления силы в МСС.

46. Главным условием для обеспечения реактивности НМА , позволяющие полноценно использовать эластические свойства мышц, их возбудимость, внешние раздражители – после механического предварительного внешнего воздействия, выраженная в ударном напряжении мышц, не только изменяет, но и увеличивает в окруж. Мере эффект рабочего усилия (прыжки в глубину).

47. Биокинематические цепи. Биокинематическая цепь – последовательное (или разветвлённое) соединение ряда кинематических пар.Все кинематические цепи подразделяют на: плоские и пространственные. В плоской кинематической цепи при закреплении одного из звеньев все другие совершают плоское движение, параллельное одной и той же неподвижной плоскости. На рисунке 2 показаны кинематические цепи, в которых плоское движение получается при параллельности осей всех вращательных пар.Выделяют следующие структуры биокинематических цепей (рис. 2):1. Неразветвлённые (А).2. Разветвлённые (Б,С).

3.Замкнутые (С,Б – нижняя часть кинематической цепи).

4. Незамкнутые (А,Б – верхняя часть кинематической цепи).

В незамкнутой цепи имеется последнее («свободное») звено, входящее лишь в одну пару. В незамкнутой цепи возможны изолированные движения в каждом отдельном суставе. Например, вис на перекладине – неразветвлённая, незамкнутая биокинематическая цепь. Ноги – свободное звено; в тазобедренных суставах возможны изолированные сгибательно- разгибательные движения.В замкнутой цепи изолированные движения в одном суставе невозможны: в движение неизбежно вовлекаются и другие соединения. Незамкнутая цепь может стать замкнутой, если конечное свободное звено получит связь в виде:- Опоры, захвата с другим звеном цепи. Например, из стойки ноги врозь руки в стороны (руки – свободные звенья – незамкнутая цепь) – руки на пояс (цепь замкнулась, рис. 2, С).- Опоры через какое – либо тело. Например, в положении выпада две ноги замыкают цепь через опору.Значительная часть незамкнутых биокинематических цепей оснащена многосуставными мышцами, и движения в одних суставах, через такие мышцы, связаны с движениями в других суставах. При точном управлении во многих случаях эту взаимную связь можно преодолеть, «выключить». В замкнутых же цепях такая связь непреодолима и действия мышц передаются на отдалённые суставы.Степени свободы движения в биокинематических цепях. Число степеней свободы звена соответствует количеству его независимых перемещений:Линейных.Угловых.Положение твёрдого тела, свободно движущегося в пространстве, полностью определяется шестью независимыми координатами, за которые можно принять три координаты начала подвижной системы координат, связанной с телом, и три угла Эйлера, определяющие расположение осей подвижной системы координат относительно неподвижной. Их принято называть обобщёнными, т.к. они определяют положение всего твёрдого тела относительно неподвижной системы координат. Если на физическое тело не наложено никаких ограничений (связей), оно может свободно перемещаться:.1Относительно любой из трёх взаимно перпендикулярных осей декартовой системы координат (поступательное движение) – три степени свободы.2.Совершать вращательное движение относительно любой из трёх взаимно перпендикулярных осей декартовой системы координат – три степени свободы.

Следовательно, свободное материальное тело имеет шесть степеней свободы, обуславливающих его возможное пространственное перемещение.Каждая наложенная связь уменьшает количество степеней свободы:1.Зафиксировав одну точку свободного тела, сразу лишают его трёх степеней свободы – возможных поступательных (линейных) перемещений относительно трёх осей декартовой системы координат. Например, в шаровидном суставе осталось три степени свободы из шести (вращательное движение относительно трёх осей). 2.Закрепление двух точек тела оставляет одну степень свободы- вращательное движение тела относительно оси, проходящей через закреплённые точки. Пример подобного ограничения – одноосный сустав.3.При закреплении тела в трёх точках, не лежащих на одной прямой, тело полностью лишается свободы движения. Такое соединение к суставам не относится.