Биомеханика бега и ходьбы
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Биомеханика бега и ходьбы

Часть вторая частная биомеханика

Этот раздел посвящен биомеханическим закономерностям ходьбы, бега, плавания и других циклических локомоций, бросков, ударов и других переместительных действий, а также общеразвивающих гимнастических упражнений. Рассматриваются: кинематика (длина шага и темп, позы и фазовый состав), топография работающих мышц, динамика (источники сил и их согласование), биоэнергетика и оптимальные режимы двигательной деятельности.

Глава 7. Биомеханика ходьбы и бега

Ходьба оживляет и воодушевляет мои мысли. Оставаясь в покое, я почти не могу думать. Необходимо, чтобы мое тело находилось в движении, тогда ум тоже начинает двигаться.Жан-Жак Руссо

Ходить и бегать для здоровья!

Ходьба и бег относятся к самым древним способам передвижения.

За 70 лет жизни человек совершает в среднем 500 миллионов шагов и преодолевает путь, приблизительно равный расстоянию от Земли до Луны (384 тыс. км.).

Мы привыкли, что идти пешком — это значит идти медленно. Но в наш век больших скоростей и ходьба стала стремительной. Победитель Кубка мира в спортивной ходьбе в 1983 г. прошел 20 км со средней скоростью 15,9 км/ч.

Результаты в беге также не стоят на месте. Мужчины в 100-метровом спринте перешагнули десятисекундный барьер, а женщины освоили марафон.

Будучи «фундаментальными человеческими движениями», ходьба и бег интересны сами по себе. Но, кроме того, ввиду своей общедоступности они используются для изучения общих закономерностей циклических локомоций.

Рис. 69. Скорость как произведение длины и частоты шагов; пунктир — изоспида (все точки изоспиды соответствуют одной и той же скорости)

Рис. 70. Простейшие хронограммы обычной ходьбы, спортивной ходьбы, бега трусцой и спринтерского бега; периоды опоры заштрихованы; вверху — левая нога, внизу — правая (по В. Е. Панфилову, Nigg, Denoth, M. А. Каймин, В. В. Тюпе)

Кинематика ходьбы и бега. Топография работающих мышц

Как и во всех циклических локомоциях, при ходьбе и беге скорость передвижения прямо пропорциональна длине шага и темпу (рис. 69):

где v — скорость передвижения (м/с); l — длина шага (м); п — частота шагов (1/мин). Чтобы определить темп ходьбы или бега, обычно регистрируют число шагов в минуту, или частоту шагов (Так же поступают и в конькобежном спорте. Но в плавании, гребле и велоспорте определяют темп как число циклов в минуту, а длиной шага считают расстояние, преодолеваемое за один цикл. В велоспорте это расстояние называется укладкой).

Одна и та же скорость может быть достигнута при разных сочетаниях длины и частоты шагов. Кривая, все точки которой соответствуют одной и той же скорости, называется изоспидой. На рис. 69 изображены две изоспиды. Видно, что увеличить скорость можно тремя способами: повысив длину шага, подняв темп и увеличив одновременно и длину, и частоту шагов.

Для того чтобы понять, как человек ходит или бегает, прежде всего нужно изучить фазовый состав этих локомоций. На рис. 70 представлены простейшие хронограммы ходьбы и бега. Из них видно, что по мере увеличения скорости передвижения:

при ходьбе сокращается период двойной опоры (когда обе ноги находятся на земле) вплоть до почти полного его исчезновения при спортивной ходьбе;

при беге увеличивается отношение длительности периода полета (когда обе ноги не касаются опоры) к длительности периода опоры.

Вопросы для самоконтроля знаний

1) Как можно отличить ходьбу от бега?

2) Почему на соревнованиях по спортивной ходьбе спортсмена снимают с дистанции, если в хронограмме его действий появляется период полета?

Сведения о скорости, темпе, длине шага, длительностях опоры, переноса ноги и полета необходимы для совершенствования тактики ходьбы и бега и дают самое общее представление о технике. Но их недостаточно, чтобы ответить на два очень важных вопроса:

1) Как организовано двигательное действие?

2) Как им овладеть?

Для ответа на эти вопросы прежде всего нужны более подробные хронограммы.

На рис. 71 показано, что каждый полуцикл обычной ходьбы состоит из пяти фаз (римские цифры). Фазы отделены друг от друга пятью граничными позами (арабские цифры). Шагающий человек на рисунке изображен в граничных позах. Назовем эти позы и фазы между ними для одного полуцикла:

1 — отрыв стопы правой ноги от опоры;

I — подседание на левой (опорной) ноге, ее сгибание в коленном суставе;

2 — начало разгибания левой ноги;

II — выпрямление левой ноги, ее разгибание в коленном суставе;

3 — момент, когда правая нога в процессе переноса начала опережать левую;

III — вынос правой ноги с опорой на всю стопу левой ноги;

4 — отрыв пятки левой ноги от опоры;

IV — вынос правой ноги с опорой на носок левой ноги;

5 — постановка правой ноги на опору;

V — двойная опора, переход опоры с левой ноги на правую.

Во втором полуцикле фазы и граничные позы те же, только в их названиях правую ногу нужно заменить левой, а левую — правой.

Рис. 71. Фазы ходьбы, граничные позы и элементарные действия(по Д. Д. Донскому, переработано)

Рис. 72. Мышцы туловища и ног, на которые приходится основная нагрузка при ходьбе (по В. С. Гурфинкелю):

1 — прямая м. живота; 2 — четырехглавая м. бедра; 3 — передняя большеберцовая м.; 4 —длинная малоберцовая м.; 5 — трехглавая м. голени; 6 — полусухожильная м.; 7 — двуглавая м. бедра; 8 — большая ягодичная м.; 9 — напрягатель широкой фасции; 10 — средняя ягодичная м.; 11 — м., выпрямляющая позвоночник; цифры в кружках — номера граничных поз в соответствии с рис. 71

Рис. 73. Фазы и граничные позы бега (по Д. Д. Донскому, переработано)

Когда говорят о фазовом составе двигательного действия, имеют в виду движения всего тела (в данном случае обеих ног). Но для понимания механизмов ходьбы нужно знать, какие элементарные действия выполняются каждой ногой. По времени они не всегда совпадают с фазами ходьбы (см. рис. 71). В периоде опоры выполняются: амортизация, перекат с пятки на всю ступню, отталкивание и перекат со всей ступни на носок. В периоде переноса нога сначала сгибается, а затем разгибается в коленном суставе. Из элементарных действий формируются фазы.

Топография мышц, работающих при ходьбе, показана на рис. 72.

Фазовый состав бега показан на рис. 73. Каждая половина цикла состоит из четырех фаз (римские цифры), отделенных друг от друга граничными позами (арабские цифры). В том числе:

1 — отрыв левой стопы от опоры;

I — разведение стоп;

2 — начало выноса левой ноги вперед;

II — сведение стоп с выносом левой ноги вперед;

3 — постановка правой стопы на опору;

III — амортизация, или подседание со сгибанием правой (опорной) ноги;

4 — начало разгибания правой ноги;

IV — отталкивание с выпрямлением правой ноги до отрыва от опоры.

Вторая половина цикла симметрична первой. В названиях фаз и граничных поз правая нога заменяется левой и наоборот.

Топография работающих мышц у бегуна ясна из рис. 41. Из сравнения рис. 41 и 72 видно, что нагрузка при беге ложится в основном на те же мышцы, что и при ходьбе. Однако неодинакова межмышечная координация (последовательность включения и выключения мышц). И кроме того, степень напряжения мышц при беге существенно больше.

Биомеханика бега: анатомия стопы, фазы правильного бега (ВИДЕО)

Бег относится к тому виду действий, над осуществлением которых мы даже не задумываемся. Все доведено до автоматизма. Четко отработанная годами тактика, комплексная работа мышечного и связочного компонентов называется биомеханикой бега. Иногда данное занятие может не только приносить пользу, но и «работать» в ущерб. Отсутствие правильной техники бега может приводить к травматизации и стойким патологическим нарушениям. Поэтому так важно проконсультироваться у специалистов, например в центре MySportExpert, по поводу своей техники и выявить основные ошибки.

С чего начинается тест на биомеханику бега?

Любой тест начинается с анкетирования. Это простая процедура, которая не требует каких-либо усилий и нужна лишь для более глубокого анализа индивидуальных особенностей. Здесь важно выяснить основную нагрузку: длительность, интенсивность и степень подготовки к бегу, возможные травмы и полученный дискомфорт.

После выяснения некоторых нюансов переходят к антропометрии. Измерение происходит следующим образом:

  • рост;
  • вес;
  • длина корпуса;
  • длина рук;
  • внутренняя длина бедра;
  • положение и отношение к плоскости плечевого и тазового скелетных поясов.

Чтобы понимать и определять физиологические и патологические отклонения стоп, нужно знать элементарную анатомию стопы человека. Нам важно рассмотреть 2 свода:

  • продольный — от пятки к пальцам;
  • поперечный — в области плюсне-фаланговых суставов.

Полностью сформированная стопа опирается на 3 точки, образуя своеобразный треугольник: пятка, 1 и 5 метатарсы. Благодаря такой позиции создается наиболее комфортное перераспределение веса с равномерной нагрузкой на все суставы.

Анализ стопы

При анализе стопы определяют следующие показатели:

  • ширина и длина стоп;
  • положение стопы относительно плоскостей.

Статический снимок стопы подразумевает под собой определение основных точек нагрузки. Основу анализа составляет исследование продольного свода стопы. Так проверяется сформированность костных структур и наличие плоскостопия. Поперечный свод стопы дает информацию о положении относительно ахиллового сухожилия, а именно о «заваленности». Наиболее частое отхождение от нормы — вальгусная позиция — смещение основной точки нагрузки на большие пальцы. Неблагоприятный исход при таком положении — вальгусная деформация или появление шишки на внутренней стороне стопы.

Читать еще:  Как правильно бегать чтобы не болел бок

Статический снимок стопы. Биомеханика бега.

Динамическое исследование включает определение стабилизации мышц во время выполнения техники естественного бега. Если они недостаточно натренированы или включены в работу, стопа во время движения не может зафиксироваться в одном положении и начинает «гулять». Мышцы стабилизаторы играют важную роль в формировании корсета. Они позволяют также распределять нагрузку более точно и постоянно, чем защищают голеностопный сустав от микротравм синовиальной сумки и ослабления связочного аппарата.

Динамический анализ стопы. Биомеханика бега.

Биомеханика бега

Биомеханика бега имеет последовательные фазы:

  • фаза приземления;
  • фаза нагрузки при беге;
  • отталкивание.

В фазу приземления или соприкосновения стопы с точкой опоры пятка принимает на себя часть нагрузки. Важно, чтобы естественная амортизация в комплексе со спортивной обуви погасили силу удара пятки о поверхность. В динамическом анализе исследуется линия соединения коленного сустава, ахиллова сухожилия и пяточной кости. Она должна быть прямой без серьезных заломов. Допустимое искривление — незначительная супинация стопы, что соответствует отклонению угла 180-190°.

Во время приземления стопа должна находиться в легкой супинации и нормотонусе. Тогда нагрузка на суставы будет минимальной.

Постановка стопы на опору. Фаза приземления.

В фазу нагрузки на стопу при беге, когда вес полностью перемещается на одну ногу, наиболее важно положение. Нога должна находиться в легкой пронации (кнутри), и носок с пяткой расположены в одной плоскости относительно коленного и тазобедренного суставов. То есть носок смотрит вперед, а не уходит в сторону. Если стопа выворачивается кнаружи (супинация или недостаточная пронация), это неправильное положение, которое способствует большей травматизации голеностопа.

Определение супинации/пронации. Биомеханика бега.

Фаза отталкивания повторяет те же механизмы, что и приземление, только в обратном порядке. Угловая мера не меняется и свидетельствует о мышечной готовности вытолкнуть вес вверх и вперед.

Правильная техника бега также включает готовность и тонус мышц голени и бедра, мышцы кора (корпуса). Ошибки в технике могут привести к травмам и дискомфорту в беге.

При беге захлест голени должен быть на уровне горизонтальной линии или немного выше. Угол сгибания коленного сустава свободной ноги составляет больше 90°. Сильный захлест голени тоже не является благоприятным моментом и приводит к быстрой перегрузке работающей мышечной ткани.

Захлест голени при беге.

Вынос бедра в момент отталкивания свидетельствует о готовности мышц. Угол выноса должен быть в районе 40-45°. А в идеале (норма) 50-55°. Подобный вариант позволяет проходить длительные дистанции и развивать более быстрый темп.

Вынос бедра. Биомеханика бега.

Корпус может быть немного наклонен вперед, но нужно стараться соблюдать более вертикальную позицию. Чтобы осанка и позиция туловища была правильной, нужно тренировать мышцы кора — основной поддерживающий корсет позвоночника (спины и пресса).

Была ли интересна вам статья и видео? Остались вопросы? Поделитесь своим мнением. Напишите комментарий!

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp» , которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


доклад Биомеханика ходьбы и бега
Тип работы: доклад. Добавлен: 27.11.2012. Год: 2012. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru:

1. Краткая история развития вида

В программу древних олимпийских игр спортивная ходьба не включалась, хотя известно, что греческие атлеты применяли ходьбу как средство совершенствования своих физических способностей. Знаменитый греческий воин Фидипод, сообщивший в 490 г. до нашей эры жителям города Афин о победе греков в Марафонской битве, был также отличным ходоком. За год до этой битвы он прошел 200 км, от Афин до Лакедемона, за два дня.
Соревнования по ходьбе стали проводиться в Европе еще в XIV в., а в 1483 г. было проведено соревнование на 140 км по маршруту Семюр – Отюн – Семюр. Можно предположить, что это были соревнования в обычной ходьбе, а не в спортивной.
Первое официальное соревнование состоялось в Англии в 1866 г. Победитель Е. Чемберс прошел 7 миль (11 км 263 м) за 1 ч 28 с. В соревновании принимали участие всего четыре спортсмена. Примеру Англии последовали и другие страны.
В первый период развития спортивной ходьбы (вторая половина XIX в.) соревнования проводились как на коротких дистанциях (1, 2, 3, 7 миль), так и на сверхдлинных, например Лондон – Брайтон (83 км), Вена – Берлин (578 км) или Турин – Марсель-Барселона (1100 км).
Первое крупное международное соревнование состоялось во Франции в 1892 г. по маршруту Париж – Бельфор (496 км), победил Раможе с временем 100 ч 5 мин (Л. Либотте, 1964). В 1908 г. спортивную ходьбу включили в программу олимпийских игр (за исключением Олимпиады 1928 г.). На олимпиадах спортивная ходьба представлена двумя дистанциями. В настоящее время основными дистанциями у мужчин являются 20 и 50 км, а у женщин – 5 и 10 км.
В России первое соревнование по спортивной ходьбе было проведено 12 апреля 1892 г. в Петербурге, на Петровском острове. В то время лучшим был А. Докучаев, имевший такие результаты: на 1 версту – 6. 47,0; на 3 версты – 21. 08,0 и на 10 верст – 1: 14. 30,2.
Спортивная ходьба не получила широкого распространения в дореволюционной России. Занимались ходьбой в немногих городах: Петербурге, Риге, Киеве. Соревнования проводились редко и с малым числом спортсменов. Результаты российских скороходов значительно отставали от лучших достижений скороходов того времени. Так, результат чемпиона Олимпиады 1912 г. в Стокгольме в ходьбе на 10 км был равен 46. 28,4, а победитель Всероссийской олимпиады, проведенной в 1914 г., имел результат 56. 19,4.
После Великой Октябрьской социалистической революции соревнования по спортивной ходьбе стали проводиться чаще и в разных городах страны. В 1924 г. (год начала регистрации всесоюзных рекордов) результаты в спортивной ходьбе были выше результатов дореволюционных лет (Николаев _ 10 км – 56. 07,3). Летом 1928 г. на I Всесоюзной спартакиаде в соревнованиях по ходьбе впервые приняли участие зарубежные спортсмены.
В 1936 г. спортивную ходьбу на 5 и 10 км включили и в программу первенства СССР. Обе дистанции выиграл москвич Н. Калинин (21. 38,1; 54. 21,5). Чрезвычайно высоких результатов в 1940 и 1941 гг. достиг И. Шкодин (Смоленск). Его время на 3 и 5 км (12. 01,0 и 20. 51,0) было в то время лучшим в мире

2. Определение и краткая характеристика вида

Спортивная ходьба – это циклическое движение человека, где чередуются периоды одиночной и двойной опоры при обязательном выпрямлении опорной ноги в коленном суставе в момент прохождения вертикали.
По правилам соревнований по спортивной ходьбе необходимо: а) соблюдать непрерывный контакт с землей, т.е. вынесенная вперед нога должна коснуться земли до того, как нога, оставшаяся сзади, оторвется от земли; б) при прохождении момента вертикали опорную ногу необходимо выпрямлять хотя бы на одно мгновение.
Спортивная ходьба имеет большое сходство с обычной ходьбой, но в то же время отличается от нее большой координационной сложностью, эффективностью и относительной экономичностью. Эти виды ходьбы относятся к наиболее простым локомоциям человека.
Основные характерные черты спортивной ходьбы:
а) высокая скорость передвижения. Спортсмены высокого класса в ходьбе на 20 км развивают среднюю скорость более 35 км/ч, что в 3 раза превышает скорость обычной ходьбы
б) высокая частота движений (темп). 210 шаг/мин и даже несколько больше может достигнуть скороход, не нарушая основного правила ходьбы – перехода ходьбы в бег. Таким образом, движения одиночного шага выполняются примерно за 0,285-0,333 с;
в) длина шага превышает ПО см, а у некоторых скороходов – 115-120 см;
г) выпрямленная опорная нога в момент вертикали;
д) значительное движение таза вокруг поперечной, сагиттальной и особенно вокруг вертикальной оси;
е) активные движения согнутых рук в переднезаднем направлении.
Соревнования по спортивной ходьбе проводятся как по беговой дорожке стадиона, так и по шоссе, с определенным ограничением длины соревновательного отрезка. Например, на 50 км замкнутый круг должен иметь длину 2,5-5 км. В соревнованиях по спортивной ходьбе принимают участие мальчики и девочки, юноши и девушки, мужчины и женщины.
По физиологической характеристике спортивную ходьбу (20 и 50 км) относят к зоне умеренной мощности, где длительная работа осуществляется за счет аэробных возможностей человека. Более короткие дистанции (3, 5, 10 км) по времени работы относятся к зоне большой мощности, которая характеризуется наличием незначительного кислородного долга сразу после финиша.

3. Кинематика ходьбы и бега

3.1ТОПОГРАФИЯ РАБОТАЮЩИХ МЫШЦ

Как и во всех циклических локомоциях, при ходьбе и беге скорость передвижения прямо пропорциональна длине шага и темпу (рис.1):

где v — скорость передвижения (м/с); l — длина шага (м); п — частота шагов (1/мин). Чтобы определить темп ходьбы или бега, обычно регистрируют число шагов в минуту, или частоту шагов (Так же поступают и в конькобежном спорте. Но в плавании, гребле и велоспорте определяют темп как число циклов в минуту, а длиной шага считают расстояние, преодолеваемое за один цикл. В велоспорте это расстояние называется укладкой). Одна и та же скорость может быть достигнута при разных сочетаниях длины и частоты шагов. Кривая, все точки которой соответствуют одной и той же скорости, называется изоспидой. На рис. 1 изображены две изоспиды. Видно, что увеличить скорость можно тремя способами: повысив длину шага, подняв темп и увеличив одновременно и длину, и частоту шагов.

Читать еще:  Интервальный бег на беговой дорожке для сжигания жира

Рис. 1. Скорость как произведение длины и частоты шагов; пунктир — изоспида
(все точки изоспиды соответствуют одной и той же скорости)

Для того чтобы понять, как человек ходит или бегает, прежде всего нужно изучить фазовый состав этих локомоций. На рис. 2 представлены простейшие хронограммы ходьбы и бега. Из них видно, что по мере увеличения скорости передвижения: при ходьбе сокращается период двойной опоры (когда обе ноги находятся на земле) вплоть до почти полного его исчезновения при спортивной ходьбе; при беге увеличивается отношение длительности периода полета (когда обе ноги не касаются опоры) к длительности периода опоры.

Рис.2. Простейшие хронограммы обычной ходьбы, спортивной ходьбы, бега трусцой и спринтерского бега;
периоды опоры заштрихованы; вверху — левая нога, внизу — правая (по В. Е. Панфилову, Nigg, Denoth, M. А. Каймин, В. В. Тюпе)

На рис.3 показано, что каждый полуцикл обычной ходьбы состоит из пяти фаз (римские цифры). Фазы отделены друг от друга пятью граничными позами (арабские цифры). Шагающий человек на рисунке изображен в граничных позах. Назовем эти позы и фазы между ними для одного полуцикла:
1 — отрыв стопы правой ноги от опоры;
I — подседание на левой ( опорной) ноге, ее сгибание в коленном суставе;
2 — начало разгибания левой ноги;
II — выпрямление левой ноги, ее разгибание в коленном суставе;
3 — момент, когда правая нога в процессе переноса начала опережать левую;
III — вынос правой ноги с опорой на всю стопу левой ноги;
4 — отрыв пятки левой ноги от опоры;
IV — вынос правой ноги с опорой на носок левой ноги;
5 — постановка правой ноги на опору;

V — двойная опора, переход опоры с левой ноги на правую.
Во втором полуцикле фазы и граничные позы те же, только в их названиях правую ногу нужно заменить левой, а левую — правой.

Рис.3. Фазы ходьбы, граничные позы и элементарные действия
(по Д. Д. Донскому, переработано)

Рис.4. Мышцы туловища и ног, на которые приходится основная нагрузка при ходьбе (по В. С. Гурфинкелю):1 — прямая м. живота; 2 — четырехглавая м. бедра; 3 — передняя большеберцовая м.; 4 —длинная малоберцовая м.; 5 — трехглавая м. голени; 6 — полусухожильная м.; 7 — двуглавая м. бедра; 8 — большая ягодичная м.; 9 — напрягатель широкой фасции; 10 — средняя ягодичная м.; 11 — м., выпрямляющая позвоночник; цифры в кружках — номера граничных поз в соответствии с рис.3

Рис.5. Фазы и граничные позы бега
(по Д. Д. Донскому, переработано)

Когда говорят о фазовом составе двигательного действия, имеют в виду движения всего тела (в данном случае обеих ног). Но для понимания механизмов ходьбы нужно знать, какие элементарные действия выполняются каждой ногой. По времени они не всегда совпадают с фазами ходьбы (см. рис.3). В периоде опоры выполняются: амортизация, перекат с пятки на всю ступню, отталкивание и перекат со всей ступни на носок. В периоде переноса нога сначала сгибается, а затем разгибается в коленном суставе. Из элементарных действий формируются фазы.
Топография мышц, работающих при ходьбе, показана на рис.4.
Фазовый состав бега показан на рис. 5. Каждая половина цикла состоит из четырех фаз (римские цифры), отделенных друг от друга граничными позами (арабские цифры). В том числе:
1 — отрыв левой стопы от опоры;
I — разведение стоп;
2 — начало выноса левой ноги вперед;
II — сведение стоп с выносом левой ноги вперед;
3 — постановка правой стопы на опору;
III — амортизация, или подседание со сгибанием правой (опорной) ноги;
4 — начало разгибания правой ноги;
IV — отталкивание с выпрямлением правой ноги до отрыва от опоры.
Вторая половина цикла симметрична первой. В названиях фаз и граничных поз правая нога заменяется левой и наоборот.

3.2ДИНАМИКА ХОДЬБЫ И БЕГА

Человек является самодвижущейся системой, поскольку первопричиной его движений служат внутренние силы, создаваемые мышцами и приложенные к подвижным звеньям тела. К внутренним относятся и силы инерции, приложенные к центрам масс разгоняемых и тормозимых звеньев тела («фиктивные» силы инерции) или к другим звеньям тела либо к внешним предметам («реальные» силы инерции) (рис.6)
Сила инерции (Fин) равна произведению массы всего тела или отдельного звена на его ускорение и направлена в сторону, противоположную ускорению. Поэтому сила инерции замедляет и разгон, и торможение.
Наряду с внутренними на человека действуют внешние силы. При ходьбе и беге к ним относятся: сила тяжести, сила реакции опоры, сила сопротивления воздуха (см. рис.6).

Рис.6. Силы, действующие на человека во время ходьбы и бега: G — сила тяжести, Fин — сила инерции, Р — вес тела, Rст и Rдин — статический и динамический компоненты реакции опоры, FB — сила сопротивления воздуха; обратите внимание: 1) F — сила действия ноги на опору (как и сила реакции опоры) содержит две составляющие: вертикальную и горизонтальную; 2) если линия действия опорной реакции не проходит через общий центр масс тела, то возникает опрокидывающий момент (показано круговой стрелкой)

Сила тяжести (гравитационная сила) приложена к центру масс и равна произведению массы тела на ускорение земного тяготения:

Например, при массе тела 50 кг сила тяжести близка к 500 Н.
Сила лобового сопротивления воздуха приложена к центру поверхности тела. Она увеличивается пропорционально квадрату скорости. Например, при скорости 9 м/с сила лобового сопротивления воздуха в 4 раза больше, чем при скорости 4,5 м/с, и в 9 раз больше, чем при скорости 3 м/с. Расчеты показывают, что при скорости бега 8 м/с ее величина достигает 20 Н.
Сила реакции опоры не является движущей силой. Но ее измеряют и изображают графически (см. рис.6), для того чтобы определить результат совместного действия всех сил (и внутренних, и внешних). Как же формируется опорная реакция?
Отталкиваясь от опоры, человек воздействует на нее с силой отталкивания, которая состоит из двух компонентов: статического — веса (постоянного и равного силе тяжести) и динамического компонента. Динамический компонент может иметь место только при движениях, выполняемых с ускорением, когда все тело или отдельные звенья разгоняются или тормозятся. Наиболее отчетливо это видно на динамограммах подтягивания, приседания и т. п.
и т.д.

Перейти к полному тексту работы

Скачать работу с онлайн повышением оригинальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru

Смотреть полный текст работы бесплатно

Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.

Биомеханика шагательных движений и ходьбы

Основные понятия

Ходьба– это двигательное действие в результате реализации двигательного стериотипа (выполняются автоматически без участия сознания).

Походка– особенности поз и движений при ходьбе, характерные для конкретного человека.

Осанка – привычное положение тела человека в покое и движении, в том числе при ходьбе.

Опорная нога– нога, которая в данный момент опирается об опору, другая нога выносится вперёд – переносимая или свободная нога. При ходьбе тело не теряет соприкосновения с землей: оно опирается на землю то одной, то двумя ногами.

Передний и задний шаг (рис.5)

Рисунок 5. Характеристики переднего и заднего шага.

Полный цикл движений при ходьбе(рис.6).

Цикл хотьбы – полный комплекс движений от контакта пятки стопы опоры до следующего контакта этой же пятки. Полный цикл состоит из двойного шага, включающего 2 одиночных (коротких) шага.Одиночный шаг, в свою очередь, состоит из двух простых шагов, заднего и переднего. Короткий шаг при ходьбе– это расстояние между точкой опоры пятки одной ноги и центром опоры пятки контралатеральной ноги.

Рисунок 6. Короткий и двойной шаг при ходьбе.

Полный цикл ходьбы для каждой ноги состоит из фазы опоры (60% от цикла двойного шага) и фазы переноса конечности (40%) (рис. 7 и 8). Имеется 2 вида опоры при полном цикле ходьбы: двойная опора– опора двумя ногами; одинарная опора– только одной ногой.

Рисунок 7. Фазы полного цикла хотьбы.

Рисунок 8. Характеристики фазы опоры и фазы переноса конечности при ходьбе.

Параметры ходьбы(рис.9):

n Линия перемещения центра масс тела,

n База опоры – расстояние между двумя параллельными линиями, проведёнными через центры опоры пяток параллельно линии перемещения

n Разворот стопы – угол, образованный линией перемещения и линией, проходящей через середину стопы (центр опоры пятки и точка между 1 и 2 пальцами)

n Ритмичночть ходьбы — отношение длительности переносной фазы одной ноги к длительности переносной фазы другой ноги.

n Скорость ходьбы — число больших шагов в единицу времени (для взрослого – 113 шагов в минуту)

Рисунок 9. Основные параметры ходьбы.

Особенности «Спортивной ходьбы»(рис.11).

n Приземление на более выпрямленную, нежели при обычной ходьбе, ногу. При этом коленные суставы находятся почти все время в разогнутом положении.

Читать еще:  Бег зимой на улице

n Движения рук, отведенных и приподнятых, порывисты.

n Период двойной опоры очень сокращен, но в то же время нет фазы полета.

Рисунок 11. Фазовый анализ спортивной хотьбы. Периоды опоры заштрихованы; вверху — левая нога, внизу — правая

Биомеханика бега

Особенности биомеханики бега(рис.12)

n Цикл движения похож на ходьбу, те же силы и группы мышц.

n Отсутствие фазы двойной опоры

n Наличие фазы полета (вместо двойной опоры)

n Более быстрое отталкивание и под более острым углом, чем при ходьбе

n Больший наклон туловища

n При приземлении нога частично согнута в коленном суставе (амортизация)

n Приземление может быть:

q С носка (при большой скорости): больше длина шага, больше амортизация, но больше напряжение сгибателей стопы и пальцев, которые выполняют толчок, следовательно, они не отдыхают и быстро устают

q С пятки (при небольшой скорости). слабая амортизация, сильный удар.

q С латерального края стопы (это лучше, чем с пятки), но для это-

го нужно в фазу полета расслабить все мышцы голени (это умеют

только квалифицированные спортсмены)

Рисунок 11. Фазовый анализ бега.

Биомеханика прыжка

Прыжок с места

n Сложное, ациклическое, переместительное, одновременно – симметричное движение, связанное с отталкиванием тела от опорной поверхности, полетом и приземлением.

n ОЦТ описывает параболу (аналогичен броску).

n Для прыжка важно, чтобы в момент отделения от земли все части тела оставались неподвижными относительно друг друга, иначе часть энергии расходится зря.

n Силы: сила тяжести – во все фазы, сила реакции опоры – кроме фазы полета.

Фазы прыжка с места

I. Подготовительная фаза.

n Разгибание в голеностопном суставе, сгибание – в коленном и тазобедренном суставах.

n Тело выдвигается вперед, ОЦТ выносится за площадь опоры, начинается падение.

II. Фаза отталкивания.

n Сгибание в голеностопном суставе, разгибание в коленном и тазобедренном суставах, взмах руками вверх (поднимает ОЦТ).

n Передача толчка на центр тяжести тела

n Сокращение мышц создаёт силу, которая преодолевает силу тяжести

III. Фаза полета.

n Траекторию центра тяжести задана (изменить ее могут внешние силы)

n Изменение в положении ОЦТ (сгибание ног, взмах рук) удлиняет фазу полета.

IV. Фаза приземления.

n Мышцы нижней конечности производят уступающую работу, уменьшая сотрясение тела.

n Амортизация сгибанием в коленном и тазобедренном суставах

n ОЦТ вынесен назад, но падению препятствует инерция верхних частей тела.

n Вдох – в момент отрыва (подъем рук), выдох – при приземлении.

Биомеханика плавания

Плавание (наряду с греблей) относится к циклическим локомоциям, осуществляемым по принципу отталкивания от жидкой среды.Взаимодействие пловца с водой создаёт силы, продвигающие его в воде и удерживающие на ее поверхности. При плавании силы, тормозящие продвижение, значительны, переменны и действуют непрерывно. Постоянная опора для отталкивания вперед отсутствует, опора создается во время гребковых движений и остается переменной по величине.

Динамика плавания: Силы, действующие на тело человека в воде

По направлению различают вертикально- и горизонтально-направленные силы.Суммируясь, силы обеспечивают плавучесть тела в неподвижном состоянии и продвижение вперед при плавании.

В е р т и к а л ь н о – н а п р а в л е н н ы е силы(рис.12):

n С и л а т я ж е с т и G = mg,где т – масса тела, кг; g – ускорение свободного падающего тела, м/с2.

n В ы т а л к и в а ю щ а я (архимедова) сила F = Q-pв,

где Q – объем тела, см3; рв – удельный вес воды, г/см3.

q Приложена к центру объема тела, который не совпадает с ОЦМ → возникновение вращающего момента → опускание ног человека, неподвижно лежащего в воде

Рис.12. Направление и точки приложения силы тяжести и выталкивающей силы.

n Подъемная сила(Рис. 13)

q Появляется при обтекании тела потоком воды

q Пропорциональна площади горизонтального сечения тела и скорости набегающего потока и зависит от угла атаки

Рисунок 13. Характеристики подъемной силы.

Горизонтально-направленные силы(рис.13)

Дата добавления: 2016-10-23 ; просмотров: 5901 | Нарушение авторских прав

Биомеханика бега и ходьбы: что нужно знать о биомеханике мышц человека?

Биомеханика ходьбы и бега применяется для избегания возможности травмироваться во время тренировок. В этот научный термин – биомеханика – входят описания всех действий, которые выполняет организм на занятиях спортом. Кроме того, с помощью биомеханики можно точно подобрать себе спортивную обувь, что крайне важно, ведь она делает бег более удобным и также защищает от возможных травм.

  • Содержание статьи
  • Определение типа стопы
  • Определение гибкости голеностопного сустава
  • Направление стоп
  • Измерение кривизны ног
  • Направление колена
  • Бег с пятки или носка
  • Видео. Биомеханика ходьбы

После продолжительных исследований врачи-ортопеды смогли проанализировать любые существующие варианты движения ног. Суставы наших ног довольно гибкие и имеют специальную форму, что позволяет нам занимать различные положения, благодаря чему биодинамика бега становится более удобной и совершенной. Сегодня обувь для бегунов продолжает быстро развиваться, отдавая предпочтение различным специализациям. И хотя, из-за этого выбирать становится сложнее, мы получаем возможность сохранить свои суставы в тонусе.

Теперь рассмотрим более подробно, определение своей биомеханики.

Определение типа стопы

Вам нужно выяснить какой тип у вашей стопы: плоский или высокий. Узнать это можно с помощью простой бумаги, оставив на ней мокрый отпечаток. Так можно детально рассмотреть переходы вашей стопы и увидеть плоская она или высокая.

Если ваша стопа плоская, то рекомендуется обратиться к ортопеду для выявления возможного плоскостопия. Если все же у вас плоскостопие, не стоит ставить крест на беге, достаточно воспользоваться ортопедическими стельками для того чтобы нога идеально входила в кроссовки для бега. Однако можно найти подходящие кроссовки, которые будут вам в пору и без стелек. Конечно, бывает и более проблематичный вид – поперечное плоскостопие, компенсация которого будет более сложной. Но использование специальных упражнений для тренировки мышц стопы, помогут вам адаптироваться к бегу.

Определение гибкости голеностопного сустава

Узнать его гибкость совсем не трудно – нужно присесть на корточки и посмотреть глубину опускания ваших пяток. Стоит отметить, что не каждый профессиональный спортсмен обладает хорошей гибкостью голеностопного сустава.

Направление стоп

В каком направлении находятся ваши стопы во время ходьбы или бега: в параллельном движению, носки разворачиваются в разные направления или сводятся вовнутрь. Помните, главное, чтобы движение стоп было естественным.

Измерение кривизны ног

Ваши ноши могут иметь прямое, выгнутое наружу или вовнутрь строение. Чтобы его определить, нужно воспользоваться длинным зеркалом.

Направление колена

От строения коленного сустава зависит и то, в каком направлении будет двигаться колено при опоре на него. Часто на тренировках работа ног выстраивается без учета возможной перегрузки коленного сустава, а это чревато различными травмами и даже серьезными повреждениями.

Бег с пятки или носка

Большинство ученых согласно, что способ бега с пятки или носка определяется у каждого человека на генетическом уровне. Кто-то лучше бегает так, а кому-то удобней по-другому, есть и те, кому привычней ступать на всю стопу при беге. В данном вопросе также возникают проблемы, когда тренеры, не задумываясь о физиологических особенностях спортсменов, требуют от них поступать так, как написано в устарелых учебниках или вовсе по своим идеализированным представлениям.

Часто стопа ставится в другом положении, при увеличении темпа бега, однако, как видно из исследований, вероятней всего это результат не совсем корректной работы тренеров.

Проведя это небольшое исследование, вы получите все, что нужно знать для определения своей биомеханики бега. С помощью этих знаний вы не только сможете подобрать себе лучшую обувь для бега, но и улучшите свои навыки в этом спорте.

Также вы сможете подобрать себе амортизацию обуви, которая будет вам необходима для комфортного бега.

Для тех, кому не понравились способы, как узнать свою биодинамику ходьбы, описанные выше, есть еще два метода, которые помогут в этом разобраться и заодно выбрать себе обувь.

1. Специализированные магазины.

К сожалению, таких магазинов не встретить в России, так как здесь просто нет центров с необходимым оборудованием, а именно: беговые дорожки, оборудованные камерой и специальной тумбой из стекла. Однако такие спец магазины со спортивной обувью можно встретить повсеместно на улицах Европы, Америки, Австралии или Японии. Сотрудники этих центров сами бегуны и биомеханика для них не пустое слово. Они будут счастливы помочь вам, да еще и сможете обзавестись выгодной покупкой. Так что, если окажитесь заграницей, выходя на пробежку, обязательно поинтересуйтесь у местных бегунов, как найти ближайший магазин со спортивной обувью.

2. С помощью своей старой обуви.

Отыщите свою старую поношенную обувь, лучше, если это будут ботинки, чем что-то другое, так как их постановка наиболее нейтральна. Теперь вам предстоит, подобно Шерлоку Холмсу, подробно изучить улику и выяснить все детали постановки вашей стопы. Для того чтобы все рассмотреть, обратите внимание на такие детали, как: насколько изношена подошва с передней стороны обуви, смещена ли пятка, а также, как сильно был стерт каблук за время ношения ботинок. Конечно, этот вариант довольно грубоват, однако при хорошей внимательности и уровне дедукции вы найдете нужные вам детали!

Видео. Биомеханика ходьбы

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector