5. Биокинематика и биодинамика движений человека

Теоретический раздел. Кинематические характеристики тела и его перемещения, как мера положения и движения человека в пространстве и во времени. Основные характеристики кинематики - пространственные, временные и пространственно-временные. Общие представления о пути, перемещении тела, времени, темпе, ритме, скорость и ускорении движения тела и его сегментов. Поступательные и вращательные движения. Линейные и угловые характеристики движения тела. Относительность движения, сложные движения. Координаты и траектории движений на плоскости и в пространстве. Описание движения тела человека и его звеньев во времени и пространстве.

Роль сил в движениях человека. «Силы внешние» как меры действия внешних тел, среды и опоры на тело человека. Силы инерции внешних тел, силы упругой деформации, силы тяжести и веса тела, силы реакции опоры. «Силы внутренние» как мера взаимодействия частей тела и тканей тела человека. Силы в пассивных элементах двигательного аппарата человека. Силы внутри-брюшного давления. Особенности взаимодействия внутренних и внешних сил. Экспериментальные и аналитические способы определения внутренних сил.

Фракция полной механической энергии. Совершение работы и ее силы: работа силы, работа силы тяжести тела, работа силы трения. Работа перемещения: внутренняя и внешняя работа, вертикальная и продольная работа. Положительная и отрицательная работа, энергетические характеристики работы. Потенциальная и кинетическая энергия, законы их взаимной трансформации.

Двигательные качества спортсмена, факторы определяющие проявление двигательных качеств и биомеханические требования к их воспитанию. Основные показатели спортивно-технического мастерства

Лабораторный практикум. Определение временных характеристик спортивного движения. Составление промера движения по киноматериалам, построение графиков движения точек тела и их траекторий относительно разных систем отсчета. Вычисление моментов инерции тела человека в фиксированной позе по фотографии. Исследование силовых характеристик прыжковых движений по материалам тензометрии.

Самостоятельная работа. Характеристика мгновенной скорости (линейная, угловая). Инерционные динамические характеристики (масса тела, сила инерции, момент инерции тела). Сила тяжести тела на разной плоскости. Разложение сил. Количество движения как мера поступательного движения. Сила действия среды, сила упругой деформации. Характеристика сил трения, скольжения и качения. Оценка эффективности приложения сил. Экономия механической энергии: обмен энергии, переход энергии от звена к звену, использование потенциальной энергии упругой деформации мышц и сухожилий. Методы измерения работы и энергии при движениях человека.

Основные знания, умения и навыки. Знать основные кинематические, динамические и энергетические характеристики движения человека. Уметь описывать траекторию линейного и вращательного движения тела и его звеньев. Владеть навыками количественного определения биомеханической эффективности движения.

6. Общая биомеханика позы, осанки и движения

Теоретический раздел. Положение тела человека (место, ориентация и поза). Силы возмущающие и уравновешивающие (их источники и действие). Условия равновесия тела человека (система тел) и показатели устойчивости. Биодинамика осанки статической и динамической.

Движения на месте как изменения позы без перемены опоры. Условия движения на месте, сохранение равновесия и места опоры. Силы при отталкивании от опоры (силы давления, силы реакции). Разложение сил реакции опоры при отталкивании (вертикальная, горизонтальная составляющие реакции опоры). Механизмы подготовки к отталкиванию (махи, подседание, перемещение общего центра тяжести тела - ОЦТ). Использование упругих сил при отталкивании, их механизм. Использование реактивных сил маха при отталкивании от опоры. Зависимость опорной реакции от точки приземления относительно проекции и направления движения ОЦТ тела. Действие сил, изменяющих траекторию движения.

Лабораторный практикум. Исследование и оценка статической позы спортсмена. Исследование и оценка динамических поз спортсмена. Биомеханический анализ движений на месте. Исследование разложения сил при опорной реакции (в прыжках, беге по прямой и на вираже и др.).

Самостоятельная работа. Биомеханика нарушения и восстановление правильной осанки. Характеристика циклических и ациклических движений. Движущие и тормозящие силы. Структура движения. Структура как проявление взаимодействия. Двигательная структура движения (взаимосвязи кинематических и динамических структур). Внешняя и внутренняя картина движения. Принцип нервизма как основа понимания структуры движения. Информационная структура движения (сенсорная, психологическая, эффекторная). Ритмическая, фазовая и координационная структуры движения. Обобщенная структура движения.

Основные знания и умения. Студент должен знать биомеханические механизмы обеспечения равновесия тела человека и основные законы опорных реакций (разложение сил) при движении. Уметь различать преодолевающие и уступающие движения при опоре, а также взаимодействия опоры, опорных и подвижных звеньев тела.