Биомеханика что это такое
Биомеханика: как работает наше тело
К любой технике есть инструкция, если ее не соблюдать – техника сломается. К нашему телу тоже есть инструкция?
Если мы начинаем ходить неправильно, что происходит?
В нашем теле все мышцы парные, то есть в одном движении задействованы две мышцы. Если какая-то мышца, ослабев, выключается из ежедневной деятельности, то ее функцию в поддержании положения тела частично берёт на себя вторая мышца-синергист. Наступает мышечный дисбаланс, а далее происходит цепная реакция и перестройка всего тела по типу «слабость-перенапряжение», приводящая к возникновению хронических болей в спине.
Какие причины приводят к мышечному дисбалансу?
Какие могут быть последствия мышечных дисбалансов?
В это время организм пытается компенсировать неполадки, «подстраивается» под ситуацию, меняя работу всего организма. Процесс длится годами и примерно в 35-40 лет заходит в тупик. Начинают проявляться хронические боли, протрузии, грыжи, заболевания суставов. И эти изменения касаются не только опорно-двигательного аппарата, также нарушается сон, появляются головные боли и хроническая усталость.
Возможно ли исправить эти изменения, повернуть их вспять?
Распутать этот клубок проблем с каждым годом становится сложнее, дороже и занимает больше времени. Поэтому мы рекомендуем проходить диагностику раз в год, начиная с 18 лет. Часто я встречаю людей, которым врачи рекомендуют массаж, медикаментозное лечение, иглоукалывание, физиопроцедуры. И только в конце списка стоит лечебная физкультура (ЛФК). В большинстве случаев люди выполняют первые пункты, боль уходит, но через какое-то время возвращается снова. Это закономерно, ведь процедуры устраняют только симптом мышечного дисбаланса (боль), а не истинную причину.
Как нужно действовать правильно?
Что такое биомеханика
Наверняка вы могли видеть в описаниях различных спортивных тренажеров характеристику «правильная биомеханика». Но что это значит? Расскажем все самое важное о биомеханике простым языком.
Понятие биомеханики
Биомеханика — это наука, изучающая движения живых существ. Происхождение этого понятия исходит из Греции: bios (жизнь) и mexane (механизм). В спорте и фитнесе, где движения человеческого тела имеют огромное влияние, биомеханика фигурирует постоянно.
Зачем разбираться в биомеханике
Зачем нужно знать, что такое биомеханика и как она работает? Осознание, каким образом двигается наше тело и какой диапазон движений у суставов, костей и связок, помогает нам заниматься спортом эффективно и безопасно.
Также понимание биомеханики помогает легче ориентироваться в спортивных тренажерах и инвентаре. Многие производители добавляют в инструкции к своему спортивному оборудованию биохимические термины. Без их понимания может пострадать техника упражнения и увеличиться риск травм.
Как происходит биомеханика
Каждое наше движение начинается с анатомической позиции: вертикальное положение тела, взгляд вперед, руки вдоль тела, пятки немного расставлены, а пальцы ног обращены вперед.
Переход от анатомической позиции к движению конечностей происходит через сокращения мышц. Когда мы хотим выполнить движение, мышца становится короче, а две точки ее крепления к кости приближаются друг к другу. Такая система напоминает работу механического рычага по поднятию / передвижению.
Движение мышц осуществляется в двух противоположных направлениях. Для перемещения конечности вокруг опорной точки необходимо две мышцы, противоположные друг к другу. Поэтому названия биомеханических направлений всегда парные: сгибание / разгибание, инверсия / эверсия, пронация / супинация и так далее.
Главные элементы биомеханики
Во время движения наше тело одновременно задействует несколько важных элементов биомеханики. Их всего пять: перемещение, сила, импульс, рычаг и равновесие.
Перемещением называют движение тела в пространстве посредством скорости и ускорения. Под силой подразумевается толчковое или тяговое усилие, контролирующее перемещение. Импульс — это произведение масса тела на его скорость во время изменения расположения тела.
Наши конечности являются рычагами, которые имеют плечо рычага, точку опоры и ось вращения. Равновесие отвечает за устойчивость тела с помощью размещения его центра тяжести над основной поддерживающей конструкцией.
Плоскости и оси в биомеханике
Все пять важных компонентов действуют в диапазоне осей и плоскостей тела. Под осью понимаются прямые линии, проходящие сквозь тело перпендикулярно друг другу. Эти линии — основные зоны вращательных / поворотных телодвижений.
Всего существует три оси нашего тела: поперечная, продольная и медиальная. Поперечная ось — горизонтальная линия в области талии. Продольная ось является вертикальной линией, проходящей от центра головы до стоп. Медиальная ось проходит по диагонали от бедер до плеч.
Плоскостей тела также три: сагиттальная, фронтальная и поперечная. Сагиттальная делит тело на правую и левую сторону. В такой плоскости происходят такие движения, как сгибание и разгибание.
Фронтальная плоскость выделяет в теле заднюю и переднюю часть. В данной плоскости происходят движения, как отведение / приведение. Поперечная плоскость делит тело на верхнюю и нижнюю часть, в которых происходят вращательные движения.
Комбинирование плоскостей одновременно создает диагональное движение.
Названия телодвижений в биомеханике
Основные движения, которые мы выполняем во время тренировок со спортивными тренажерами и инвентарем происходят в рамках вышеперечисленных осей и плоскостей.
Зачастую названия этих телодвижений добавляют в описания оборудования. Чтобы отлично ориентироваться в терминах, расшифруем самые распространенные:
Знание биомеханики позволит вам не только повысить осознанность о вашем теле, но и грамотно выбирать спортивные тренажеры и инвентарь. Оборудование, произведенное с упором на правильную биомеханику, делает движения спортсмена безопасными и эффективными во время тренировки. Изучайте свое тело и повышайте качество упражнений!
Биомеханика движений человека
Что такое биомеханика?
Название включает в себя греческие слова bios — жизнь и mexane — механизм, рычаг. В отличие от традиционной механики, в которой рассматривается движение и взаимодействие предметов, биомеханика это наука, которая изучает и анализирует многогранные и разносторонние движения живых существ. В фитнесе, да и во всех видах спорта, особенно подвижных, биомеханика рассматривается и используется, как базовая наука и имеет большое значение. Основу биомеханики составляют физиология, геометрия, математика, анатомия и физика в разделе механики. Не меньше биомеханика связана с психологией и биохимией. Все варианты взаимодействия прикладных наук полезны и приносят ощутимую пользу.
Биомеханическая мускульная работа
Работа любой мышцы человеческого опорно-двигательного аппарата основаны на умении и возможности мышцы сокращаться. В момент мышечного сокращения сама мышца укорачивается, а обе точки крепления к костям сближаются одна относительно другой. Подвижная точка Insertion начинает приближаться к начальной неподвижной точке крепления Origin, так осуществляется движение данной конечности.
Если применить это качество и свойство мышечной материи к области фитнеса, то открывается возможность выполнения определенной механической работы (подъем штанги, перемещение конечности с гантелей), прилагая разную степень мышечного усилия. Мышечная сила в данном случае будет определяться площадью сечения мышечных волокон, или говоря простым языком площадью разреза мышцы в поперечнике. Размер мышечного сокращения определен длиной мышечного волокна. Соединения костей и взаимодействие с мышечными группами устроено в форме механического рычага, позволяющего выполнять простейшую работу по поднятию и передвижению предметов.
Механика учит нас, что чем дальше от оси будет приложена сила, тем выше кпд, ибо благодаря большому плечу рычага, работу можно выполнить с меньшими усилиями. Так и в биомеханике — если мышца крепится дальше от опорной точки, тем более выгодно будет использована ее сила. П.Ф. Лесгафт в этом смысле квалифицировал мышцы на сильные, имеющие крепление дальше от опорной точки и быстрые или ловкие, имеющие точку крепления вблизи опоры.
Мышечное движение всегда производится в двух противоположных направлениях. По этой причине для выполнения двигательного процесса вокруг одной опорной точки необходимо наличие двух мышц на противоположных сторонах одна от другой. Направления движения в биомеханике тоже получили свои определения: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и горизонтальное отведение, ротация медиальная и ротация латеральная.
Мышца, которая вызывает момент движения при сокращении и принимает на себя основную нагрузку, называется агонистом — Prime mover. Каждое сокращение мышцы-агониста приводит к полному расслаблению противоположной ей мышцы-антагониста. Если мы выполняем сгибание в локте, агонистом будет являться сгибатель локтя — бицепс, а антагонистом в этот момент будет разгибатель локтя — трицепс. После окончания движения обе мышцы будут уравновешивать друг друга, находясь в немного растянутом состоянии. Это явление называется мышечным тонусом. Мышцы, помогающие выполнять движение мышце-агонисту и действующие в одном с ним направлении, но испытывающие меньшую нагрузку и меньшую степень сокращения называются синергистами. Мышцы, обеспечивающие устойчивость и равновесие определенному суставу при выполнении движения, называются фиксаторами. Помимо фиксаторов значительную роль в тренировочном процессе выполняют мышцы стабилизаторы, которые работают в качестве элементов равновесия тела при смещении центра тяжести и увеличении общей силовой нагрузки. Кроме того мышцы стабилизаторы участвуют в повседневной жизни человека в обеспечении равновесного расположения частей тела относительно друг друга вне силовой тренировки.
В любой момент движения, кости образуют механические рычаги, следуя за мышечными командами.
Биомеханика выделяет три вида биомеханических рычагов:
Рассмотрим виды рычагов более подробно:
Рычаг 1 рода
В биомеханике он называется «рычагом равновесия». Поскольку точка опоры расположена между двумя точками приложения силы, рычаг еще называют «двуплечим». Такой рычаг нам демонстрирует соединения позвоночника и черепной коробки. Если вращающий момент силы, действующей на затылочную часть черепа равен вращающему моменту силы тяжести, действующему на переднюю часть черепа, и они имеют одинаковое плечо рычага, достигается равновесие. Нам удобно, мы не замечаем разнонаправленного действия, и мышцы не напряжены.
Рычаг 2 рода
В биомеханике он подразделяется на два вида. Название и действие этого рычага зависят от места расположения приложения нагрузки, но у рычагов обоих видов точка приложения силы точка приложения сопротивления находятся по одну сторону от точки опоры, поэтому оба рычага являются «одноплечими». Рычаг силы образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее плеча приложения силы тяжести (сопротивления). В качестве наглядного примера можно продемонстрировать человеческую стопу. Осью вращения здесь являются головки плюсневых костей, пяточная кость служит точкой приложения силы, а тяжесть тела образует сопротивление в голеностопном суставе. Здесь имеет место выигрыш в силе, за счет боле длинного плеча приложения силы и проигрыш в скорости. Рычаг скорости имеет более короткое плечо приложения мышечной силы, чем плечо силы противодействия (силы тяжести). Примером может служить работа мышц сгибателей в локтевом суставе. Бицепс крепится вблизи точки вращения (локтевой сустав) и с таким коротким плечом необходима дополнительная сила мышце сгибателю. Здесь имеет место выигрыш в скорости и ходе движения, но проигрыш в силе. Можно заключить, что чем ближе от места опоры будет крепиться мышца, тем короче будет плечо рычага, и тем значительнее будет проигрыш в силе.
При соединении двух костных пар образуется биокинетическая пара, характер движения в которой определяется строением костного сочленения (сустава), работой мышц, сухожилий и связок. Подвижность в суставе может зависеть от многочисленных факторов: пола, возраста, генетического строения, состояния ЦНС.
Для того чтобы оптимально и правильно принять исходное положения для выполнения упражнений необходимо напрямую руководствоваться знанием законов рычагов первого и второго типов. Если мы изменим положение конечности или туловища, то в свою очередь определенным образом изменится длина плеча рычага конечности или туловища. В любом случае всегда исходное положение выбирается таким образом, чтобы начальный период тренировки сопровождался менее нагрузочными положениями конечностей и корпуса. В дальнейшем, в зависимости от состояния и формы тренирующегося, можно постепенно увеличивать длину плеча рычага, для усиления воздействия на определенную мышечную группу. Увеличение силы противодействия одновременно с удлинением плеча рычага в свою очередь еще больше акцентирует внимание на укрепление силы конкретной мышечной группы или одной мышцы.
Для осуществления технически грамотного движения в момент выполнения упражнения, необходимо и важно знать, в каком направлении работает сустав, соединяющий активную мышечную группу. Здесь нам необходимо опять обратиться к анатомическим плоскостям. Виды и описание осей и плоскостей даны в разделе кинезиологии. Виды и названия суставов вы можете найти в разделе анатомии. Опорно-двигательный аппарат человека представляет собой различные костные сочленения, соединенные друг с другом посредством суставов. Тело человека может свободно перемещаться в шести направлениях: вперед и назад, вправо и влево, вверх и вниз. Определенная классификация суставов позволяет движения в этих направлениях.
Суставы трехосные — это самые подвижные суставы, они свободно обеспечивают движение в трех направлениях. Примером служат: соединения черепа и позвоночника, межпозвонковых дисков, плечевые суставы, лучевой и тазобедренный. Подобные суставы имеют шарообразную форму. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной, корональной и трансверсальной плоскостях. В этих суставах тренирующийся имеет возможность выполнять все виды движений: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и отведение, медиальную и латеральную ротацию.
Суставы двухосные — обеспечивают движение в двух направлениях, менее подвижны. Они имеют форму эллипса или седла. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной и корональной плоскостях. Примером служат суставы пальцев рук, лучезапястный сустав. Здесь возможны сгибание и разгибание, приведение и отведение.
Суставы одноосные — обеспечивают однонаправленное движение. Они имеют форму цилиндров и блоков. Примером служат плече локтевой, лучевой, коленный, голеностопный суставы. Движения возможны в сагиттальной плоскости и это сгибания и разгибания. В лучевом суставе возможна ротация латеральная (супинация) и ротация медиальная (пронация).
Несмотря на то, что многие крупные мышцы рассматриваются в анатомии как единое целое, различные части и отделы больших мышц могут осуществлять неодинаковые движения. В сгибании плеча, например, принимает участие Deltoid Anterior, в отведении плеча Middle Deltoid, а в разгибании Deltoid Posterior. Данные знания являются основой для составления индивидуальной программы тренировок, которую инструктор или тренер готовит для тренирующегося. Это позволяет грамотно осуществить подбор необходимых упражнений для воздействия на конкретную мышцу или мышечную группу.
В зависимости от того, какое исходное положение принимает тренирующийся, выполнение определенного упражнения может усложняться или облегчаться. Поэтому общая эффективность тренировки также зависит от исходного положения в выполнении упражнения. В фитнесе мы применяем следующие исходные положения: положение лежа — самое простое и легкое, положение сидя — менее легкое и положение стоя — с малой площадью опоры и поэтому достаточно сложное для удержания равновесия.
Для сглаживания разбалансировки в положениях тела с неустойчивым равновесием используются упоры. Очень распространенным является упор лежа. Это закрытая кинематическая цепь, поскольку все части тела замкнуты. Устойчивость и равновесие имеют достаточно высокую степень, центр тяжести расположен низко, площадь опоры большая.
Для примера верхней опоры могут послужить висы. Висы тоже считаются достаточно устойчивыми. Тело человека испытывает силу растяжения под тяжестью собственного веса. Руки прямые и соприкасаются с опорой в фиксировано положении. Вис является силовым упражнением уже сам по себе. Подтягивания на перекладине являются сложным силовым упражнением, которое может выполнить только подготовленный спортсмен с сильно развитыми мышцами верхнего пояса и верхних конечностей. В таком положении любая двигательная активность является сложно выполнимой, поэтому можно использовать опору для ног.
Ходьба — повседневная двигательная активность человека. Это попеременное движение ног. Одна нога служит опорой в тот момент, когда другая находится в воздухе и движется вперед. Ноги поочередно сменяют друг друга, меняя последовательно опорную фазу на двигательную.
Бег — быстрые циклические шаги, требующие от опорно-двигательного аппарата достаточно больших энергозатрат, напряжения центральной нервной системы, хорошей физической формы. Измеряется длиной шага, скоростью бега и длительностью временного промежутка.
Приседания — выполняются мышцами нижних конечностей. Площадь опоры достаточно мала, равновесие не обладает достаточной устойчивостью. При опоре руками выполнение приседаний значительно облегчается. Чем приседания глубже, тем они тяжелее. Усложнение упражнений осуществляется за счет темпа и числа приседаний, возможно дополнительное отягощение на плечи.
Прыжки — это поочередные отталкивания тела от площади опоры. Главную работу выполняют мышцы нижних конечностей, мышцы туловища и рук участвуют в движении, обеспечивая вспомогательную функцию.
Биомеханика тела человека.
Введение в биомеханику тела человека.
Биомеханика — это наука о движении живого тела, в том числе она изучает, как мышцы, кости, сухожилия и связки работают вместе для создания движения. Биомеханика является частью более обширной области кинезиологии, в которой особое внимание уделяется механике движения. Это фундаментальная и прикладная наука, охватывающая исследовательскую, практическую деятельность, а также использование ее результатов.
Биомеханика включает в себя не только структуру движения костей и мышц, которые они могут производить, но также механику кровообращения, функцию почек и другие функции организма. Американское общество биомеханики говорит, что биомеханика представляет собой широкое взаимодействие между механикой и биологическими системами. Биомеханика изучает не только организм человека, но и животных, и даже распространяется на растения и механическую работу клеток.
Например, биомеханика приседа включает в себя учет положения и/или движения ног, бедер, коленей, спины, плеч и рук.
Элементы биомеханики
Статика
Изучение систем, которые находятся в равновесии, либо в состоянии покоя или движутся с постоянной скоростью.
Динамика
Изучение систем, которые находятся в движении с ускорением и замедлением.
Кинематика
Описание влияния сил на систему, моделей движения, включая линейные и угловые изменения скорости во времени. Положение, смещение, скорость и ускорение.
Кинетика
Изучение причин движения, сил и моментов.
Спортивная биомеханика
Спортивная биомеханика изучает движения человека во время физической деятельности спортивного характера. Физика и законы механики применяются для изучения, улучшения и модернизации техники выполнения того или иного упражнения.
Биомеханика тела человека анализирует и исследует движение тела
Биомеханику можно использовать при проектировании:
Инвентаря, одежды, обуви, а также полей и спортивных сооружений. Обувь может быть также разработана для лучшей производительности, например, бегуна на средние дистанции или ракетки для лучшего захвата.
Биомеханика изучает спортивные методы и системы тренировок
Разрабатывает технику упражнений и делает их более эффективными. Она может включать фундаментальные исследования того, как, например, положение рук влияет на движение в плавании. Она может предлагать и анализировать новые методы тренировки, основанные на механических требованиях разных видов спорта, направленных на повышение производительности.
Биомеханика в медицине и военном деле
Биомеханика может применяться для:
Изучения причин лечения и профилактики спортивных травм. В исследованиях анализируются силы, которые могут привести к растяжению голеностопного сустава, и то, как конструкция обуви или игровая поверхность могут снизить риск получения травмы.
Изучение систем опорно-двигательного аппарата человека
В таких исследованиях используются специальные платформы для изучения сил реакции опоры, инфракрасная видеосъемка для захвата траекторий движения тела человека. В исследованиях также применяют электромиографию для изучения мышечной активации, изучения реакции мышц на внешние силы и воздействия.
Военные разработки
Многие институты биомеханики тесно сотрудничают с военными организациями. Например, Министерство по делам ветеранов США и Министерство обороны США выделяют средства различным лабораториям для помощи солдатам и ветеранам войны. Они изготавливают эргономичные, удобные, долговечные протезы различных конечностей. А также разрабатывают специальные бионические костюмы для улучшения боеспособности своих солдат.
Подписывайся на наши соц сети и жди анонсы новых статей
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
На первых современных Олимпийских играх в 1896 году все спортсмены должны были бежать по часовой стрелке, но в МОК начали поступать жалобы о неудобстве такого бега. По этой причине в 1913 году МОК документально утвердил правило о беге против часовой стрелки. Также существуют другие причины, например, то, что зрителю привычнее смотреть забеги слева направо, это связывают с чтением книг таким же способом. Еще один более весомый аргумент, с точки зрения спортсмена, — это доминирование правой стороны тела над левой, что дает большее преимущество для бега против часовой стрелки.
Знаете ли вы, что во время сна концентрация гормона роста в организме способна повышаться в 4-5 раз, а в некоторых случаях даже больше. Это одна из главных причин, почему сон крайне важен для хорошего восстановления.
Знаете ли вы, что серфинг является Олимпийским видом спорта? На играх в Токио 2020 будут проведены первые соревнования по серфингу в рамках Олимпиады.
Знаете ли вы, что в СССР существовала команда по регби? Которая с 1985 по 1990 годы брала серебряные медали на чемпионате Европы. А также заняла 4 место на чемпионате мира по регби
Знаете ли вы, что история появления хоккея связана с уборкой урожая? Так, в британской версии происхождения хоккея отмечается, что на празднике уборки урожая проводилась игра с мячом и изогнутой палкой. Любопытно, что и по сей день рабочие в некоторых штатах США используют тяпки, которые называют хокки.
Политика конфиденциальности
Политика в отношении обработки персональных данных
1. Общие положения
Настоящая политика обработки персональных данных составлена в соответствии с требованиями Федерального закона от 27.07.2006. №152-ФЗ «О персональных данных» и определяет порядок обработки персональных данных и меры по обеспечению безопасности персональных данных журнала «СпортНаука» (далее – Оператор).