Кафедра физики, математики и информатики Тема: «Биомеханические механизмы адаптации человека в различных видах деятельности» 2013
Кафедра физики, математики и информатики Биомеханика упражнений, тренировок, двигательный действий еловек при выполнении нового движения создает себе (на основе его цели и содержания) определенный образ будущего движения. По мере выполнения движения происходит его сличение с программой управления, а также осуществляются последовательные его коррекции (так называемые сенсорные коррекции). Функциональная система по П. К. Анохину
Кафедра физики, математики и информатики Механизм управления позволяет выделить три стадии формирования движения. • • • Первая стадия — формируется общее представление о движении при участии мышц, осуществляющих движение, мышц-антагонистов и других мышц (участие которых в освоенном движении не требуется); поэтому человек выполняет движение (движения) излишне напряженно, тем самым значительно уменьшая скорость его выполнения. Если на этой стадии движения выполнять в быстром темпе, то сенсорные коррекции затруднительны или невозможны. Вторая стадия — исчезает напряженность и возникает достаточно четкая мышечная координация при выполнении постоянных движений. Движение пока еще не выполняется свободно и автоматизированно. Третья стадия — используются реактивные силы, силы инерции, движения становятся более экономичными, их выполнение доводится до автоматизма.
Кафедра физики, математики и информатики Акт ходьбы В акте ходьбы деятельное участие принимают также верхние конечности человека: при выносе вперед правой ноги правая рука движется назад, а левая — выносится вперед. Руки и ноги человека при ходьбе совершают движения в противоположных направлениях Ходьба в норме. Ширина и длина шага (а). Отклонение центра тяжести (ЦТ) во время ходьбы по вертикальной оси на 5 см (б). Отклонение ЦТ в сторону на 2, 5 см (в) (по S. Hoppenfeld, 1983)
Кафедра физики, математики и информатики Функциональный анализ ходьбы Степень сокращения мышц туловища и нижней конечностив течение двойного шага при обычной ходьбе (по данным электромиографического анализа, произведенного B. C. Гурфинкелем в ЦНИИТе протезирования и протезостроения). Черным цветом показано максимальное сокращение, двойным штрихом — сильное сокращение, одинарным — среднее сокращение, точками — слабое сокращение, белым показано расслабление мышцы: 1 — прямая мышца живота; 2 — прямая мышца бедра; 3 — передняя большеберцовая мышца; 4 — длинная малоберцовая мышца; 5 — икроножная мышца; 6 — полусухожильная мышца; 7 — двуглавая мышца бедра; S — большая ягодичная мышца; 9 — мышца, натягивающая широкую фасцию; 10 — средняя ягодичная мышца; 11 — крестовоостистая мышца
Кафедра физики, математики и информатики Функциональный анализ ходьбы • период опоры — на фазы переднего толчка и заднего толчка, разделенные моментом вертикали; • маха — фазы заднего шага и переднего шага, между которыми также находится момент вертикали
Кафедра физики, математики и информатики Колебания ОЦТ тела Перемещение общего центра тяжести (ОЦТ) тела при обычной ходьбе (а). Графики межзвенных углов и опорных реакций при ходьбе в норме: ТБС, КС, ГСС, ПФС — соответственно, тазобедренный, коленный, голеностопный, плюснефаланговый суставы; Rz, Ry — вертикальная и продольная компоненты опорной реакции (б)
Кафедра физики, математики и информатики Характерной особенностью графиков этих углов (ангулограмм) является довольно стабильная периодичность. У разных людей меняются только продолжительность периода и диапазон изменений угла (амплитуда). В норме эти амплитуды составляют: в ТБС 26— 30°; в КС в опорный период шага 12— 15°; в переносный период — 55— 62°; в ГСС подошвенное сгибание равно 17— 20°; тыльное — 8— 10°. В ПФС всегда имеется тыльное сгибание при переносе (10— 12°), при опоре сначала идет выпрямление до 0°, а при заднем толчке (от заднего толчка опорной ноги тело устремляется вперед) в ПФС снова происходит сгибание до 10— 12°.
Кафедра физики, математики и информатики Временная структура шага Кинограммы ходьбы (а) и бега (б) на протяжении одиночного шага и диаграммы времени двойного шага (по Е. Muybriage, 1887; Д. А. Семенову, 1939).
Кафедра физики, математики и информатики Внешние силы и силы реакции опоры Реактивные силы и момент сил, действующие на правую стопу человека. . Изменение опорной реакции во время одиночного шага при ходьбе (по H. D. Eberhart, V. Inman, 1951; H. D. Eberhartetal, 1954)
Кафедра физики, математики и информатики Гониограммы тазобедренного (а), коленного (б), голеностопного (в) и плюснефалангового (г) суставов ног; динамограммы (д) вертикальной (7) и продольной (2) сил реакции опоры; перемещение точки приложения равнодействующих сил в сагитальной плоскости (е); временная структура ходьбы (ж) (по В. А. Богданову, B. C. Гурфинкель, 1976)
Кафедра физики, математики и информатики Перемещение общего центра тяжести (ОЦТ) тела при беге (а). Цикл бега (б)
Кафедра физики, математики и информатики Бег — способ передвижения, при котором фаза опоры одной ногой чередуется с безопорной фазой полета, когда обе ноги находятся в воздухе. Кинематографическим методом выявлены фазы бега, или цикл движений, начинающийся касанием одной из ног земли и продолжающийся до тех пор, пока эта же нога вновь не коснется земли. Каждый цикл включает фазу опоры на одну ногу и фазу маха (т. е. возвращение ноги вперед), когда тело не опирается на эту ногу. Зависимость между длиной шага и горизонтальной скоростью бега Зависимость между частотой шагов и скоростью бега
Скачать презентацию Кафедра физики математики и информатики Тема Биомеханические механизмы
Биомеханика тема 7.ppt