Материал: Биомеханика двигательной деятельности Практикум по лабораторным работам

Примечание. Положение ЦМ биозвеньев отсчитывается от его проксимального конца. Опознавательной точкой ЦМ туловища является проекция мечевидного отростка на фронтальную плоскость.

Методические указания по выполнению

Опознавательными точками концов биозвеньев являются проекции осей суставов на профильную плоскость. Они обнаруживаются при поворотах биозвеньев так, что поворот биозвена во фронтальной плоскости не приводит к изменению ее положения.

Измерение длин тела проводят с точностью до 0,005 м; измерение массы тела – с точностью до 0,10 кг.

Расчетные значения длин и масс заносят в таблицу с точностью до 0,001. Рекомендуется расчетные операции выполнять с помощью микрокалькулятора.

5

Контрольные вопросы

1.Сложить значения относительных масс. Почему сумма этих цифр не совпадает с массой тела, равной 100%?

2.Где будет располагаться проекция центра масс туловища на сагиттальную плоскость.

Рекомендуемая литература

1.Донской, Д.Д. Биомеханика / Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. – М. : ФиС, 1979.

2.Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека / В.М. Зациорский, А.С. Аруин, В.Г. Селуянов. – М. : ФиС, 1981.

Лабораторная работа 2 Аналитическое определение сил тяги мышц в различных

статических положениях

Целью работы является приобретение навыка оценки усилий мышц в статике на основе расчета моментов сил, действующих на биозвенья.

Организация работы

Студенты получают раздаточный материал со схематическим изображением позы человека, выполняющего физическое упражнение.

В качестве исходных используют данные, полученные в лабораторной работе 1 (табл. 1).

6

Содержание работы

Для объективной оценки степени воздействия физического упражнения на скелетные мышцы опорно-двигательного аппарата человека необходимо знать усилия, развиваемые мышцами (мышечные тяги) при выполнении этого упражнения. На примере анализа простых упражнений (рис. 1) студенты приобретают навык расчета мышечных усилий. Для этого рассчитываются сила тяги среднего пучка, удерживающего руку в горизонтальном положении (рис. 1,а), сила тяги прямой мышцы живота при выполнении упражнения «угол» в висе на гимнастической лестнице (рис. 1,б), сила тяги ягодичных мышц при удержании штанги, как показано на рис. 1,в.

Рис. 1. Схема для расчета силы тяги отдельных групп мышц при выполнении определенных видов упражнений

Для всех трех упражнений составляются уравнения статического равновесия:

7

где Мm – момент мышечной тяги; ΣМm – сумма моментов сил тяжести, действующих на биозвенья спортсмена.

Поскольку Mm = FmL, формула (2.1) приобретает вид:

где Fm – искомая сила тяги мышцы; L – плечо действия силы Fm относительно оси поворота биозвеньев.

Алгоритм выполнения

1.Перенести на миллиметровую бумагу схемы положения звеньев по рис. 1,а, б и в с соблюдением масштаба по размерам, определенным в лабораторной работ 1.

2.Нанести на схемы положения частных центров масс.

3.Составить уравнения равновесия для поз по рис. 1,а, б и в.

4.По данным, полученным в работе 1, определить значения мышечных усилий.

5.Проанализировать полученные результаты.

Методические указания по выполнению

При составлении уравнения равновесия обратить внимание на то, что сила тяги Fm в позе, изображенной на рис. 1, в, не параллельна линии действия силы тяжести. Плечо L этой силы должно быть определено через косинус угла.

Обратить также внимание на то, что момент силы Fm имеет направление, обратное направлению моментов сил тяжести.

Контрольные вопросы

1.Как должен изменить спортсмен позу, чтобы уменьшить величину тяговой силы мышц при том же грузе? Почему?

2.Увеличится ли в два раза сила тяги мышц при увеличении веса груза вдвое (рис. 1,в)? Почему?

Техническое оснащение – микрокалькулятор.

8

Рекомендуемая литература

Донской, Д.Д. Биомеханика / Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. – М. : ФиС, 1979.

Лабораторная работа 3 Определение общего центра масс тела человека

Целью работы является приобретение навыка аналитиеского расчета по фотограммам и промерам общего центра масс тела и отдельных биометрических цепей.

Организация работы

Студенты получают раздаточный материал в виде изображения поз спортсмена, выполняющего различные физические упражнения. Могут быть изображены также биомеханические схемы отдельных цепей.

Исходными данными для выполнения этой работы служат результаты, полученные в лабораторной работе 1.

Содержание работы

При анализе физических упражнений в ряде случаев необходимо оценивать условие равновесия тела (упражнение «ласточка», стойка на кистях, групповые упражнения в акробатике и т. п.). Существенную информацию о технике выполнения физических упражнений несет анализ траектории общего центра масс тела спортсмена (ОЦМ).

При выполнении лабораторной работы студенты приобретают навык использования для определения положения ОЦМ одного из широко применяемых для этой цели методов – графоаналитического.

По этому методу, на основании теоремы Вариньона, студенты составляют уравнение равновесия тела, из которого вытекает:

9