Основные направления биомеханики

Реферат: Основные направления  биомеханики

 план

введение. 2

основные направления  биомеханики. 4

тестирование двигательных качеств. 15

заключение. 21

литература. 22

 

 

/>введение

Движение лежит в основе жизнедеятельности человека. Разнообразные химические и физические процессы в клетках тела, работа сердца и течение крови, дыхание, пищеварение и выделение; перемещение тела в пространстве и частей тела относительно друг друга; сложнейшая нервная деятельность, являющаяся физиологическим механизмом психики, восприятие и анализ внешнего и внутреннего мира — все это различные формы движения материи.

Основным условием жизни вообще является взаимодействие живого организма с окружающей средой. В этом взаимодействии существенную роль играет двигательная деятельность. Только передвигаясь, животное может находить себе пищу, защищать свою жизнь, производить потомство и обеспечивать его существование. Только при помощи разнообразных и сложных движений человек совершает трудовую деятельность, общается с другими людьми, говорит, пишет и пр. Определенным образом организованная двигательная деятельность является основой физического воспитания и основным содержанием спорта.

Наиболее элементарной формой движения материи является механическое движение, т.е. перемещение тела в пространстве. Закономерности механического движения изучаются механикой. Предметом механики как науки является изучение изменений пространственного расположения тел и тех причин, или сил, которые вызывают эти изменения.

Вскрывая и описывая условия, необходимые для осуществления того или иного механического движения, механика является важной теоретической основой техники, в особенности техники построения разнообразных механизмов. Механическая точка зрения может быть использована и при изучении механических движений человека.

Двигательная деятельность человека практически осуществляется при участии всех органов тела. Однако непосредственным исполнителем функции движения является двигательный аппарат, состоящий из костей, скелета, связок и мышц с их иннервацией и кровеносными сосудами. С механической точки зрения, двигательный аппарат совмещает в себе рабочую машину и машину-двигатель.

Устройство двигательного аппарата является предметом изучения анатомии. Изучение двигательного аппарата как машины-двигателя производится, главным образом,биохимией и физиологией. Изучение его как рабочей машины является задачейособой научной дисциплины — биомеханики.

основные направлениябиомеханики

Биомеханика- наука о законах механического движения в живых системах. Она изучает движенияс точки зрения законов механики, свойственных всем без исключения механическимдвижениям материальных тел. Специальных законов механики, особых для живыхсистем не существует.

Однакосложность движения и функций, живого организма требует тщательного учетаанатомо-физиологических особенностей. Иначе нельзя правильно использоватьзаконы механики в изучении сложных движений организмов. Нередко то, что выгоднос точки зрения законов механики, нецелесообразно, если учесть особенностистроения и функций живого организма.

Так, с точкизрения законов механики, для большей устойчивости тела выгодно придать егоцентру тяжести более низкое положение. Но горнолыжник не станет применять нанеровном склоне низкую стойку, т.к она затрудняет амортизирующую работу ужерастянутых мышц. Таким образом, законы механики хотя и занимают главное место вбиомеханике, но не могут использоваться без знания строения и функций организма.

 

Как  самостоятельная научная дисциплина биомеханика физических упражнений должна обогащать теорию физического воспитания, исследуя одну из сторон физических упражнений — технику. Вместе с тем, биомеханика физических упражнений непосредственно служит и практике физического воспитания. Сюда относится, например, следующее:

1) оценка физических упражнений с точки зрения их эффективности в решении определенных задач физического воспитания (ФВ);

2) изучение техники ФУ как предмета обучения с выявлением главного и ведущего в движениях, обеспечивающего высокий результат;

3) оценка качества выполнения ФУ, выявление ошибок, их причин, последствий и путей для устранения;

4) совершенствование спортивной техники с обобщением передового опыта и ее теоретическое обоснование;

5) изучение особенностей лучших образцов спортивной техники как общих для всех, так и тех, которые зависят от индивидуальных особенностей физического развития;

6) изучение функциональных показателей физического развития с целью уточнения путей повышения функциональных возможностей организма спортсмена.

Как учебный предмет биомеханика содержит главные положения учения о движениях, обобщенный и систематизированный опыт изучения общих объективных закономерностей. Овладение курсом биомеханики должно вооружить будущего педагога, тренера основами знаний о движениях человека, помочь им повысить теоретический уровень практической деятельности.

Предмет любой науки, в том числе и биомеханики, определяется специфическим объектом познания — кругом явлений и процессов, закономерностей, которые изучает та или иная наука. В этом объекте каждая из них имеет свою область изучения.

Иными словами, объект познания — это то, что конкретно изучает наука; область изучения в каких пределах, границах.

 

Объект познания биомеханики — двигательные действия человека как системы взаимносвязанных активных движений и положений его тела.

 

Биомеханика возникла и развивается как наука о движениях животных организмов, в частности человека.

 

У животных организмов движутся не только части тела — органы опоры и движения. Смещаютсявнутренние органы, жидкости в сосудах, воздух в дыхательной системе и т.п. Этимеханические процессы в биомеханике еще почти не исследованы. Поэтому объектомпознания в ней принято считать только движения тела.

 

В нормечеловек производит не просто движения, а всегда действия (Н.А. Бернштейн); ониведут к известной цели, имеют определенный смысл. Поэтому человек выполняет ихактивно, целенаправленно, управляя ими, причем все движения тесно взаимосвязаны- объединены в системы.

 

Следуетотметить, что двигательные действия человека существенно отличаются от движенийживотных. В первую очередь речь идет об осознанной целенаправленности движенийчеловека, о понимании их смысла, возможности контролировать их и планомерносовершенствовать. Поэтому сходство между движениями животных и человеказавершается на чисто биологическом уровне.

 

В действияхчеловека движения выполняются обычно не все время и не всегда во всех суставах.Части его тела иногда сохраняют свое относительное положение почти неизменным. Вактивном сохранении положения, как и в активных движениях, участвуют мышцы. Следовательно,человек совершает двигательные действия посредством активных движений исохраняя при необходимости взаимное расположение тел или иных звеньев тела.

 

Системыактивных движений, а также сохранение положений тела при двигательных действияхизучаются в настоящем курсе биомеханики.

 

Областьизучения биомеханики — механические и биологические причины возникновениядвижений, особенности их выполнения в различных условиях.

 

Движениячастей тела человека представляют собою перемещения в пространстве и времени,которые выполняются во многих суставах одновременно и последовательно. Движенияв суставах по своей форме и характеру очень разнообразны, они зависят отдействия множества приложенных сил. Все движения закономерно объединены вцелостные организованные действия, которыми человек управляет при помощи мышц. Учитываясложность движений человека, в биомеханике исследуют и механическую, ибиологическую их стороны, причем обязательно в тесной взаимосвязи.

 

Посколькучеловек выполняет всегда осмысленные действия, его интересует, как можнодостичь цели, насколько хорошо и легко это получается в данных условиях. Чтобырезультат был лучше и достичь его было легче, человек сознательно учитывает ииспользует условия, в которых надо действовать. Кроме того, учится болеесовершенно выполнять движения. Биомеханика человека учитывает эти егоспособности, чем существенно отличается от биомеханики животных. Таким образом,биомеханика человека изучает также, какой способ и какие условия выполнениядействий лучше и как овладеть ими.

 

Вбиомеханике область изучения определяется ее задачами. Общая задача охватываетвсю область знания в целом; частные задачи важны при изучении конкретныхвопросов движений.

 

Общая задачаизучения движений состоит в оценке эффективности приложения сил для достиженияпоставленной цели.

 

Всякоеизучение движений в конечном счете направлено на то, чтобы помочь лучшевыполнять их. Прежде, чем приступить к разработке лучших способов действий,необходимо оценить уже существующие. Отсюда вытекает общая задача биомеханики,сводящаяся к оценке эффективности способов выполнения изучаемого движения. Притаком подходе сопоставляют то, что есть в движениях с тем, что требуется.

 

Биомеханикаисследует, каким образом полученная механическая энергия движения и напряженияможет приобрести рабочее применение (А.А. Ухтомский). Рабочий эффект измеряетсятем, как используется затраченная энергия. Для этого определяют, какие силысовершают полезную работу, каковы они по происхождению, когда и где приложены. Тоже самое должно быть известно о силах, которые производят вредную работу,снижающую эффективность полезных сил. Такое изучение дает возможность сделатьвыводы о том, как повысить эффективность действия. Это общая задача. По ходу еерешения возникают многие частные задачи, не только предусматривающиенепосредственную оценку эффективности, но и вытекающие из общей задачи и ейподчиненные.

 

Частныезадачи биомеханики состоят в изучении и объяснении: а) самих движений человекав той или иной области его двигательной деятельности; б) движений физическихобъектов, перемещаемых человеком, в) результатов решения двигательной задачи; г)условий, в которых они осуществляются; д) развития движений человека (с учетомназванных сторон) в результате обучения и тренировки.

 

1. На основекинематики описывают движения (пространственную форму и характер движений),изучая динамику движений, влияние сил на их изменение, дают объяснение, находятпричины особенностей движения.

 

2. Таким жеобразом описывают и объясняют движения снарядов, зависящие от движений человека.

 

3. Необходимосопоставлять разные варианты исполнения, сложившиеся в практике, разную степеньсовершенства, зависящую от квалификации исполнения и др.

 

4. Движениячасто исполняются в переменных условиях, характер изменения последних такжевлияет на движения. Учитывая условия внешние (все факторы внешнего окружения) ивнутренние (уровень подготовленности, возрастные особенности и др.), с однойстороны выявляют, какие условия благоприятствуют эффективности, иначе говоря,какие нужно создавать условия. С другой стороны, определяют, как лучшеприспособиться к заданным условиям, как их использовать.

 

5. На основеописания и объяснения движений необходимо указать путь их совершенствования: нетолько изучать действительность, но и преобразовывать ее.

 

Содержаниенауки составляет совокупность накопленных знаний, складывающихся в определеннуюсистему — теорию науки, а также пути получения этих знаний — метод науки. Итеория и метод выражаются в понятиях и законах науки, характерных для нее,раскрывающих ее содержание.

 

В основесовременного понимания двигательных действий заложен системно-структурныйподход, который позволяет рассматривать тело человека как движущуюся систему, асами процессы движения — как развивающиеся системы движений.

 

Теориябиомеханики в настоящее время охватывает три большие проблемы.

 

Особенностистроения и свойства животных организмов оказывают существенное влияние назакономерности их движений. Исходя из этого, тело человека рассматривается какбиомеханическая система. С давних пор органы опоры и движения сравнивают срычагами. Ранее указывали лишь на то, что, изучая движения таких рычагов, надоучитывать анатомо-физиологические особенности тела человека. Следующим этапом впонимании природы движений было признание специфики биомеханических систем,отличных в принципе от твердых тел или систем твердых тел. Эта спецификазаставляет изучать такие свойства биомеханических систем, которых нет вискусственных конструкциях, машинах, создаваемых человеком. Поэтому в теориибиомеханики возникла проблема изучения строения и свойства биомеханическихсистем, а также их развития.

 

Для решенияобщей задачи биомеханики необходимо изучение специфических особенностей самихпроцессов

 

достиженияживого организма и условий, обеспечивающих эффективность приложения сил. Длядвижений животных характерно сочетание множества движений в суставах в единоецелое — систему движений. С этим связано возникновение в теории биомеханикипроблемы изучения эффективности двигательных действий, как систем движений, ихособенностей и развития.

 

Чрезвычайноважно изучение изменения движений в процессе овладения двигательными действиямикак системами движений (двигательными актами, приемами выполнения действий). Сэтим связана проблема изучения закономерностей формирования и совершенствованиядвижений.

 

Методбиомеханики — системный анализ и синтез движений на основе количественныххарактеристик, в частности кибернетическое моделирование движений.

 

Биомеханика,как наука экспериментальная, эмпирическая, опирается на опытное изучениедвижений. При помощи приборов регистрируются количественные характеристики,например траектории скорости, ускорения и др., позволяющие различать движения,сравнивать их между собой. Рассматривая характеристики, мысленно расчленяютсистему движений на составные части — устанавливают ее состав. В этомпроявляется системный анализ.