Тема
Биомеханические характеристики движений человека
Лекция № 4
Кинематические характеристики движений
- Общий обзор кинематических характеристик и их классификация.
- Пространственные характеристики движений: координаты, перемещения, траектории.
- Временные характеристики движений: момент времени, длительность движения, темп, ритм.
4. Пространственно-временные характеристики движений: скорость и ускорение.
Общий обзор кинематических характеристик и их классификация.
Характеристики движений – те особенности и признаки, по которым движения различаются между собой.
Различают качественные и количественные характеристики движений.
Качественные характеристики движений описываются только словами.
Количественные характеристики движений: для их описания используют измерения и вычисления движений.
Количественные характеристики движений делятся на кинематические и динамические.
Кинематические характеристики движений раскрывают форму и характер движения без учета масс и действующих сил. Они дают в целом только внешнюю картину движений и описывают движения в пространстве и во времени.
Поэтому кинематические характеристики подразделяются на:
· пространственные;
· временные;
· пространственно-временные.
| Кинематические характеристики движений | ||||||||||||||||
| ↓ | ↓ | ↓ | ||||||||||||||
| пространственные | временные | пространственно-временные | ||||||||||||||
| ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ↓ | ||||||||
| коор динаты | пере мещения | траек тории | момент времени | длитель ность движения | темп | ритм | ско рость | ускоре ние |
Кинематические характеристики движений дают возможность сравнивать размеры тела и его звеньев, а также кинематические особенности движений у разных спортсменов.
От учета этих характеристик во многом зависит индивидуализация техники спортсменов, поиск оптимальных движений.
Пространственные характеристики движений: координаты, перемещения, траектории.
Пространственные характеристики движений позволяют определить:
1. Каково исходное и конечное положение при движении (координаты).
2. Какова разница между ними, насколько они изменились (перемещения).
3. Через какие промежуточные положения выполнялось движение (траектория).
Движение человека можно изучать, рассматривая его тело как:
· материальную точку,
· одно твердое тело,
· систему тел.
Тело человека рассматривают как материальную точку в случае, если перемещения тела намного больше, чем его размеры.
Тело человека приравнивают к твердому телу, если можно не принимать во внимание взаимные перемещения его звеньев, когда важно учитывать, лишь, его размеры, расположение в пространстве и ориентацию.
Тело человека изучают как систему тел, когда важны еще и особенности движений звеньев тела.
Поэтому, определяя основные пространственные характеристики движений человека (координаты и траектории), заранее уточняют, к какому материальному объекту (точке, телу или системе тел) приравнивают в данном случае тело человека.
Координаты точки – это пространственная мера местонахождения точки относительно системы отсчета.
Положение точки определяет:
· на линии – одна координата (Sx);
· на плоскости – две координаты (Sx, Sy);
· в пространстве – три координаты (Sx, Sy, Sz).
Изучая движение, нужно определить:
· исходное положение
· конечное положение
· ряд мгновенных промежуточных положений.
Перемещение – это пространственная мера изменения местоположения точки.
Перемещения бывают линейные и угловые.
Линейное перемещение измеряется метрами или его производными (мм, см, км) и вычисляют по формуле: ∆S=L
| ∆S = Sкон – Sнач |
Угловое перемещение (вращение в суставе или вращение тела вокруг продольной оси) измеряется в градусах, оборотах или радианах и вычисляют по формуле:
| ∆ φ = φкон– φнач | φ (фи) |
Траектория – это линия, которую описывает материальная точка, перемещаясь в пространстве.
Прямолинейное движение – движение, при котором траектория представляет прямую линию.
Криволинейное движение – движение, при котором траектория представляет окружность, дугу и т.д. в этом случае траектория характеризуется длиной (L), кривизной (К) и ориентацией в пространстве. Если траектория является дугой окружности, радиус кривизны ее является постоянным (например, траектория точки звена тела при движении в суставе). При увеличении радиуса (R) кривизна траектории (К) уменьшается и, наоборот, при уменьшении радиуса кривизна траектории увеличивается:
| К = 1/ R |
Временные характеристики движений: момент времени, длительность движения, темп, ритм.
Они определяют движение во времени, а именно:
1) когда движение началось закончилось (момент времени);
2) как долго оно длилось (длительность движения);
3) как часто выполнялось движение (темп);
4) как движения были построены во времени (ритм).
Момент времени – временная мера положения точки или тела.
Момент времени определяют не только для начала и окончания движения, но и для других важных мгновенных положений (например, существенного изменения движения – окончание одной фазы и начало другой при отрыве стопы от опоры в беге – это момент окончания фазы отталкивания и начала фазы полета).
По моментам времени определяют длительность движения.
Длительность движения – это разность моментов времени окончания (tкон) и начала (tнач) движения:
| ∆ t = tкон – tнач |
При использовании секундомера начальный момент времени равен нулю, поэтому конечный момент времени одновременно показывает и длительность движения.
По длительности движений определяют ритм и темп.
Темп движений – временная мера повторности движений.
Темп − величина, обратная длительности: чем больше длительность каждого движения, тем меньше темп и, наоборот.
| N = 1/ ∆t |
N – темп; ∆t − длительность
Количество движений во всех видах спорта определяется в 1 минуту. В повторяющихся (циклических) движениях темп может служить показателем совершенства техники, например, у лыжников, пловцов, гребцов. Темп может изменяться при утомлении (например, у лыжников понижается, а у бегунов повышается за счет уменьшения длины шагов).
Ритм движений – временная мера соотношения частей движений. Он определяется по соотношению длительности частей движения.
«Неритмичные» движения» − это движения с отклонениями от заданного рационального ритма.