Биомеханика вертикального положения тела человека. Равновесие тела

1. Тема 13. Биомеханика вертикального положения тела человека Равновесие тела

1

2. Содержание лекции

1.
2.
3.
4.
Условия равновесия тела
Виды равновесия
Восстановление положения тела
Биодинамика осанки – привычной позы
человека
2

3.

1. Условия равновесия тела
3

4. Особенности вертикального положения

• Двигательная задача – обеспечение равновесия без
перемены опоры при постоянной позе или при
изменении позы (движения на месте).
• Равновесие – такое положение тела, при котором оно
может оставаться в покое сколь угодно долго.
4

5.

• Неизменное положение тела возвожно при
уравновешивании всех сил: возмущающих и
уравновешивающих
– Сил тяжести, приложенных к ОЦМ и ЦМ отдельных
сегментов (могут быть отклоняющими или
уравновешивающими)
– Реакция опоры (уравновешивает и закрепляет
опорные звенья)
– Силы мышечной тяги – направены на сохранение или
изменение позы и положения тела
5

6. Условия уравновешивания действующих сил и сохранения положения (позы) тела

Главный вектор –
равнодействующая
всех сил, приложенных
к ОЦМ = 0
Главный момент –
сумма всех моментов
внешних сил = 0
Все внутренние силы
обеспесивают
сохранение позы
Сохранение положения тела
6

7. Условия сохранения равновесия

• Равновесие сохраняется, если вертикаль
ОЦТ проходит внутри площади опоры.
• Степень устойчивости зависит от высоты
ОЦТ и величины площади опоры: чем
ниже ОЦТ и больше площадь опоры, тем
больше устойчивость.
• Площадь эффеективной опоры меньше
площади общей опоры → линия
опрокидывания расположена внутри
общей границы опоры.
• Перегруппировка позы при отклонении
изменяет механические условия
устойчивости.
Площадь опоры в
положении «стоя»
7

8. Работа мышц при сохранении положения тела

• Удерживающая
– Направлена против момента силы тяжести
• Укрепляющая
– Направлена против сил тяжести, действиющих на
разрыв и на укрепление суставов
• Фиксирующая
– Направлена против сил тяги мышц-антагонистов и на
фиксацию позы человека
8

9.

2. Виды равновесия
9

10. Виды равновесия

• Устойчивое равновесие
– Возвращение тела в исходное положение при любом отклонении;
момент устойчивости создаётся силой тяжести
– Условие: ОЦТ находится ниже площади опоры (положение «вис»,
классический пример – игрушки «неваляшки»);
• Неустойчивое (или ограниченно-устойчивое) равновесие
– При отклонении тела из положения равновесия возникают силы,
которые стремятся увеличить это отклонение
– Условие: ОЦТ находится выше площади опоры (основное
вертикальное положение тела человека). Тело в этом случае в
исходное положение не возвращается.
• Безразличное равновесие
– Тело остается в равновесии при любом положении
– Условие: тело закреплено на оси, проходящей через ОЦТ;
например, – колесо
10

11. Степень устойчивости тела при ограниченно-устойчивом виде равновесия

Степень устойчивости тела при ограниченноустойчивом виде равновесия
• Статический показатель – коэффициент
устойчивости – способность сопротивляться
нарушению устойчивости в определённых
направлениях
– Отношение момента устойчивости
(произведение силы тяжести на её плечо) к
моменту опрокидывания (произведение
опрокидывающей силы на её плечо)
G d = Fопр h
– Характеризует способность тела своей
силой тяжестью сопротивляться
опрокидыванию
– Тело не опрокинуть когда коэффициент
больше 1.
Fопр
С
h
G
d
11

12.

• Динамичный показатель – угол
устойчивости – образован линией действия
силы тяжести и прямой, соединяющей ОЦТ
с соответствующим краем площади опоры
– Показывает в каких пределах ещё
действует момент устойчивости: при
отклонение тела в пределах величины
угла устойчивости момент устойчивости
может восстановить положение тела
– Увеличивается при увеличении площади
эффективной опоры и опускании ОЦМ
G
12

13.

3. Восстановление положения тела
13

14. Колебательный характер устойчивости тела

Уравновешивание
возмущающих
сил:
главный вектор
и главный момент
всех внешних сил
равны нулю
Колебания тела
при вертикальном
положении –
равновесие
колебательного
типа
Активная
уравновешивающая
сила –
сила тяги мышц
никогда не равна
нулю и не постоянна
(колебания
мышечного тонуса)
14

15. Зоны сохранения положения тела

Зона сохранения положения тела
соответствует площади
эффективной опоры – расположение
ОЦМ в любом месте позволяет
останивить отклонение
Оптимальная зона –минимальные
усилия для остановки отклонения
Проекция
ОЦМ
Зона восстановления положения –
статическое равновесие сохранить
невозмоно, но активные действия
способны вернуть тело в исходное
положение
15

16. Управление сохранением положения

• Компенсаторные движения
– Направлены на предупреждение выхода ОЦТ за
пределы зоны сохранения положения тела.
• Амортизирующие движения
– Направлены на уменьшение эффекта возмущающих
сил (например, уступающие движения).
• Восстанавливающие движения
– Направлены на возвращение ОЦТ в зону сохранения
положения тела из зоны восстановления положения.
16

17.

4. Биодинамика осанки – привычной позы
человека
17

18.

• Осанка – это способ держания тела, зависящий от
строения позвоночного столба и скелета, степени
подвижности суставов, тонуса мышц, состояния нервной
системы и особенностей расположения внутренних
органов.
• Статическая осанка – поза тела, сохраняемая при
неизменных условиях.
• Динамическая осанка – поза тела, сохраняемая при
переменных условиях.
18

19. Виды осанки

• Совершенная осанка: передняя
поверхность грудного отдела туловища
выступает кпереди по отношению к
передней поверхности живота.
• Хорошая осанка: передняя поверхность
грудного отдела туловища и передняя
поверхность живота находятся в одной
фронтальной плоскости.
• Средняя осанка: поверхность живота
несколько выступает по отношению к
грудной плоскости.
• Плохая осанка: выраженная
сутуловатость, большой прогиб кпереди
поясничного отдела позвоночного
столба. (Эта осанка чревата снижением
тонуса мышц, ухудшением работы
внутренних органов)
19

20. Типы положения стоя

• Антропометрическое положение («нормальное положение»),
– Исходное положение для различных измерений.
– ОЦМ и фронтальная ось тазобедренного сустава лежат в одной
плоскости, туловище и голова выпрямлены,
– Угол наклона таза 50 – 60˚,
– Пятки вместе, носки разведены под углом 65 - 70˚.
– Малая удобность (большое напряжены мышцы передней
поверхности голени, которые более слабые и быстро утомляются).
• Спокойное положение(«удобная осанка»)
– Требует наименьшей работы мышц
– Все тело расслаблено
– Туловище несколько отведено назад, а таз – вперед.
– Грудной кифоз увеличен, а поясничный лордоз уменьшен, таз
расположен горизонтально, а ребра опущены.
20

21.

• Напряженное положение («военная осанка»)
– Сдвиг туловища вперед, ось силы тяжести впереди всех
осей суставов, напряжены задние группы мышц.
– Наклон таза увеличен до 80 – 90˚
• Исходное положение (практика физической культуры и
спорта)
– Является средним между спокойным и напряженным.
– Туловище наклонено приблизительно на 70˚.
– Повышенный тонус мышц.
21

22. Вопросы для контроля

• В чём состоит двигательная задача при вертикальном положении
тела?
• Перечислите биомеханические условия сохранения равновесного
положения тела.
• Перечислите виды равновесия.
• При каком условие тело находится в состоянии устойчивого
равновесия?
• Чем отличается статический показатель устойчивости от
динамического?
• В чем состоит колебательный характер устойчивости тела человека?
• Какие виды движений участвуют в сохранении положения тела
человека?
• Чем зона восстановления положения тела отличается от зоны
сохранения положения тела?
• Чем статическая осанка отличается от динамической?
• Каковы признаки совершенной осанки?
22

23. Тестовые вопросы для контроля

Выберите один наиболее правильный ответ.
1.Коэффициент устойчивости
а. является динамическим показателем устойчивости тела.
б. характеризуется отношением момента опрокидывания к моменту
устойчивости.
в. характеризуется способностью тела сопротивляться нарушению устойчивости.
г. характеризуется углом устойчивости.
2. В состоянии устойчивого равновесия
а. ОЦТ находится выше уровня опоры.
б. ОЦТ находится ниже уровня опоры.
в. тело закреплено на оси, проходящей через ОЦТ.
г. тело остаётся в равновесии при любом положении.
3. Какие движения направлены на предупреждение выхода ОЦТ за пределы зоны
сохранения положения тел?
а. Уступающие.
б. Компенсаторные.
в.Амортизирующие.
г. Восстанавливающие.
23