Вступ до біомеханіки

1. Лекція №1 ВСТУП ДО БІОМЕХАНІКИ

фізичних вправ

2. План:

1. Історія розвитку біомеханіки як науки і
як навчальної дисципліни. Історія
розвитку біомеханіки на Україні.
2. Предмет, задачі і методи біомеханіки
фізичних вправ.
3. Понятійний апарат біомеханіки.
4. Прикладна направленість біомеханіки.
5. Схема біомеханічного аналізу.

3. Література

1. ГАМАЛІЙ В. В. БІОМЕХАНІЧНІ АСПЕКТИ ТЕХНІКИ РУХОВИХ ДІЙ У
СПОРТІ: Навч.пос. – Київ., 2007
2. ДОНСКОЙ Д.Д., ЗАЦИОРСКИЙ
В.М. БИОМЕХАНИКА. – М.:
“ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ”, 1979, - 263 С.
3. БЕРНШТЕЙН Н.А. О ПОСТРОЕНИИ ДВИЖЕНИЙ. - М.: “МЕДИЗДАТ”, 1947.436 С.
4. ЛАПУТИН А.Н. БИОМЕХАНИКА ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ. ИЗД-ВО
ОБЪЕДИНЕНИЕ “ВЫСШАЯ ШКОЛА”, КИЕВ, 1976, - 86 С.
5. ЛАПУТИН А.Н. ОБУЧЕНИЕ СПОРТИВНЫМ ДВИЖЕНИЯМ.– К.: “ЗДОРОВЬЕ”, 1986.- 214 С.
6. ЭНОКА Р.М. ОСНОВЫ КИНЕЗИОЛОГИИ. К.: ОЛІМПІЙСЬКА ЛІТЕРАТУРА,
1998. – 399 С.
7. ПРАКТИЧЕСКАЯ БИОМЕХАНИКА. (ПОД ОБЩ. РЕД. ЛАПУТИНА А.Н.)
К.: ЗНАННЯ , 1999. – 253 С.
8. ДУБРОВСКИЙ В.И. БИОМЕХАНИКА. УЧЕБНИК.- М.: СОВЕТСКИЙ СПОРТ.–
2003. - 672 С.
9. ЛАПУТІН А.М. ГАМАЛІЙ В.В., АРХИПОВ О.А., КАШУБА В.О., НОСКО
Н.О., ХАБІНЕЦЬ Т.О. БІОМЕХАНІКА СПОРТУ. /НАВЧАЛЬНИЙ
ПОСІБНИК, 2004.-П 318 С.
10. Кашуба В.А. Биомеханика осанки. – Киев: Олимпийская литература,
2003. – 310 с.

4.

5.

6.

7.

8. Теми самостійних робіт

№ 1. Дидактика рухових дій (сб. н. трудов «Управление
биомеханическими системами в спорте» - 1989 г.)
План:
1. Класифікація фізичних вправ (с.9-12).
2. Змістовна і процесуальна сторони навчання (с.25-26).
3. Принципи дидактики.
№2. Індивидуальні и групові особливості моторики (ХI
глава у підручнику «Биомеханика» Д.Донской,
В.Зациорский, 1989 г.)
План:
Характеристика тілобудови.
Онтогенез моторики.
Руховий і паспортний вік.
Прогноз розвитку моторики.
Онтогенез моторики у окремі вікові періоди.
Особливості моторики жінок.
Рухові переваги.

9. Етапи розвитку біомеханіки як науки і навчальної дисципліни

Етапи розвитку біомеханіки уособлюють собою діяльність наступних
видатних вчених
1. Леонардо да Вінчі (1452-1519 рр.).
2. Галілео Галілей (1564-1642 рр.).
3. Джованні Альфонсо Бореллі (1608-1679 рр.).
4. Брати Вебери
5. Этьен-Жюль Марей (1830-1904рр.), Едвард
Мейбрідж (1830 – 1904); Отто Фішер, Вільгельм
Браун
6. Лесгафт Петр Францевич (1837 – 1909);
«Теория телесных движений» (1874р.);
7. Сеченов Іван Михайлович (1829 – 1905) «Очерк рабочих движений» (1901р.).

10.

8. Іваницький Михайло Федорович (1895-1969) «Записки по динамической анатомии» (1928р.);
«Движения человеческого тела» (1938р.) .
9. Бернштейн Микола Олександрович (1896 – 1966)– «О
построении движений» (1947г.) .
10. 1960 р. – початок викладання біомеханіки як окремої
дисципліни
11. 1974р. В Києві - І Всесоюзна наукова конференція з
біомеханіки.
1976р. – 2-я (Каменець-Подільський);
1978р. – 3-я (Чернігов).
12. Лапутін Анатолій Миколайович (1939 – 2007); - 70-і,
80-і роки в лабораторії б/мех. розроблений
гіпергравітаційний костюм (проведені біомеханічні
дослідження стоп спортсменів (Київ), тощо.
13. 1981р. – створена кафедра біомеханіки КДІФК.

11. “... художнику необхідно знати анатомію нервів, кісток, м’язів і сухожиль, щоб знати при різних рухах і зусиллях, який нерв або

м’яз
є причиною руху”
Леонардо да Вінчі
(1452—1519)
вивчив форми і пропорції
тіла людини;
запропонував класифікацію
м’язів, пояснив їх функцію з
точки
зору
законів
механіки;
вперше описав ходу
людини і звернув увагу на
координацію роботи м’язів
у рухах кінцівок

12. Галілео Галілей

Сформулював
принцип
відносності руху
для прямолінійного
й рівномірного
руху,
закон вільного падіння тіл, ідею інерції

13. Альфонсо Бореллі (1608-1679)

ПРАЦЯ: «РУХИ ТВАРИН»
ВКАЗАВ НА ПОЛОЖЕННЯ ЗАГАЛЬНОГО ЦЕНТРУ ТЯЖІННЯ У ТІЛІ
ЛЮДИНИ;
СТВОРИВ КЛАСИФІКАЦІЮ РУХІВ ЛЮДИНИ І ТВАРИН, ЯКА
ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ В ТЕПЕРІШНІЙ ЧАС

14. Ернст Генріх Вебер (1796-1878) Вільгельм Едуард Вебер (1804-1891)

Наукові дослідження:
іннервація органів (вплив
блукаючого нерву на діяльність
серця;
локалізації почуття тиску,
температури і місця на шкірі
Винайшли прилад: Циркуль
Вебера

15. Етьєн Жюль Марей (1830-1904)

винайшов хронофотографічний апарат для
дослідження рухів тварин і людей

16. Едвард Мейбрідж

Винайшов
зоопраксіскоп – для спостереження
за тваринами
Перший встановив фазовий склад бігу коня

17. Вільгельм Браун Отто Фішер

Застосували тримірний математичний
аналіз людської ходьби (1891).
Отримали відносні маси сегментів тіла
людини і положення центрів мас частин
тіла
Отримали дані вікових змін центрів мас

18. Лесгафт П.Ф.

Виділив прості и складні
суглоби; довів, що рух в
суглобі є повторення рухів
утворюючої його суглобної
поверхні, а величина руху
визначається різницею
кутових розмірів
суглобних поверхонь.
Поєднував анатомію м’язів з особливостями їх
функції, вивчав рухи біоланок тіла людини як
важелів, які мають точки опори

19. Бернштейн Микола Олександрович (1896-1966)

Бернштейн Микола Олександрович (18961966)
Створив теорію
багаторівневого управління
локомоціями людини
Займався біомеханікою праці
Розробляв питання
формування, побудови та
вирішення рухового завдання
Впровадив поняття
«рефлекторного кільця»,
вивчав зворотній зв’язок у
фізіології
Розробляв теорію координації рухів
Винайшов циклозйомку – прогресивний метод
реєстрації рухів

20. ІВАНИЦЬКИЙ М.Ф. (1895-1969)

ЗІГРАВ ВЕЛИКУ РОЛЬ У
РОЗВИТКУ
ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ
АНАТОМІЇ ЛЮДИНИ
СТОСОВНО ЗАДАЧ
СПОРТИВНОЇ ПРАКТИКИ;
ВПЕРШЕ ЗАПРОНУВАВ
МЕТОД АНАТОМІЧНОГО
АНАЛІЗУ ПОЛОЖЕНЬ І
РУХІВ ТІЛА
СПОРТСМЕНА;
ВВАЖАЄТЬСЯ ТВОРЦЕМ
СПОРТИВНОЇ
МОРФОЛОГІЇ.

21. Лапутін А. М.

Розробив першу
біомеханічну
класифікацию опорнорухового апарату людини,
принципи моделювання
його суглобів і окремих
біокінематичних ланцюгів;
Сформулював принципи
аналізу локомоторних
механізмів опорнорухового апарату людини

22.

Напрямки розвитку біомеханіки людини
(за Д.Д.Донським, В.М. Заціорським)
Механічний
(Д.Бореллі,
В.Браун,
О.Фишер)
Закладені основні ідеї
про зміни під дією
прикладених сил і про
застосування законів
механіки до рухів
тварин і людини.
Функціональноанатомічні
направлення
(Лесгафт,
Сеченов,
Іваницький)
Ідеї про єдність і
взаємообумовленість форми й
функції у живому
організмі.
Фізіологичне
направлення
(Сеченов, Павлов,
Анохін, Бернштейн)
Ідеї системності
функцій організму,
енергетичного
забезпечення і ідея
нервізму, яка
розкриває значення
процесів управління
рухами у руховій
діяльності.

23.

ОСНОВНІ НАПРАВЛЕННЯ РОЗВИТКУ
БІОМЕХАНІКИ (ПОПОВ Г.І., 2005)
теоретична
біомеханіка
математичне моделювання, вивчення
закономірностей управління рухами;
Спортивна
біомеханіка
вивчення рухових дій людини в спорті
Клінічна
біомеханіка
медична
біомеханіка
вивчається рухова активність людини в
нормі та патології
Ергономічна,
інженерна
біомеханіка
фізичних вправ
біомеханіка
адаптованої
фізичної культури
наслідки і способи профілактики травматизму,
займається проблемами протезування
вивчення взаємодій людини з предметами
навколишнього середовища, розробка
спортивного інвентарю, обладнання, тренажерів
і т.ін., конструювання роботів
Формування рухів у масових формах фізичного
виховання населення, кондиційна підготовка і
спорт для всіх
рішення широкого кола проблем інвалідного
спорту, раціоналізація середи перебування
інвалідів, розробка пристосувань і рухових
режимів

24.

Термін біос (грец.) означає у
широкому розумінні - життя, живий;
механе (грец.) - знаряддя або рух
(дослівно - наука про рухи).
Термін «біомеханіка» не може бути інтерпретований тільки у вузькому розумінні як наука про
механічні рухи, про рухи живих систем, які вивчаються з позиції методів і засобів механіки.
Реальні результати розвитку науки про рухи вже давно вийшли за межі одних тільки законів
механіки.

25.

Біомеханіка
- це наука про рухи
людини, яка вивчається з точки зору
механіки за умови закономірностей їх
біоенергетики,
психорегуляції
та
управління з метою удосконалення
засобів і методів навчання руховим
діям і для рішення рухових задач у
різноманітних
областях
її
професійної діяльності

26.

БІОМЕХАНІКА ФІЗИЧНИХ ВПРАВ
Предмет
біомеханіки
Задачі біомеханіки
Спортивна
техніка
загальна
приватні
Раціоналізація
спортивної
техніки
Оцінка ефективності
прикладання сил для
найкращого виконання
поставленої мети
Вивчення будови і
властивостей ОРА
спортсмена
Удосконалення
спортивно-технічної
майстерності

27.

МЕТОДИ БІОМЕХАНІКИ ФІЗИЧНИХ
ВПРАВ
Біомеханічний аналіз
Біомеханічний синтез
Моделювання
Основний шлях пізнання
закономірностей явищ
(якісний і кількісний).
Виявлення закономірностей
або спільних особливостей
типових структурних
елементів техніки
Протиставлення
(порівняння) отриманих
біомеханічних
характеристик техніки з
еталоном

28.

Основними задачами біомеханіки є:
вивчення
об’єктивних
закономірностей
розвитку і удосконалення рухової функції людини;
оптимізація рухової діяльності людини на основі
вимірювання і контролю її кількісних і якісних
характеристик і розробки критеріїв ефективного
управління станом його рухової функції;
вивчення адаптаційних змін рухової функції у
різноманітних динамічних умовах зовнішнього і
внутрішнього середовища організму людини;
дослідження системної єдності фізичних,
біоенергетичних і психологічних аспектів рухової
функції людини у різноманітних умовах її трудової,
спортивної й професійної діяльності;

29.

Прикладна направленість біомеханіки
Дидактична біомеханіка
(педагогічна)
Спорт вищих досягнень
Біомеханіка реабілітації
(кінезіотерапія)
Гравітаційне тренування
(біомеханіка космосу)

30.

ПОНЯТІЙНИЙ АПАРАТ БІОМЕХАНІКИ
ФІЗИЧНИХ ВПРАВ
Рух
Зміна положення тіла у просторі і у часі відносно
системи відліку
Рухова дія
Система рухів цілеспрямованих і усвідомлених
Фізична вправа
Комплекс рухових дій строго регламентованих
біомеханічними характеристиками
Спортивна техніка
1. Спосіб вирішення рухової задачі
2. Комплекс фізичних вправ найбільш раціональних,
ефективних і спрямованих на досягнення високого
спортивного результату
Рухова навичка
Моторика
Автоматизований компонент рухової дії
Совокупність рухових можливостей і здібностей
людини

31.

1. Біомеханіка серця
3. Біомеханіка праці
5. Інженерна біомеханіка
7. Біомеханіка постави
9. Біомеханіка
протезобудування
Б
І
О
М
Е
Х
А
Н
І
К
А
2. Біомеханіка танцю
4. Біомеханіка
роботобудівництва
6. Біомеханіка тварин
8. Біомеханіка фізичних
вправ
10. Біомеханіка і космос

32.

ЛОКОМОТОРНІ
РУХИ ЛЮДИНИ (ЗА БОРЕЛЛІ)
ЗА СПОСОБОМ
ВІДШТОВХУВАННЯ
ВІД ТВЕРДОЇ ОПОРИ:
ХОДЬБА, БІГ,
СТРИБКИ,
ПЕРЕСУВАННЯ НА
ЛИЖАХ, НА
КОВЗАНАХ
ЗА СПОСОБОМ
ПРИТЯГУВАННЯ
ВІД ВОДИ:
ПЛАВАННЯ
НИРЯННЯ
ВЕСЛУВАННЯ
ЗА КОМБІНОВАНИМ СПОСОБОМ:
ЛАЗАННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ РУК І НІГ,
ПОВЗАННЯ
ДО ТВЕРДИХ
ТІЛ:
ПІДТЯГУВАННЯ,
ЛАЗАННЯ

33.

Схема біомеханічного аналізу рухових дій
1.
ВСТАНОВИТИ ТОЧНУ НАЗВУ ФІЗИЧНОЇ ВПРАВИ ЗГІДНО
ЗАГАЛЬНОПРИЙНЯТОЇ
СПОРТИВНО-ПЕДАГОГІЧНОЇ
ТЕРМІНОЛОГІЇ.
2.
ВИЗНАЧИТИ ЦІЛЬ БІОМЕХАНІЧНОГО АНАЛІЗУ.
3.
СФОРМУЛЮВАТИ ЗАДАЧІ БІОМЕХАНІЧНОГО АНАЛІЗУ.
4.
ПІДІБРАТИ МЕТОДИ, ЩО АДЕКВАТНІ ПОСТАВЛЕНИМ
ЗАДАЧАМ.
5.
ВИЗНАЧИТИ МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНІКИ
РУХОВИХ ДІЙ.
6.
ВИЯВИТИ ВЗАЄМОЗВ’ЯЗОК ТА ВЗАЄМОВПЛИВ МЕХАНІЧНИХ
ХАРАКТЕРИСТИК З РЕЗУЛЬТАТОМ РУХОВОГО ЗАВДАННЯ ЗА
ДОПОМОГОЮ МЕТОДІВ МАТЕМАТИЧНОЇ СТАТИСТИКИ.
7.
ПРОВЕСТИ ОЦІНКУ ЕФЕКТИВНОСТІ ФІЗИЧНОЇ ВПРАВИ, ЩО
ВИКОНУЄТЬСЯ

34. Лабораторія біомеханічних технологій у фізичному вихованні і спорті Діагностичний комплекс REW 9000

35. Відеокомп’ютерний аналіз просторової організації тіла людини

36. Спеціалізований біомеханічний комплекс з біологічним зворотним зв’язком «Стабилан-01».

Спостерігаючи рухи
Короткочасова рухова пам’ять

37. Відеокомп’ютерна система аналіза рухових дій «QUALISYS»

38. Відеокомп’ютерна система аналіза рухових дій VICON

39. Відеокомп’ютерна система анализу рухових дій VICON