ТОПОГРАФИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА . ОБЩИЕ ДАННЫЕ О ТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА



Nbsp;

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.................................................................................................................. 7

Введение...................................................................................................................... 11

Глава 1. История развития биомеханики....................................................... 13

Глава 2. Топография тела человека.

Общие данные о теле человека.......................................................... 20

Глава 3. Кинематика............................................................................................ 59

3.1. Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации........................... 59

3.2. Скорость. Средняя мгновенная скорость.

Временные характеристики движения......................................... 64

3.3. Равномерное прямолинейное движение

и его графическое представление................................................. 71

3.4. Ускорение. Равноускоренное прямолинейное движение, графики 72

3.5. Свободное падение и его ускорение............................................. 75

3.6. Движение по окружности, центростремительное

и тангенциальное ускорения. Угловое ускорение...................... 79

3.7. Связь вращательного движения с колебательным..................... 82

3.8. Элементы описания движения человека ..................................... 86

Глава 4. Динамика движения материальной точки ..................................... 89

4.1. Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета .......... 89

4.2. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил................. 90

4.3. Третий закон Ньютона.................................................................. 93

4.4. Кинетическая энергия материальной точки

и механическая работа ................................................................. 94


4.5. Динамика движения материальной точки по окружности.
Центростремительная и тангенциальная силы. Плечо
и момент силы. Момент инерции. Уравнения
вращательного движения точки ................................................. 97

Глава 5. Динамика поступательного движения тела.................................. 100

5.1. Центр масс тела. Масса тела...................................................... 100

5.2. Распределение массы в теле человека....................................... 102

5.3. Законы Ньютона для произвольного тела. Поступательное движение         106

5.4. Принцип относительности Галилея........................................... 107

5.5. Работа сил, действующих на тело,

и его кинетическая энергия....................................................... 108

5.6. Мощность.................................................................................... ПО

5.7. Работа и мощность человека. Эргометрия................... ,.......... 111

5.8. Импульс тела. Импульс системы тел........................................ 116

Глава 6. Виды сил в природе ..........................................................................  118

6.1. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения.............. 118

6.2. Силы упругости. Закон Гука...................................................... 119

6.3. Силы трения покоя и скольжения.

Коэффициент трения скольжения............................................. 121

6.4. Сила трения качения................................................................... 124

6.5. Сила сопротивления при движении в жидкости или газе ... 125

Глава 7. Динамика вращательного движения твердого тела................... 127

7.1. Плечо силы. Момент силы. Момент инерции тела.
Кинетическая энергия вращающегося тела.
Основное уравнение динамики вращательного

движения..................................................................................... 127

7.2. Момент импульса тела. Изменение момента импульса.......... 129

7.3. Моменты инерции некоторых тел............................................. 130

7.4. Свободные оси............................................................................ 134

7.5. Статика. Центр тяжести. Рычаги и блоки................................. 136

Глава 8. Неинерциальные системы отсчета.................................................. 150

8.1. Сила инерции. Принцип д'Аламбера......................................... 150

8.2. Сила тяжести. Вес тела............................................................... 151

8.3. Перегрузки и невесомость. Движение

в безопорном пространстве. Искусственное тяготение........... 156

8.4. Медицинские аспекты................................................................. 162

8.5. Применение законов динамики для анализа

движений спортсменов............................................................... 164


Глава 9. Законы сохранения............................................................................. .. 168

9.1. Консервативные силы, потенциальная энергия.

Закон сохранения энергии в механике...................................... 168

9.2. Энергетика прыжков .................................................................. 175

9.3. Закон сохранения импульса. Реактивное движение................. 181

9.4. Применение закона сохранения импульса к ударам................ 185

9.5. Соударение предмета с движущимся массивным препятствием „ 190

9.6. Закон сохранения момента импульса........................................ 191

Глава 10. Механические колебания................................................................... 193

10.1. Свободные колебания: гармонические

и затухающие колебания............................................................ 193

10.2. Вынужденные колебания. Резонанс........................................... 199

10.3. Сложение гармонических колебаний, направленных

по одной прямой ........................................................................  201

10.4. Сложное колебание. Разложение сложного колебания

на простые составляющие. Гармонический спектр.................. 201

Глава 11. Механические свойства.................................................................... 204

11.1. Деформация. Способы деформирования ................................. 204

11.2. Виды деформации....................................................................... 210

11.3. Прочность.................................................................................... 210

11.4. Твердость..................................................................................... 212

11.5. Разрушение .................................................................................  213

11.6. Механические свойства биологических тканей .......................  217

Глава 12. Воздействие физических факторов на человека.......................... 233

12.1. Механические воздействия........................................................ 233

12.2. Электромагнитное воздействие................................................. 239

12.3. Тепловые воздействия................................................................ 247

12.4. Радиационные воздействия .......................................................  260

12.5. Акустические воздействия......................................................... 271

Глава 13. Биомеханика двигательного аппарата человека......................... 281

Глава 14. Биодинамика (биомеханика) двигательных качеств................... 336

Глава 15. Биомеханика локомоций (движений) человека.

Виды локомоций. Возрастная биомеханика................................. 363

Глава 16. Биомеханический контроль. Клинический анализ
движений (локомоций). Тесты в биомеханике.
Методы обследования........................................................................ 444


ПРЕДИСЛОВИЕ


Глава 17. Медицинская биомеханика.............................................................. 484

17.1. Биомеханика сердца и сосудов .................................................  484

17.2. Биомеханика дыхания ............................................................... 512

17.3. Биомеханика пищеварительной системы.................................. 546

17.4. Биомеханика опорно-двигательного аппарата......................... 551

17.5. Биомеханика глаза ..................................................................... 579

17.6. Биомеханика органов слуха и равновесия (преддверноулитковый орган)   586

Глава 18. Патологическая биомеханика.......................................................... 591

18.1. Биомеханика травм и заболеваний ОДА.................................. 591

18.2. Биомеханика инвалидов-спортсменов...................................... 628

Приложение № 1. Словарь терминов ....................................................................  645

Приложение № 2....................................................................................................... 653

Список литературы ...'.............................................................................................. 667


Любая отрасль человеческих знаний, в том числе такая дисци­плина как биомеханика, оперирует некоторым набором исходных определений, понятий и гипотез. С одной стороны, используются фундаментальные определения из математики, физики, общей ме­ханики. С другой — биомеханика базируется на данных экспери­ментальных исследований, важнейшими из которых являются оценка различных видов двигательной деятельности человека, управления ими; определение свойств биомеханических систем при различных способах деформирования; результаты, получен­ные при решении медико-биологических задач.

Биомеханика находится на стыке разных наук: медицины, фи­зики, математики, физиологии, биофизики, вовлекая в свою сферу различных специалистов, таких как инженеры, конструкторы, тех­нологи, программисты и др.

Биомеханика спорта как учебная дисциплина изучает как движе­ния человека в процессе выполнения физических упражнений, во вре­мя соревнований, так и движения отдельных спортивных снарядов.

Существенное значение в современном спорте и физической культуре придается механической прочности, устойчивости тканей опорно-двигательного аппарата, органов, тканей к многократным физическим нагрузкам, особенно при тренировках в экстремаль­ных условиях (среднегорье, высокая влажность, низкая и высокая температура, гипотермия, изменение биоритмов) с учетом тело­сложения, возраста, пола, функционального состояния человека. Все эти данные могут быть использованы в совершенствовании методики и техники выполнения тех или иных упражнений и тре­нировочных систем, а также в совершенствовании инвентаря, экипировки и других факторов.


Физическая культура и спорт в нашей стране в последнее деся­тилетие утратили свое влияние. Это никак не способствует укреп­лению здоровья человека. Это также сказывается в виде снижения способности противостоять негативным факторам окружающей среды.

Значение спорта во все времена было существенным в преду­преждении преждевременного старения, в восстановлении функ­циональных возможностей организма после болезней и травм.

С развитием науки медицина активно внедряет ее достижения, разрабатывая новые методы лечения, оценки их эффективности, новые методики диагностики. Это, в свою очередь, обогащает спор­тивную медицину и физическую культуру. В данном учебнике пред­ложены знания физических основ многих вопросов спортивной медицины, которые необходимы преподавателю физкультуры, тре­неру, спортивному врачу, массажисту. Эти знания не менее важ­ны, чем знания основ тренировочного процесса. В зависимости от того, как понимается физическая сущность того или иного направ­ления спортивной медицины, в совокупности с медицинскими ас­пектами можно прогнозировать, дозировать оздоровительный (лечебный) эффект, а также уровень спортивных достижений.

В лечебной физической культуре применяются различные физические упражнения, реализуемые в том или ином виде спорта.

В данном учебнике, по сравнению с ранее вышедшими, впер­вые для биомеханики спорта изложен материал, показывающий применение законов фундаментальной физики ко многим конкрет­ным направлениям этой дисциплины. Рассмотрены вопросы: кине­матика, динамика материальной точки, динамика поступательного движения, виды сил в природе, динамика вращательного движения, неинерциальные системы отсчета, законы сохранения, механиче­ские колебания, механические свойства. Представлен большой раз­дел, показывающий физические основы воздействия различных факторов (механических, звуковых, электромагнитных, радиацион­ных, тепловых), понимание физической сущности которых совер­шенно необходимо для рационального решения многих задач спор­тивной медицины.

Профессор В.И. Дубровский и профессор В.Н. Федорова помимо биомеханических методов контроля лиц, занимающихся физкуль­турой и спортом, представили биомеханические показатели в нор­ме и при патологии (травмы и заболевания опорно-двигательного


аппарата, при утомлении и др.), а также при тренировке в экстре­мальных условиях, у инвалидов-спортсменов и др.

Многие вопросы освещены авторами с учетом развития спорта высших достижений, инвалидного спорта, биомеханики спортив­ной травмы, различных возрастных периодов развития, с учетом телосложения и техники выполнения тех или иных упражнений в различных видах спорта.

В книге показаны основные направления в развитии биомеха­ники с использованием современных методов контроля: стацио­нарный и дистанционный контроль за локомоциями; разработка современных технологий инвентаря, экипировки; техники выпол­нения физических упражнений в различных видах спорта; контроль за выполнением упражнений инвалидами-спортсменами; биомеха­нический контроль при травмах и заболеваниях опорно-двигатель­ного аппарата и др.

По существу, в каждой главе учебника авторы подчеркивают, что, чтобы успешно выступать на соревнованиях, спортсмен дол­жен владеть рациональной техникой выполнения упражнения, по­нимая его медико-физическую сущность, должен быть оснащен современной экипировкой, спортинвентарем, должен быть хоро­шо подготовлен функционально и здоров.

Особое место в учебнике отведено влиянию интенсивных фи­зических нагрузок на структурные (морфологические) изменения в тканях опорно-двигательного аппарата, особенно если несовер­шенна техника выполнения физических упражнений и методы ее коррекции. Отмечено, что реакция тканей ОДА на физические нагрузки во многом зависит от техники выполнения упражнений, телосложения, возраста, функционального состояния, климато-географических факторов и т. п.

Авторы большое внимание уделяют возможностям использо­вания математических и физических моделей как для различных упражнений, так и для отдельных участков и систем организма человека, в частности, спортсмена, а также тела в целом, для про­гнозирования реакций организма на физические нагрузки и раз­личные неблагоприятные факторы воздействия внешней среды. Телосложение, возраст важны для расчетной и модельной оценки пределов переносимости этих воздействий с учетом разнообраз­ных дополнительных факторов.

У нас в стране и за рубежом до сих пор нет учебника, где были бы систематизированы материалы как по теоретическим физико-


-| О    Предисловие


ВВЕДЕНИЕ


 


математическим основам биомеханики спорта, так и по биомехани­ке в норме и при патологии, с учетом возраста, пола, телосложения и функционального состояния лиц, занимающихся физкультурой и спортом. Особенно это важно при занятии спортом высших дос­тижений, где требования к технике выполнения упражнений ис­ключительные, и малейшие отклонения ведут к травматизму, ино­гда к инвалидности, снижению спортивных результатов.

Авторы показали, что при современном развитии спорта, осо­бенно спорта высших достижений, биомеханика играет огромную роль для повышения спортивных результатов.

Учебник «Биомеханика» отвечает современным требованиям, предъявляемым к учебникам по медико-биологическим дисципли­нам, единым для педагогических, медицинских вузов и институтов физической культуры.

Большое количество информационных таблиц, рисунков, схем, однотипное и четкое разделение материала по структуре в каждой главе, выделенные лаконичные определения делают излагаемый материал очень наглядным, интересным, легко воспринимаемым и запоминаемым.

Этот учебник позволит студентам, тренерам, врачам, методи­стам ЛФК, преподавателям физкультуры лучше познать основы спортивной биомеханики, спортивной медицины, лечебной физ­культуры, а следовательно, успешно и активно использовать их в своей работе. Этот учебник может быть рекомендован знатокам прикладной механики, специализирующимся по биомеханике.

Заведующий кафедрой теоретической механики Пермского государственного технического университета,

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации

Ю.И. Няшин


Биомеханика движений человека представляет собой одну из час­тей более общей дисциплины, кратко называемой «биомеханика».

Биомеханика — это раздел биофизики, в котором изучаются ме­ханические свойства тканей, органов и систем живого организма и механические явления, сопровождающие процессы жизнедея­тельности. Пользуясь методами теоретической и прикладной меха­ники, эта наука исследует деформацию структурных элементов тела, течение жидкостей и газов в живом организме, движение в про­странстве частей тела, устойчивость и управляемость движений и другие вопросы, доступные указанным методам. На основе этих исследований могут быть составлены биомеханические характеристи­ки органов и систем организма, знание которых является важнейшей предпосылкой для изучения процессов регуляции. Учет биомеха­нических характеристик дает возможность строить предположения о структуре систем, управляющих физиологическими функциями. До последнего времени основные исследования в области биомеханики были связаны с изучением движений человека и животных. Однако сфера приложения этой науки прогрессивно расширяется; сейчас она включает в себя также изучение дыхательной системы, системы кро­вообращения, специализированных рецепторов и т. д. Интересные данные получены при изучении эластичного и неэластичного сопро­тивления грудной клетки, движений газов через дыхательные пути. Предпринимаются попытки обобщенного подхода к анализу движе­ния крови с позиций механики сплошных сред, в частности, изучаются упругие колебания сосудистой стенки. Доказано также, что с точки зрения механики структура сосудистой системы оптимальна для вы­полнения своих транспортных функций. Реологические исследова­ния в биомеханике обнаружили специфические деформационные


Введение


Глава 1


 


свойства многих тканей тела: экспоненциальную нелинейность связи между напряжениями и деформациями, существенную зависимость от времени и т. д. Полученные знания о деформационных свойствах тканей помогают решению некоторых практических задач, в частно­сти, они используются при создании внутренних протезов (клапаны, искусственное сердце, сосуды и пр.). Особенно плодотворно приме­няется классическая механика твердого тела в изучении движений человека. Часто под биомеханикой понимают именно это ее прило­жение. При изучении движений биомеханика использует данные ан­тропометрии, анатомии, физиологии нервной и мышечной систем и других биологических дисциплин. Поэтому часто, может быть, в учебных целях, в биомеханику ОДА включают его функциональ­ную анатомию, а иногда и физиологию нервно-мышечной системы, называя это объединение кинезиологией.

Количество управляющих воздействий в нервно-мышечной сис­теме огромно. Тем не менее, нервно-мышечная система обладает удивительной надежностью и широкими компенсаторными воз­можностями, способностью не только многократно повторять одни и те же стандартные комплексы движений (синергии), но и выпол­нять стандартные произвольные движения, направленные на дос­тижение определенных целей. Помимо способности организовать и активно заучивать необходимые движения, нервно-мышечная система обеспечивает приспособляемость к быстро меняющимся условиям окружающей и внутренней среды организма, изменяя применительно к этим условиям привычные действия. Эта вариа­тивность имеет не только пассивный характер, но обладает черта­ми активного поиска, осуществляемого нервной системой, когда она добивается наилучшего решения поставленных задач. Перечис­ленные способности нервной системы обеспечиваются перера­боткой в ней информации о движениях, которая поступает по обратным связям, образованным сенсорной афферентацией. Дея­тельность нервно-мышечной системы отражается во временной, кинематической и динамической структурах движения. Благодаря этому отражению становится возможным, наблюдая механику, по­лучить информацию о регуляции движений и ее нарушениях. Такой возможностью широко пользуются при диагностике заболеваний, в нейрофизиологических исследованиях с помощью специальных тестов при контроле двигательных навыков и обученности инва­лидов, спортсменов, космонавтов и в ряде других случаев.


ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БИОМЕХАНИКИ

Биомеханика — одна из самых старых ветвей биологии. Ее исто­ками были работы Аристотеля и Галена, посвященные анализу дви­жений животных и человека. Но только благодаря работам одного из самых блистательных людей эпохи Возрождения — Леонардо да Винчи (1452—1519) — биомеханика сделала свой следующий шаг. Леонардо особенно интересовался строением человеческого тела (анатомией) в связи с движением. Он описал механику тела при пе­реходе из положения сидя к положению стоя, при ходьбе вверх и вниз, при прыжках и, по-видимому, впервые дал описание походок.

Р. Декарт (1596—1650) создал основу рефлекторной теории, показав, что причиной движений может быть конкретный фактор внешней среды, воздействующий на органы чувств. Этим объяс­нялось происхождение непроизвольных движений.

В дальнейшем большое влияние на развитие биомеханики ока­зал итальянец Д. Борелли (1608—1679) — врач, математик, фи­зик. В своей книге «О движении животных» по сути он положил начало биомеханике как отрасли науки. Он рассматривал организм человека как машину и стремился объяснить дыхание, движение крови и работу мышц с позиций механики.

Биологическая механика как наука о механическом движении в биологических системах использует в качестве методического аппарата принципы механики.

Механика человека есть новый раздел механики, изучающий целенаправленные движения человека.

Биомеханика — это раздел биологии, изучающий механиче­ские свойства живых тканей, органов и организма в целом, а также происходящие в них механические явления (при движении, дыха­нии и т. д.).



Первые шаги в подробном изучении биомеханики движений были сделаны лишь в конце XIX столетия немецкими учеными Брауном и Фишером (V. Braune, О. Fischer), которые разработали совершенную методику регистрации движений, детально изучили динамическую сторону перемещений конечностей и общего цент­ра тяжести (ОЦТ) человека при нормальной ходьбе.

К.Х. Кекчеев (1923) изучал биомеханику патологических похо­док, используя методику Брауна и Фишера.

П.Ф. Лесгафтом (1837—1909) создана биомеханика физиче­ских упражнений, разработанная на основе динамической анато­мии. В 1877 г. П.Ф. Лесгафт начал читать лекции по этому предмету на курсах по физическому воспитанию. В Институте физического образования им. П.Ф. Лесгафта этот курс входил в предмет «фи­зическое образование», а в 1927 г. был выделен в самостоятель­ный предмет под названием «теория движения» ив 1931 г. пере­именован в курс «Биомеханика физических упражнений».

Большой вклад в познание взаимодействия уровней регуляции движений внес Н.А. Бернштейн (1880— 1968). Им дано теоретиче­ское обоснование процессов управления движениями с позиций общей теории больших систем. Исследования Н.А. Бернштейна позволили установить чрезвычайно важный принцип управления движениями, общепризнанный в настоящее время. Нейрофизиоло­гические концепции Н.А. Бернштейна послужили основой форми­рования современной'теории биомеханики движений человека.

Идеи Н.М. Сеченова о рефлекторной природе управления движе­ниями путем использования чувствительных сигналов, получили раз­витие в теории Н.А. Бернштейна о кольцевом характере процессов управления.

B.C. Гурфинкель и др. (1965) клинически подтвердили это направ­ление, выявили принцип синергии в организации работы скелетной мускулатуры при регуляции вертикальной позы, а Ф.А. Северин и др. (1967) получили данные о спинальных генераторах (мотонейро­нах) локомоторных движений. R. Granit (1955) с позиции нейрофи­зиологии дал анализ механизмов регуляции движений.

R. Granit (1973) отметил, что организация ответов на выходе в конечном счете определяется механическими свойствами дви­гательных (моторных) единиц (ДЕ) и специфической иерархией процессов активации — включением медленных или быстрых ДЕ, тонических или фазических мотонейронов, альфа-моторного или альфа-гамма-контроля.


 


Большой вклад в биомеханику спорта внесли R.G. Osterhoud (1968); Т. Duck (1970), R.M. Brown; J.E. Counsilman (1971); S. Pla-genhoef (1971); CW.Buchan (1971); Dal Monte et.al. (1973); M.Saito et al. (1974) и многие другие.

У нас в стране изучение координации движений человека ве­дется с двадцатых годов XX столетия. Проводились исследования всей биомеханической картины координационной структуры про­извольных движений человека с целью установления общих зако­номерностей, определяющих как центральную регуляцию, так и деятельность мышечной периферии в этом важнейшем жиз­ненном процессе. С тридцатых годов XX века в институтах физ­культуры в Москве (Н.А. Бернштейн), в Ленинграде (Е.А. Ко-тикова, Е.Г. Котельникова), в Тбилиси (Л.В. Чхаидзе), в Харькове (Д.Д. Донской) и других городах стала развиваться научная работа по биомеханике. В 1939 г. вышло учебное пособие Е.А. Котиковой «Био­механика физических упражнений» и в последующие годы в учебни­ки и учебные пособия стал входить раздел «Биомеханическое обос­нование спортивной техники по различным видам спорта».

Из биологических наук в биомеханике более других использо­вались научные данные по анатомии и физиологии. В последующие годы большое влияние на становление и развитие биомеханики как науки оказали динамическая анатомия, физика и физиология, осо­бенно учение о нервизме И.П. Павлова и о функциональных сис­темах П.К. Анохина.

Большой вклад в изучение физиологии двигательного аппарата внесН.Е. Введенский (1852—1922). Им выполнены исследования процессов возбуждения и торможения в нервной и мышечной тка­нях. Его работы о физиологической лабильности живых тканей и возбудимых систем, о парабиозе имеют огромное значение для современной физиологии спорта. Большую ценность представля­ют также его работы о координации движений.

По определению А.А. Ухтомского (1875—1942), биомеханика ис­следует «каким образом полученная механическая энергия движения и напряжения может приобрести рабочее применение». Им показа­но, что сила мышц при прочих равных условиях зависит от поперечно­го сечения. Чем больше поперечное сечение мышцы, тем больше она в состоянии поднять груз. А.А. Ухтомский открыл важнейшее физио­логическое явление — доминанту в деятельности нервных центров, в частности, при двигательных актах. Большое место в его работах отведено вопросам физиологии двигательного аппарата.


Вопросы физиологии спорта разрабатывал А.Н. Крестовиков (1885—1955). Они были связаны с выяснением механизма мышеч­ной деятельности, в частности, координации движений, формиро­вания двигательных условных рефлексов, этиологии утомления при физической деятельности и другими физиологическими функ­циями при выполнении физических упражнений.

М.Ф. Иваницкий (1895—1969) разработал функциональную (динамическую) анатомию применительно к задачам физкульту­ры и спорта, т. е. определил связь анатомии с физкультурой.

Успехи современной физиологии, и, в первую очередь, труды ака­демика П.К. Анохина дали возможность с позиции функциональных систем по-новому взглянуть на биомеханику движений.

Все это дало возможность обобщить физиологические данные с биомеханическими исследованиями и подойти к решению важ­ных вопросов биомеханики движений в современном спорте, спор­те высших достижений.

В середине XX века ученые создали протез руки, управляемый электрическими сигналами, поступающими из нервной системы. В 1957 г. у нас в стране была сконструирована модель руки (кисти), которая выполняла биоэлектрические команды типа «сжать—


разжать», а в 1964 г. создан протез с обратной связью, т. е. протез, от которого непрерывно поступает в ЦНС информация о силе сжа­тия или разжатия кисти, о направлении движения руки и тому по­добных признаках.

Американские специалисты (E.W. Schrader и др., 1964) созда­ли протез ноги, ампутированной выше колена. Была изготовлена гидравлическая модель коленного сустава, позволяющая добиться естественной ходьбы. Конструкция предусматривает нормальную высоту подъема пятки и вытягивание ноги при ее отводе независи­мо от скорости ходьбы.

Бурное развитие спорта в СССР послужило основанием разви­тия биомеханики спорта. С 1958 г. во всех институтах физической культуры биомеханика стала обязательной учебной дисциплиной, создавались кафедры биомеханики, разрабатывались программы, издавались учебные пособия, учебники, проводились научно-ме­тодические конференции, готовились специалисты.

Как учебный предмет биомеханика выполняет несколько ролей. Во-первых, с ее помощью студент вводится в круг важнейших физи­ко-математических понятий, которые необходимы для расчетов ско­рости, углов отталкивания, массы тела, расположения ОЦТ и его роли в технике выполнения спортивных движений. Во-вторых, эта дисци­плина имеет самостоятельное применение в спортивной практике, потому что представленная в ней система двигательной деятельно­сти с учетом возраста, пола, массы тела, телосложения позволяет выработать рекомендации для работы тренера, учителя физкульту­ры, методиста лечебной физкультуры и др.

Биомеханические исследования позволили создать новый тип обуви, спортивного инвентаря, оборудования и техники управ­ления ими (велосипеды, горные и прыжковые лыжи, гоночные лыжи, лодки для гребли и многое другое).

Изучение гидродинамических характеристик рыб и дельфинов дало возможность создать специальные костюмы для пловцов, изменить технику плавания, что способствовало повышению скорости плавания.

Биомеханику преподают в высших физкультурных учебных заведе­ниях во многих странах мира. Создано международное общество био­механиков, проводятся конференции, симпозиумы, конгрессы по био­механике. При Президиуме Российской академии наук создан научный Совет по проблемам биомеханики с секциями, охватывающими про­блемы инженерной, медицинской и спортивной биомеханики.


 


Глава 2

ТОПОГРАФИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА . ОБЩИЕ ДАННЫЕ О ТЕЛЕ ЧЕЛОВЕКА

Тело человека представляет собой с точки зрения механики объект величайшей сложности. Оно состоит из частей, которые с большой степенью точности можно считать твердыми (скелет) и деформируемых полостей (мышцы, сосуды и пр.), причем в этих полостях содержатся текучие и фильтрующиеся среды, не обла­дающие свойствами обычных жидкостей.

Тело человека в общих чертах сохраняет строение, свойствен­ное всем позвоночным: двуполярность (головной и хвостовой кон­цы), двустороннюю симметрию, преобладание парных органов, наличие осевого скелета, сохранение некоторых (реликтовых) признаков сегментарности (метамерии) и т. п. (рис. 2.1).

К другим морфофункциональным особенностям тела человека относятся: высокополифункциональная верхняя конечность; ров­ный ряд зубов; развитый головной мозг; прямохождение; пролон­гированное детство и др.

В анатомии принято изучать тело человека в вертикальном поло­жении с сомкнутыми нижними и опущенными верхними конечнос­тями.

В каждой части тела выделяют области (рис. 2.2, а, б) головы, шеи, туловища и двух пар верхних и нижних конечностей (см. рис. 2.1,6).

На туловище человека обозначают два конца — черепной, или кра­ниальный и хвостовой, или каудальный и четыре поверхности — брюшную, или вентральную, спинную, или дорсальную и две боко­вых — правую и левую (рис. 2.3).

На конечностях определяют по отношению к туловищу два кон­ца: проксимальный, т. е. более близкий и дистальный, т. е. отда­ленный (см. рис. 2.3).


Оси и плоскости

Тело человека построено по типу двубоковой симметрии (оно делится срединной плоскостью на две симметричные половины) и характеризуется наличием внутреннего скелета. Внутри тела на­блюдается расчленение на метамеры, или сегменты, т. е. обра­зования однородные по строению и развитию, расположенные в последовательном порядке, в направлении продольной оси тела (например, мышечные, нервные сегменты, позвонки и пр.); цент­ральная нервная система лежит ближе к спинной поверхности туловища, пищеварительная — к брюшной. Как и все млекопитаю­щие, человек имеет молочные железы и покрытую волосами ко­жу, полость его тела разделена диафрагмой на грудной и брюшной отделы (рис. 2.4).



 


 


Чтобы лучше ориентироваться относительно взаимного поло­жения частей в человеческом теле, исходят из некоторых основ­ных плоскостей и направлений (рис. 2.5). Термины «верхний», «нижний», «передний», «задний» относятся к вертикальному поло­жению тела человека. Плоскость, делящая тело в вертикальном направлении на две симметричные половины, именуется сре­динной. Плоскости, параллельные срединной, называются са­гиттальными (лат. sagitta — стрела); они делят тело на отрезки, расположенные в направлении справа налево. Перпендикулярно срединной плоскости идут фронтальные, т. е. параллельные лбу


(фр. front — лоб) плоскости; они рассекают тело на отрезки, рас­положенные в направлении спереди назад. Перпендикулярно срединной и фронтальной плоскости проводятся горизонтальные, или поперечные плоскости, разделяющие тело на отрезки, распо­ложенные друг над другом. Сагиттальных (за исключением средин­ной), фронтальных и горизонтальных плоскостей можно провести произвольное количество, т. е. через любую точку поверхности те­ла или органа.

Терминами «медиально» и «латерально» пользуются для обозна­чения частей тела по отношению к срединной плоскости: medialis — находящийся ближе к,срединной плоскости, lateralis — дальше от нее. С этими терминами не надо смешивать термины «внутренний» — internus и «наружный» — extemus, которые употребляются только по отношению к стенкам полостей. Слова «брюшной» — ventralis, «спинной» — dorsalis, «правый» — dexter, «левый» — sinister, «по­верхностный» — superficialis, «глубокий» — profundus не нуждают­ся в объяснении. Для обозначения пространственных отношений на конечностях приняты термины «proximalis» и «distalis», т. е. на­ходящийся ближе и дальше от места соединения конечности с ту­ловищем.

Для определения проекции внутренних органов проводят ряд вер­тикальных линий: переднюю и заднюю срединные — соответствен­но сечениям срединной плоскости; правую и левую грудинные — по боковым краям грудины; правую и левую срединноключичные — через середину ключицы; правую и левую окологрудинные — посе­редине между грудиной и срединноключичной; правую и левую перед-неподкрыльцовые — соответственно переднему краю подкрыльцовой ямки; правую и левую срединноподкрыльцовые — исходящие из глу­бины одноименной ямки; правую и левую заднеподкрыльцовые — соответственно заднему краю подкрыльцовой ямки; правую и левую лопаточные — через нижний угол лопатки; правую и левую около­позвоночные — посередине между лопаточной и задней срединной линиями (соответствует верхушкам поперечных отростков).


Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 136; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ