Файл: 1. Раскройте основные понятия и законы динамики. Динамика.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 24
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
№1. Раскройте основные понятия и законы динамики.
Динамика – это раздел механики, в котором изучают движение тел под действием приложенных к ним сил.
В биомеханике также рассматривают взаимодействие между телом человека и внешним окружением, между звеньями тела, между двумя людьми (например, в единоборствах). В результате возникают силы, которые и являются количественной мерой этих взаимодействий.
При изучении величин, которые характеризуются не только величиной, но и направлением (например, скорость, ускорение, сила и т. п.) применяют их векторное изображение.
Вектор – направленный прямолинейный отрезок (стрелка) рис. 1.
Два вектора считаются равными лишь в том случае, если у них одинаковы и длины и направления (то есть они параллельны и ориентированы в одну сторону). С изменением ориентации меняется знак вектора ( на рис.1 b = а; с = - а).
Правила векторной алгебры отражают физические свойства векторных величин. Так в соответствии с тем, что равнодействующая двух сил находится по правилу параллелограмма, суммой двух векторов (a и b), определяется новый вектор (с = а + b), изображаемый диагональю параллелограмма, стороны которого – векторы-слагаемые, рис. 2.
Вычитание определяется как действие, обратное сложению. Кроме вектора в биомеханике используется ещё и термин, носящий название «скаляр» (скалярные величины).
Скаляр – величина, каждое значение которой ( в отличие от вектора) может быть выражено одним числом, вследствие чего совокупность значений можно изобразить на линейной шкале (скале – отсюда и название). Скалярными величинами являются: длина, площадь, температура и т. д.
Скалярным произведением (а۰b) двух векторов (а и b) называется число (скаляр), равное произведению длин этих векторов, на косинус угла, образованных их направлениями, то есть |а| ۰ |b| ۰ cos φ, см. рис. 3.
Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линия действия силы. Сила полностью определена, если заданы её величина, направление и точка приложения. Если на элементы биомеханической системы тела человека действует несколько сил (F1, F2, ...Fn), то их можно заменить одной силой, равной их векторной сумме: FR = Σ Fi. Такая сила называется равнодействующей.
Например, на прыгуна в длину действует сила тяжести (mg) и сила сопротивления воздуха (Fс), рис. 4. Ускорение (отрицательное) создаёт их равнодействующая сила (Fр).
Движения биомеханической системы тела человека подчиняются механике Ньютона. Следовательно, три основных закона этой механики определяют характер движения, так как несмотря на биологическую природу энергообеспечения движения, тело является механической системой и подчиняется всем закономерностям, которые связаны с движением материальных объектов на Земле.
Первый закон Ньютона (закон инерции). Любое материальное тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не изменит это состояние.
Прямолинейное равномерное движение материального тела называется инерциональным (или движением по инерции). Инерция – это свойство материального тела оказывать сопротивление изменению скорости его движения (как по величине, так и по направлению). Инертность – неотъемлемое свойство материи. Такое сопротивление возможно только потому, что тела обладают определённой массой, которую считают количественной мерой инертности.
Масса – количественная мера инертности тела. Единица измерения массы в СИ называется килограмм (кг).
Первый закон Ньютона – достаточно идеализированное представление о движении, поскольку тело может двигаться прямолинейно и равномерно только в отсутствии любых сил. В реальности на двигающееся тело всегда оказывают влияние различные силы (силы сопротивления воздуха, силы трения и др.), чьё воздействие приводит к тому, что движущееся тело в конце концов останавливается. Это не означает, что первый закон Ньютона неверен: просто движение, если действие сил не исключить, приводит к изменению состояния тела и, в частности, к его переходу в состояние покоя.
Векторная величина, равная произведению массы тела на ускорение и направленная в сторону, противоположную ускорению по величине или направлению данного тела под воздействием внешних сил, называется силой инерции: Fи = - m•aс.
Изменение скорости тела обусловлено воздействием на него других тел. Воздействие тем интенсивнее, чем больше созданное им ускорение. С другой стороны, у тела с большей массой ускорение меньше (то есть, его скорость изменить труднее). Поэтому измерять воздействие на тело со стороны всех других тел принято произведением массы тела на сообщённое ему ускорение. Эту меру воздействия называют силой.
Силой, действующей на тело со стороны других тел, называется векторная величина, равная произведению массы тела на его ускорение.
Единица измерения в СИ называется «ньютон» - Н.
Если формулу F = m • a преобразовать:
,то получим второй закон Ньютона.
Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально действующей на него силе, обратно пропорционально массе тела и по направлению совпадает с направлением действия силы
Соотношение между равнодействующей всех внешних сил и ускорением, которое она сообщает ему, можно преобразовать к виду, который оказывается полезным при решении многих задач в биомеханике:
Выражение в левой части уравнения называется импульсом силы, в правой части уравнения – называется импульсом тела.
Импульсом тела или количеством движения (Р) называется произведение массы (m) на скорость движения тела (V):
, Размерность в СИ – кг•м/сИмпульсом силы называется произведение значения силы на промежуток времени, в течение которого она действовала на материальное тело.
На основе приведённых определений можно представить в следующей словесной формулировке: изменение количества движения материального тела равно импульсу силы:
Третий закон Ньютона. Силы, с которыми материальные тела действуют друг на друга, равны по величине, противоположны по направлению и направлены по прямой, проходящей через эти тела.
F1 = - F2
Этот закон показывает, что взаимодействие – это действие одного тела на второе и равное ему действие второго тела на первое. Следовательно, источником силы для первого тела является второе, и поскольку силы действия и противодействия приложены к разным телам, их нельзя складывать, а действующие силы – заменять равнодействующей.
Человек, совершая двигательные действия, участвует в сложном движении, которое состоит из более простых – поступательного и вращательного. Для каждого из них существуют отличающиеся друг от друга характеристики.
№ 2. Дайте определение понятиям:
-
Сила тяжести и масса- это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре. -
Силы упругости- это сила,возникающая при деформации и стремящаяся вернуть тело в первоначальное положение -
Силы трения- возникает при взаимодействии двух тел и направлена противоположено перемещению тела.
№3. Определите свой тип телосложения, сравните результаты и сделайте выводы.
Система соматотипирования Шелдона
Существует несколько систем соматотипирования. Но самой распространенной и понятной является система соматотипирования Шелдона. В этой системе выделяют три типа телосложения:
Ø Эндоморф — отличается округлыми формами тела. Имеет относительно короткие конечности, широкие талию и бедра, замедленный метаболизм и склонность к лишнему весу, низкую выносливость.
Ø Мезоморф — обладает пропорциональным телосложением, имеет широкие плечи и грудную клетку. Костная и мышечная ткани преобладают над жировой. У мезоморфов хороший метаболизм. Этот соматотип предрасположен к высокой физической активности.
Ø Эктоморф — имеет худощавое телосложение, конечности выглядят длинными на фоне короткого туловища. У эктоморфа узкие плечи и грудная клетка. Характерен быстрый метаболизм и малое количество подкожного жира, хорошей выносливостью. С трудом набирает вес.
Тип телосложения по запястью
Обхват запястья дает не очень точный результат, потому что измеряемые параметры не могут служить эталонной характеристикой, к тому же иногда встречаются достаточно сильно потолстевшие эктоморфы или мезоморфы. Этот метод может использоваться в качестве вспомогательного.
Если у Вас под рукой есть гибкая измерительная лента или рулетка, то измерьте Ваше запястье в самом узком месте (чуть ниже выступающей косточки) и сравните результат с представленными в таблице.
| Пол | Эктоморф | Мезоморф | Эндоморф |
| Мужчины | 18-20 см | более 20 см | менее 18 см |
| Женщины | 15-17 см | более 17 см | менее 15 см |
Мой тип телосложения - Эндоморф широкие плечи и талия, заметная жировая масса, и, обычно, средний рост (175 см). По поему мнению Эндоморфу легко набрать мышечную массу, но вместе с ней нарастает и жировая масса, которую эндоморфу очень трудно скинуть, ведь у них медленный метаболизм (обмен веществ). Необходимо избегать простых углеводов и уменьшить потребление жиров. При тренировках необходимо выбирать упражнения с небольшой нагрузкой и большим числом повторений, обязательна аэробная нагрузка. На основе данных выяснил, что в диете должно присутствовать большое количество волокон, предотвращающих всасывание токсинов и избыточного количества глюкозы и жиров.