Биомеханика. Степени свободы и связи в биокинематических цепях

Двигательный аппарат человека – это самодвижущийся механизм, состоящий из 600 мышц, 200 костей, несколько сотен сухожилий. Эти цифры приблизительны, поскольку некоторые кости (например, кости позвоночного столба, грудной клетки) срослись, а многие мышцы имеют несколько головок (например, двуглавая мышца плеча, четырехглавая мышца бедра) или делятся на множество пучков (дельтовидная, большая грудная, прямая мышца живота, самая широкая мышца спины и много других).

Считается, что двигательная деятельность человека по сложности можно сравнить с человеческим мозгом – наиболее совершенным образованием природы. И подобно тому, как изучение мозга начинают с исследования его элементов 6 (нейронов), так и в биомеханике, прежде всего, изучают свойства элементов двигательного аппарата.

Двигательный аппарат состоит из звеньев. Звеном называется часть тела, расположенная между двумя соседними суставами или между суставом и дистальным концом. Например, звеньями тела являются кисть, предплечье, плечо, голова и т.д. В человеческом теле около 70 звеньев. Для решения большинства практических задач достаточно 15-звенной модели человеческого тела. Понятно, что в 15-звеновой модели некоторые звенья состоят из нескольких элементарных звеньев. Поэтому такие укрупненные звенья целесообразно называть сегментами.

Зная, какие массы и моменты инерции звеньев тела и где расположены их центры масс, можно решить многие важные практические задачи, в частности определить количество движения; определить кинетический момент; оценить, насколько легко/трудно управлять скоростью тела или отдельного звена; определить степень устойчивости тела и т.д. Биомеханика изучает преимущественно те особенности строения и функций тела человека и его опорно-двигательного аппарата, имеющих наибольшее значение для усовершенствования двигательных действий.

1.               Кузнецова З.М., Овчинников Ю.Д. Усталость биомеханическая категория//Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2018. Т. 13. № 1. С. 178-183.

2.               Сбитнева О.А. Виды спорта на выносливость, стимулирующие оздоровительно-тренировочный процесс// Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. № 12-1 (39). С. 138-141.

3.               Тон Я.В., Ахметов С.М., Овчинников Ю.Д. Изучение возможностей поддержания физической формы спортсменов при разных видах нагрузки в учебно-тренировочных сборах по велоспорту ВМХ в горах//The Scientific Heritage. 2021. № 60-4 (60). С. 56-61.