Биомеханика конспект лекций донской. Лекция. Биомеханика двигательных действий как систем целенаправленных движений

• Название: Лекция. Биомеханика двигательных действий как систем целенаправленных движений
• Дата: 08.09.2018
• Размер: 0.93 Mb.
• Имя файла: Биомеханика конспект лекций донской.docx
• Тип: Литература; #50045
• страница: 19 из 30

2. Динамические характеристики

Спринтер в считанные секунда пробегает свою дистанцию, копье парит в воздухе пролетая громадные расстояния, мяч пробитый футболистом с угловой отметки описывает неожиданную дугу и влетает в ворота. Движения гимнаста в воздухе вызывают восторг и изумление. Что приводит каждый из этих объектов в движение? Что поддерживает это движение? Есть ли единая причина для всех видов движений?

На предыдущей лекции мы ввели понятие кинематики, носящие описательный характер, но не рассматривали вопроса о причинах движения. Динамика, раздел механики позволяющий вскрыть причины движения или причины изменения движений, контролировать движения. Определение основных законов динамики было начато итальянским ученым Галилеем и завершено Ньютоном.

Галилей опроверг неверное воззрение, существовавшее в науке со времени Аристотеля о том, что из двух тел, падающих на землю, более тяжелое тело движется быстрее. Галилей установил, что сила - есть причина изменения скорости, т.е. причина возникновения ускорения.

Динамика, в том виде как мы собираемся ее использовать, основана на известных законах Ньютона, на могиле которого высечены слова: Здесь покоится сэр Исаак Ньютон который почти божественной силой своего ума впервые объяснил

с помощью своего математического метода движение и формы планет, пути комет, приливы и отливы океана. Пусть смертные радуются, что в их среде было такое украшение человеческого рода. Родился 25 декабря 1642 г. Умер 20 марта 1727 г. Центральная идея законов движения Ньютона такова: Изменение состояния движения /т.е. скорости/ тел вызывается действием их друг на друга. Самое замечательное в законах движения Ньютона - это их точная количественная форма.

Инерционные характеристики

Свойство тела, определяющее быстроту изменения его скорости под действием силы, называется в механике массой /или инертной массой/.

Согласно второму закону Ньютона ускорение /т.е. изменение скорости за единицу времени /тела пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально его массе:F = —.та
Из второго закона Ньютона вытекает его первый закон:

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или прямолинейного и равномерного движения, пока и поскольку оно не принуждается приложенными силами изменить свое состояние.

Этот закон называют законом инерции, а свойство тел, проявляющееся в

сохранении движения, а также в изменении его под действием сил - инертностью. Расположение инертной массы в теле вращающемся вокруг оси также влияет на его момент инерции.

Следует отметить, что природа обеспечила рациональное строение звеньев опорно-двигательного аппарата с учетом момента инерции. Так, например, обратим внимание на наши ноги и руки, которые вращаются в суставах. Массы их распределены неравномерно /большее количество массы звена расположено ближе к оси вращения/.

Силовые характеристики

Механика - единственная наука, в которой действительно знают, что означает слово сила. Ф. Энгельс Сила - это слово встречается нам на каждом шагу /сила разума, сила тяжести, сила воли, сила любви, сила тока и т.д. и т.п./ В механике сила - это мера механического воздействия одного тела на другое. Из второго закона Ньютона F = та;

Единицей силы в системе СИ служит Ньютон /Н/.

Все силы, с которыми имеет дело механика можно разделить на два основных класса: силы возникающие только при непосредственном соприкосновении тел /контактные силы/, и силы, которые могут действовать в отсутствие непосредственного контакта между телами.

К первому классу относятся упругие силы и силы трения, ко второму - силы всемирного тяготения, или гравитационные силы и электромагнитные силы, или силы взаимодействия между электрическими зарядами.

Упругие силы возникают при непосредственном соприкосновении тел в результате их деформации, например, растяжение или изгиб пружин. Абсолютно жесткая /не деформирующаяся/ в природе не существует. Все тела в той или иной степени подобны пружинам - всякое тело может деформироваться и в деформированном состоянии действовать с какой-то силой на другие тела, с которыми оно соприкасается; величина этой силы определяется свойствами тела и характером и величиной, возникающей деформации.

Силы трения, действующие между соприкасающимися телами вдоль поверхности соприкосновения, зависят не от характера деформации, а от других факторов /скорости относительного движения соприкасающихся тел, состояния их поверхности/.

Силы второго класса обусловлены наличием полей, которые создаются действующими телами. Интересны гравитационные силы. Одно из самых замечательных свойств сил всемирного тяготения - их универсальность. Все, что имеет массу, - а масса присуща любой форме, любому виду материи, -должно использовать гравитационные воздействия. Гравитационные силы вездесущи, Почему же мы, не ощущаем притяжения большинства тел. Сила взаимного притяжения двух людей среднего веса на расстоянии один метр не превышает трех сотых долей миллиграмма. Так слабы гравитационные силы.

Но эти же силы становятся грандиозными, когда на сцену выступают огромные массы космических тел, планет. Так, Земля и Луна притягиваются друг к другу силой примерно 20* 10 " тонн.

Другое замечательное свойство гравитационных сил - гравитационная сила пропорциональна массе.

Закон всемирного тяготения выглядит так

где с = 6,68-10"⁸ см "/сек" - гравитационная постоянная. Можно говорить и о влиянии сил гравитации на спортивные результаты, если принять m - масса снаряда, М - масса Земли, - расстояние, между их центрами, в которых сосредоточены массы.