Побудова траєкторій біоланок за біокінематичною схемою фізичної вправи

Мета: навчитись самостійно за біокінематичною схемою визначати найважливіші біокінематичні параметри рухів спортсмена, а саме траєкторії точок його біоланок.

Матеріали та інвентар: біокінематична схема фізичної вправи, лінійка, транспортири, олівці, міліметровий папір.

Теоретичні відомості

Кінематичні характеристики вивчають рух тіла без урахування мас і діючих сил. У свою чергу вони поділяються на просторові, часові та просторово-часові характеристики.

Просторові характеристики дозволяють визначати положення, наприклад, вихідні для руху й кінцеві (за координатами), і рухи (за траєкторіями). Рухи людини можна вивчати, розглядаючи тіло як матеріальну точку, як одне тверде тіло або як систему тіл.

Координати точки – це просторова міра місця розташування точки щодо системи відліку. Місце розташування точки визначається, вимірюючи, наприклад, її лінійні координати S_x, S_y, S_z.

Переміщення точки – найкоротша відстань від кінцевого до початкового положення тіла. Переміщення визначається за формулою:

∆S=S_к-S_п

Кривизна траєкторії показує, яка форма руху точки в просторі. Щоб визначити кривизну траєкторії, вимірюють радіус кривизни. Кривизна – величина, зворотна радіусу: К=1/R. Чим менше радіус, тим більше кривизна траєкторії.

Серед біокінематичних характеристик фізичних вправ траєкторія рухів тіла спортсмена займає одне з найважливіших місць. Знання траєкторії дозволяє визначити багато інших біокінематичних параметрів цієї вправи.

Траєкторією називається геометричне місце послідовних положень точки, яка рухається відносно даної системи відліку. Тіло людини в русі можна розглядати як матеріальну точку, яка рухається. Але в біомеханіці спортивної техніки воно представлено найчастіше як система матеріальних точок або система біоланок біокінематичних пар. Тому для більш глибокого розкриття техніки вправи необхідно вивчити траєкторії як можна більшої кількості точок спортсмена, який рухається. Дослідження траєкторії дозволить судити про форму рухів.

На біокінематичній схемі достатньо з’єднати лінією точки одного й того ж суглоба по кадрах, щоб отримати у масштабі схеми траєкторію руху цієї точки у нерухомій системі відліку (рис.1) або ж побудувати окремий графік.

Хід роботи

1. Побудувати БКС для визначення та вибору точок біоланок, траєкторія яких повинна бути побудована.

2. На міліметровому папері у вибраному масштабі побудувати зовнішню систему координат біокінематичної схеми.

3. Послідовно нанести на зовнішню координатну систему всі положення досліджуваних точок.

Рис. 1. Траєкторія колінного суглоба махової ноги спринтера у сагітальній площині відносно зовнішньої системи відліку [1, 2]

4. З’єднати прямою лінією послідовно всі положення кожної точки. Від початку і до кінця лінії позначити номери положень точки. Побудована лінія є траєкторією даної точки у зовнішній системі координат.

5. На міліметровому папері у вибраному масштабі побудувати соматичну систему координат.

6. Послідовно нанести на соматичну координатну систему всі положення кожної досліджуваної точки.

7. З’єднати прямою лінією послідовно всі положення кожної точки в цій системі координат. Найменувати початок і кінець лінії латинськими літерами (перші літери назви суглобів) з індексом (номером точки). Побудована лінія є траєкторією руху даної точки у соматичній системі координат.

8. Порівняти траєкторії кожної точки у зовнішній та соматичній системах координат. Для цього на загальній координатній системі в єдиному масштабі накреслити дві траєкторії однієї точки. Потім у раніше вибраному на БКС масштабі виміряти відстань між початковими, проміжними та кінцевими положеннями точки.

9. За проведеними дослідженнями зробити висновок про форму та характер траєкторій рухів біоланок.

Контрольні питання

1. Що таке траєкторія?

2. Для чого вивчаються траєкторії рухів точок тіла спортсмена?

3. Який рух точки можна вважати прямолінійним, криволінійним?

4. Чим відрізняється плоска траєкторія від просторової?

5. Які послідовність та хід роботи з побудови траєкторій точок тіла спортсмена?

Література

1. Біомеханіка спорту /Під ред. А.М.Лапутіна. – К.: Олімпійська література, 2005. – С. 159-165.

2. Лапутин А.Н. Практическая биомеханика. – К.: Науковий світ, 2000. – С. 154-159.

Лабораторна робота № 6