Вопрос 62. Масс-инерционные характеристики тела человека
Инерция – свойство тел сохранять скорость неизменной при отсутствии внешних воздействий. Сама инерция не имеет меры (измерителя). Но под действие сил разные тела изменяют свою скорость по-разному. Это их свойство (инертность) – имеет меру. Инертность – свойство физических тел, появляющееся в постепенном изменении скорости с течением времени под действием сил.
Масса тела – мера инертности тела при поступательном движении. Она измеряется отношением приложенной силы к вызванному ею ускорению: F = m*a. В абсолютно твердом теле есть три точки, положение которых совпадает – центр масс (ЦМ), центр инерции (ЦИ) и центр тяжести (ЦТ). Но это не тождественные понятия. В ЦМ пересекаются направления действия сил, любая из которых вызывает поступательное движение тела. Понятия ЦИ (точка приложения всех фиктивных сил инерции) и ЦТ (точка приложения равнодействующей всех сил тяжести) будут рассмотрены ниже.
Для вращательного движения понятию массы соответствует представление о моменте инерции. Момент инерции твердого тела (собственный или центральный) – это мера инертности тела при вращательном движении. Он определяется как сумма моментов инерции всех входящих в него частиц: I0 = m*r2, где r – радиус инерции точки (расстояние от точки до оси вращения). Если ось вращения не проходит через ЦМ тела или вообще не связана с телом, то момент инерции относительно этой оси (полный момент инерции тела) можно представить состоящим из двух слагаемых. А именно, центрального момента инерции тела относительно оси, проходящей через ЦМ и параллельной этой внешней оси, и произведения массы тела на квадрат расстояния между этими осями: I = I0 + m*r2.
Центральный момент инерции системы тел состоит из суммы центральных моментов инерции звеньев системы и суммы моментов инерции этих звеньев относительно ЦМ системы: I0s = I0 + m*r2. Полный момент инерции системы тел слагается из ее центрального момента инерции относительно оси, проходящей через ее ЦМ и параллельной этой внешней оси, и произведения массы тела на квадрат расстояния между этими осями: Iпs = I0s + m*r2.
Вопрос 63. Параметры двигательных действий человека, используемые при моделировании.
Вопрос 64. Роль опорных взаимодействий при выполнении различных видов движений.
Чаще всего человек движется, сохраняя опору. При этом можно отчетливо выделить звенья, имеющие связь с общей опорой тела, т. е. опорные з в е н ь я, и движущиеся относительно опорных—подвижные звенья. Кроме того, многие звенья тела служат опорой для мышц, вызывающих движения других звеньев. Они также делятся на опорные и подвижные звенья. Опорные звенья сохраняют взаимное расположение, а иногда и связь с опорой, благодаря мышцам, развивающим опорные напряжения.В теле создается опорная цепь («стойка» механизма), как бы фундамент для подвижных звеньев. В этом случае подвижные звенья (рабочая цепь) получают закрепленные точки для мышц, создающих рабочие напряжения. Одна часть мышц непосредственно связана с опорными звеньями; другая — расположена между подвижными звеньями. Мышцы, развивающие опорные напряжения, выполняют статическую работу, а развивающие рабочие напряжения—динамическую.
При движениях человека вне опоры цепи звеньев его тела нередко объединяются в блоки благодаря опорным напряжениям мыши. В этих случаях движения происходят не во всех суставах тела.
Часто в действиях спортсмена статические опорные напряжения заменяются опорными динамическими напряжениями — с малым размахом движения. Так, туловище при различных видах ходьбы или бега обычно не зафиксировано полностью: почти всегда его опорная функция осуществляется при движениях с малым размахом.
Если рабочие напряжения мышц, вызывающих движения подвижных звеньев, велики, то опорные напряжения, закрепляющие неподвижные звенья, тоже должны быть велики. Их напряжения взаимно связаны.