WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Ишимский педагогический ...»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Ишимский педагогический институт им. П.П. Ершова

(филиал) Тюменского государственного университета

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИПИ им П.П. Ершова (филиал) «ТюмГУ /Шилов С.П./ 17.03.2016 г .

БИОМЕХАННИКА В СФЕРЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование профиля подготовки Физкультурное образование заочной формы обучения

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

от 10.03.2016 Содержание: УМК по дисциплине Биомеханика в сфере физической культуры и спорта для студентов направления подготовки 44.03.01. Педагогическое образование профиля подготовки Физкультурное образование заочной формы обучения Автор(-ы): Шабанов А.В .

Объем 18 стр .

Должность ФИО Дата Результат Примечание согласования согласования Протокол заседания Рекомендовано Заведующий Шабанов кафедры от к электронному 10.03.2016 кафедрой ТиМФК А.В. 10.03.2016 изданию №7 Председатель УМС Протокол заседания ИПИ им. П.П. Поливаев Согласовано УМС от 17.03.2016 17.03.2016 Ершова (филиала) А.Г .



№7 «ТюмГУ»

Гудилова Начальник ОИБО Согласовано 21.03.2016 Л.Б .

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Ишимский педагогический институт им. П.П. Ершова (филиал) Тюменского государственного университета Шабанов А.В,

БИОМЕХАННИКА В СФЕРЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование профиля подготовки Физкультурное образование заочной формы обучения Тюменский государственный университет Шабанов А.В Биомеханика в сфере физической культуры и спорта Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование профиля подготовки Физкультурное образование заочной формы обучения. Тюмень, 2016, 68 стр .

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки .

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Профессиональное здоровье педагога по физической культуре (указать наименование дисциплины (модуля) в соответствии с учебным планом образовательной программы) [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru/, раздел «Образовательная деятельность», свободный .

Рекомендовано к изданию кафедрой ТиМФК. Утверждено директором ИПИ им. П.П.Ершова (филиал) ТюмГУ .

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Шабанов А.В., ст. преподаватель Ф.И.О., ученая степень, звание заведующего кафедрой © ИПИ им. П.П.Ершова (филиал) ТюмГУ,2016 .

© Шабанов А.В., 2016 .

Ф.И.О. автора

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:



1. Пояснительная записка:

1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля) Цели освоения дисциплины

- ознакомить студентов с тем, как осуществляется движение, как оно организуется с позиций теории управления, что нужно сделать, чтобы изменить качественно и количественно характер двигательных действий для достижения необходимых (планируемых, в том числе рекордных) двигательных показателей .

Задачи освоения дисциплин

- обучить студентов пониманию связи между использованием традиционных средств теории и методики физического воспитания и спортивной тренировки и возможным двигательным эффектом при выполнении упражнений;

- научить разбираться в сложности двигательных актов человека и понимать, что они зависят от множества факторов и непрерывно изменяются в процессе обучения и тренировки;

- ознакомить с биомеханическими основами техники двигательных действий;

- создать представление о биомеханических технологиях формирования и совершенствования движений с более высокой спортивной результативностью .

1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина «Биомеханика» относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла .

Курс «Биомеханика» является важной дисциплиной общепрофессионального цикла, изучаемой в рамках учебного плана вуза и дающей выпускнику системное представление об управлении системой движений человека. Курс формирует у студентов профессиональные компетенции в осуществлении профессиональной деятельности, осуществляет теоретические обобщения практических навыков с целью решения конкретных задач, возникающих при проведении физкультурно-оздоровительных занятий, а также при подготовке и защите научных по характеру курсовых работ и выпускной квалификационной работы .

Этот курс базируется на знаниях, полученных ранее при изучении «Математики», «Физики», «Информатики», «ОНМД в ФиС», «Физиологии», «Анатомии», «Теории и методики ФКиС» .

Компетенции, включенные в дисциплину «Биомеханика» направлены на совершенствование процесса профессиональной подготовки студентов .

–  –  –

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы .

способность использовать естественнонаучные и математические знания для ориентирования в современном информационном пространстве (ОК-3);

готовностью поддерживать уровень физической подготовки, обеспечивающий полноценную деятельность (ОК-8);

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):

знать:

- предмет, историю и специфичную проблематику биомеханики, терминологию биомеханики, кинематические, динамические и энергетические характеристики двигательных действий человека и методы их измерения, виды движений, онтогенез моторики,

- биомеханические основы двигательных качеств, биомеханические основы спортивнотехнического мастерства, построение двигательных действий как процесс управления,





- понятие о моделях и моделировании в биомеханике,

- основы биомеханического контроля, технические средства и методики измерений,

- основные идеи, методы и средства биомеханических технологий формирования и совершенствования движений с повышенной, в том числе и рекордной результативностью .

уметь:

- формулировать конкретные задачи и находить пути их решения при изучении биомеханики двигательных действий человека,

- осуществлять биомеханический контроль и анализ двигательных действий спортсменов,

- планировать и проводить формирование и совершенствование технического мастерства спортсменов с помощью биомеханических методов, средств и технологий .

владеть:

- методами контроля за эффективностью прилагаемых усилий при выполнении движений;

- методами обработки результатов исследований степени приложения сил при выполнении различных видов движений;

- методами анализа движений;

- методикой проведения научных исследований в сфере управления движениями .

приобрести опыт:

биомеханического анализа движений спортсменов и расчета различных биомеханических показателей .

2. Структура и трудоемкость дисциплины .

Семестр 5. Форма промежуточной аттестации (зачет, экзамен) зачет .

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 академических часов, из них 10,85 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 97,15 часов, выделенных на самостоятельную работу .

–  –  –

10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы .

–  –  –

ПФ-3 Тестовые задания

Тело отсчёта двигаться:

А) не может

Б) может

В) может, если оно круглое

Г) может, если оно маленькое

Д) вопрос не имеет смысла прямоугольная «Декартова» система координат делит пространство на … частей:

А) не делит

Б) умножает в два раза

В) делит на четыре части

Г) делит на шесть частей

Д) делит на восемь частей

Человека можно рассматривать как материальную точку:

А) это кощунство

Б) можно, если его рост менее 142 см .

В) можно, когда линейное перемещение много больше, чем его размеры

Г) вопрос противоречит здравому смыслу

Д) можно, если точка больше человека С увеличением кривизны траектории её радиус…

А) увеличивается

Б) уменьшается

В) остаётся неизменным

Г) выпрямляется

Д) искривляется

К кинематическим характеристикам относятся:

А) характеристики, которые описывают картины движения великих спортсменов .

Б) таких характеристик нет .

В) все характеристики движения можно отнести к кинематическим .

Г) характеристики, связанные с движением кинематических пар .

Д) пространственные, временные и пространственно-временные .

Существуют следующие способы задания положения точки в пространстве:

А) рассказать о том, где находится точка

Б) с помощью координат X;Y

В) установкой тела в данную точку пространства

Г) естественный, координатный, векторный

Д) способы, связанные с построением прямоугольной (декартовой) системы координат Амплитуда движения – это …

А) расстояние между конечными положениями тела

Б) сумма двух размахов

В) превышение над средним отклонением

Г) угол между двумя конечными положениями тела

Д) максимальное отклонение от среднего положения

Спортсмен получает ускорение, если:

А) поддерживает более высокую скорость бега

Б) на него не действует сила

В) в этот момент уменьшается скорость

Г) увеличивается темп бега

Д) увеличивается частота шагов Волейболист производит нападающий удар с угловой скоростью плеча.

Скорость удара по мячу больше при:

А) ударе «согнутой» рукой .

Б) более высоком прыжке .

В) ударе с опоры .

Г) ударе «прямой» рукой .

Д) большей массе ударного звена .

Скорость возрастает, если:

А) увеличивается ритм движения

Б) на тело не действуют силы

В) нет ветра

Г) возрастает темп движения

Д) тело получает положительное ускорение

Укажите динамические характеристики движения:

А) скорость линейная, скорость угловая

Б) ускорение точки

В) полное ускорение тела

Г) сила, момент силы, массы, момент инерции

Д) характеристики, связанные с движением тела Момент силы зависит от времени …

А) прямо пропорционально

Б) существует квадратичная зависимость

В) обратно пропорционально

Г) время действия зависит от силы

Д) не зависит Инертность – это …

А) масса тела

Б) вес тела

В) свойство тела сохранять своё состояние

Г) объём тела

Д) вес тела без тары К «дистантным» относятся силы …

А) силы всемирного тяготения

Б) силы трения

В) силы упругости

Г) силы сопротивления среды

Д) центробежные силы Плечо силы – это

А) модуль силы

Б) расстояние от оси до конца вектора силы

В) длина рычага, к которому приложена сила

Г) расстояние от оси вращения до линии действия силы

Д) расстояние от оси вращения до точки приложения силы

Момент инерции зависит от времени следующим образом:

А) с увеличением длительности движения момент инерции уменьшается

Б) не зависит

В) чем меньше время, тем меньше момент инерции

Г) прямо пропорционально

Д) существует квадратичная зависимость Ритм движения – это …

А) мера соотношения частей движения

Б) количество шагов на отрезке дистанции

В) количество движений на отрезке дистанции

Г) понятие связано с видами спорта, где есть музыкальное сопровождение

Д) количество колебаний метронома Темп движения – это …

А) увеличение скорости движения

Б) соотношение частей движения

В) количество движений в единицу времени

Г) количество движений на дистанции

Д) минимальное время, затрачиваемое на цикл движения Укажите неверное обозначение единицы времени А) 1 мсек; Б) 2,5 часов; В) 3,9 м/сек; Г) 10 мин; Д) 0,0001 сек .

Укажите наименьший по длительности отрезок времени А) 0,01 сек Б) 1 сек В) 9 м/сек Г) 10 сек Д) 110-1 сек В плавании основным видом движения является …

А) водный

Б) подводный

В) локомоторное

Г) перемещающее

Д) с помощью рук В боксе основным видом движения является …

А) передвижение по рингу

Б) локомоторное

В) перемещающее

Г) нападающий

Д) наступательно - защитный

В лёгкой атлетике есть следующие виды движений:

А) все ниже перечисленные

Б) перемещающие

В) локомоторное

Г) вокруг оси

Д) на месте Вы сейчас находитесь в … равновесии .

А) неустойчивом

Б) безразличном

В) устойчивом

Г) ограниченно устойчивом

Д) живом Укажите виды спорта, в которых нет перемещающих движений

А) Бег

Б) Метание

В) Бокс

Г) Теннис

Д) Борьба Главная задача биомеханики – это …

А) оценка эффективности приложения сил для достижения поставленной цели

Б) изучение движения

В) изучение возможностей спортсмена

Г) математические задачи Частные задачи биомеханики – это …

А) изучение живых людей

Б) изучение соперников

В) расчёт параметров

Г) изучение конкретных движений

Д) наблюдение за луной

Выберите направления развития биомеханики:

А) север, юг, запад, восток

Б) правильное

В) механическое, функционально-анатомическое, физиологическое, системно-структурный подход

Г) прямо и направо

Д) значительное Система – это …

А) то, что мы видим

Б) предлагаемые процессы

В) единое целое, составленное из частей, взаимодействующих по определённым законам

Г) законченное произведение

Д) порядок Кинематическая пара это –

А) подвижное соединение двух звеньев

Б) неподвижное соединение двух звеньев

В) соединение двух твёрдых тел

Г) двойка на экзамене

Д) пара, имеющая кинематические характеристики Расстояние между объектами А и Б – это …

А) путь, пройденный без изменения направления движения

Б) отрезок прямой, соединяющий точки А и Б

В) путь, пройденный телом от точки А до Б

Г) разность между положениями апогея и перигея

Д) путь от А до Б в конкретных единицах измерения Траектория движения точки – это …

А) видимый след движения

Б) воображаемый след движения, оставленный телом (точкой) при перемещении в пространстве

В) путь, пройденный точкой от начала и до конца движения

Г) кривая, соединяющая начало и конец движения Тело отчёта – это …

А) тело, относительно которого определяется положение объекта

Б) тело, от которого начинается движение

В) тело, с которым сравнивают по величине другое тело

Г) тело, обладающее эталонными размерами

Д) тело, у которого заканчивается движение

Укажите пространственно-временные характеристики движения:

А) координаты тела

Б) темп и ритм движения

В) длительность движения, момент времени

Г) траектория, направление и размах движения

Д) скорость, угловая скорость, ускорение, Угловое ускорение

–  –  –

Г) = 2 Д) = Тело получает ускорение,

А) если оно движется по прямой

Б) если скорость его падает

В) если силы, действующие на него, уравновешены

Г) если масса его меньше 10 кг .

Д) если скорость его больше 1 м сек

–  –  –

К инерционным относятся следующие характеристики движения:

А) масса тела, момент инерции тела

Б) характеристики, описывающие движение тела по инерции

В) расстояние, которое проходит тело по инерции

Г) линейная скорость и ускорение

Д) радиус вращения материальной точки Импульс силы – это …

А) сила прилагается к телу через определённые промежутки времени

Б) максимальное значение действующей силы

В) значение силы в данный момент времени

Г) произведение силы на время, в течение которого сила действует на тело

Д) время, в течение которого сила действует на тело

–  –  –

Д) F=ma

Момент инерции зависит от времени следующим образом:

А) не зависит

Б) прямо пропорционально

В) обратно пропорционально

Г) существует квадратическая зависимость

Д) зависит в данный момент времени Масса тела – это …

А) вес тела

Б) мера инертности тела

В) объём тела

Г) площадь поверхности тела

Д) момент инерции тела

Точка массой вращается вокруг оси по радиусу R. Если радиус станет 2R, то момент инерции изменится:

А) не изменится

Б) больше в два раза

В) меньше в два раза

Г) в четыре раза больше

Д) прямо пропорционально Укажите формулу момента инерции тел, где m – масса точки, J - момент инерции, r – расстояние от оси вращения до тела:

А) J=

Б) J=mR

В) J=mr2

Г) J=

Д) J=lim Причиной движения является …

А) скорость

Б) ускорение

В) сила

Г) импульс тела

Д) масса тела Масса тела – это …

А) объём тела

Б) относительный размер тела

В) вес тела без упаковки

Г) мера инертности тела

Д) плотность тела Момент времени – это …

А) момент начала движения

Б) наименьший по длительности отрезок времени

В) время, в течение которого идёт движение

Г) отрезок времени меньше сотой доли секунды

Д) минимальное время, затраченное на цикл движения

Охарактеризуйте отличия внешних и внутренних сил:

А) внешних больше, внутренних меньше

Б) внешние силы имеют механическую природу, а внутренние биологическую

В) внешние действуют на тело, а внутренние из тела

Г) внешние тормозят движение, а внутренние нет

Д) внешние отклоняют движение, а внутренние корректируют его

Выберите формы проявления скоростных качеств:

А) быстрота мысли

Б) быстрота мышц

В) быстрота бега

Г) повышение темпа

Д) смена ритма Управление – это …

А) команды тренера

Б) крик о помощи

В) переход системы в новое, заранее заданное состояние

Г) подсказка

Д) указания начальника Обратная связь

А) усиливает эффект воздействия

Б) уменьшает эффект воздействия

В) стабилизирует систему

Г) сообщение о процессе

Д) отражение (эхо) Биомеханика изучает …

А) движения человека и животных и механические явления в них

Б) действия физических упражнений на интеллект

В) ноги выдающихся спортсменов

Г) всё

Д) механику человека и животных

Назовите направления развития биомеханики:

А) правильное

Б) механическое, анатомическое / физиологическое, системно-структурное

В) естественное, координатное, векторное

Г) связаны с поставленной задачей

Д) север, юг, запад, восток Опорно-двигательный аппарат человека включает …

А) костный, скелет, связки, систему управления

Б) опору, которая движется

В) аппарат, двигающийся по какой-то опоре

Г) движения, когда есть твёрдая опора

Д) две руки, две ноги Силовые характеристики движения – это …

А) характеристики, применяющиеся в бодибилдинге

Б) сила, момент силы

В) характеристики силы воли и духа

Г) характеристики, описывающие мужскую силу

Д) то, что есть, когда ума не надо

Минимальное количество звеньев, составляющих замкнутую кинематическую цепь, равно:

А) 5 Б) 6 В) 2 Г) 3 Д) 4 К механическим свойствам мышц относят …

А) скорость, сокращение, расслабление

Б) площадь поперечного сечения

В) способность развить силу

Г) упругость, вязкость, ползучесть, релаксация

Д) твёрдость, хрупкость, мягкость

–  –  –

Лабораторная работа № 1 .

Построение промера по координатам

Основные задачи:

I) научиться составлять таблицу координат; 2) научиться находить по координатам положение точек тела и чертить схематические позы человека .

Sу Рис. 1 Киноциклограмма бега человека Пояснения .

1. Промер (рис. 1) – пространственно-временная диаграмма движений (схемы положений тела) .

Она показывает, где располагаются точки тела в пространстве и как они изменяют свое положение через определенные интервалы времени. Это позволяет рассчитать скорости и ускорения точек тела .

Промер строят на основе материалов специальной киносъемки. Для изучения движений, выполняемых в одной плоскости (бег в легкой атлетике, прыжки в длину, ходьба на лыжах, бег на коньках и т.д.), применяется одноплоскостная киносъемка .

Для изучения движений со сложными пространственными перемещениями (метание молота, диска, упражнения на коне в гимнастике и т.д.) используют трехплоскостную киносъемку. Три киноаппарата располагаются на определенном расстоянии друг от друга так, чтобы их оптические оси были взаимно перпендикулярны. Съемка производится сбоку, спереди (или сзади) и сверху (зенитная киносъемка). Киноаппарат располагают так, чтобы его главная оптическая ось была перпендикулярна направлению движения или основной плоскости движения. Если же оптическая ось аппарата не перпендикулярна основной плоскости, то углы на изображении не будут равны действительным углам сгибания. При этом существенно искажаются и линейные размеры, что приводит к большим ошибкам при их измерении. Место расположения киноаппарата определяется так, чтобы объект съемки полностью поместился в кадр, оптическая ось аппарата должна находиться против центра области передвижения .

Минимальная частота съемки при изучении передвижений спортсмена составляет 32 кадра в секунду. При этом промежутки времени между кадрами будут равны 1/32 0,03 .

Перед киносъемкой испытуемого специально подготавливают. На точки тела, соответствующие проекциям основных суставов, наносят «кресты» (ширина полоски – I см, длина – 5 см) .

Предпочтительно снимать испытуемого в плавках, нанося отметки осей суставов непосредственно на кожу. При съемке в условиях низкой температуры испытуемого одевают в облегающий костюм (так, чтобы смещения костюма относительно тела были минимальны) и наносят проекции осей суставов непосредственно на костюм. Цвет меток должен быть контрастным цвету одежды .

Промер строят по кадрам кинопленки или фотоотпечаткам с них двумя способами: а) 3 .

проецированием на координатную сетку (с кинопленки – через проектор; с фотоотпечатков – через эпидиаскоп); при этом минимум два ориентира на каждом кадре (или снимке) должны совместиться с их изображением на координатной сетке; б) по координатам каждой точка (относительно избранного начала координат) на каждом кадре или снимке; координаты сначала считываются по каждому снимку и записываются в таблицу координат. В обоих способах предварительно выбирают масштаб изображения (обычно 1:10, лучше 1:5) .



4. По полученному (проецированием) на координатной сетке промеру считывают координаты точек и записывают их в таблицу координат. В обоих случаях в результате получается промер и таблица координат, по которым ведут дальнейшую обработку .

Задания Составить таблицу координат. Вычертить таблицу с количеством горизонтальных строк, 1 .

равным числу кадров (в нашем примере 10 поз), и количеством вертикальных колонок, равным удвоенному числу изображаемых точек, для координат горизонтальных (X) и вертикальных (У). В представленной таблице координат (табл. 1) даны ранее определенные по фотокадрам координаты Sx и Sy для следующих восьми точек тела: с – центр тяжести головы, в – плечевой, а – локтевой, m

– лучезапястный, f – тазобедренный, s – коленный, p – голеностопный суставы и d – кончик стопы .

Каждая координата – это соответствующее расстояние данной точки от оси X или оси У .

Построить сетку координат. Определить по таблице координат наибольшие значения S х и 2 .

Sу, (Sх точки d позы 10-й равна 307 мм; Sу – точки с позы 4-й равна 149). По этим данным установить размеры сетки координат (по горизонтали – не менее 310 мм, по вертикали – не менее 150 мм, если масштаб выбрать 1:10, т.е. 10 мм на сетке координат изображают 10 см в натуре) .

Учитывая в таблице координат отрицательные значения координат (Sy = -8; Sx = -10 и Sy = -10) .

Теперь через каждые 50 мм провести горизонтальные и вертикальные линии для удобства отсчета координат. Разметить оси координат через 10 мм и надписать численные значения .

Построить промер, нанести все точки правой половины тела 1-й позы. Координата точки с 3 .

позы 1-й Sх = 9 мм (в масштабе сетки), а Sy = 145 мм .

Таблица 1 Таблица координат S c b a m f s d S c b a m f s d x y

–  –  –

Как удобнее найти положение точки? Можно от нуля координат отсчитать вправо 9 мм и от этой точки вверх 145 мм, но можно это сделать быстрее и проще, с меньшим риском ошибки .

Заметим, что Sу = 145 мм, т.е. на 5 мм ниже линии "150". Найдя эту точку на вертикальной оси (У) сетки, вправо от нее найдем сразу точку "10 мм", а от нее отсчитаем I мм (это проще, чем отсчитывать подряд 9 мм вправо от оси) .

Такое же сокращение поиска точки проследим в следующих случаях. Точка 1-й позы – Sх= 15;

Sу = 125; на горизонтальной линии "125" отсчитаем сразу 15 мм. У точки m I позы Sх = 30; здесь удобнее отсчитывать Ее от нуля вправо (0, 10, 20 и 30), а от вертикальной линии "50" влево (50, 40 и 30). Sу этой точки "89"; эту координату удобнее отсчитывать от горизонтальной линии "100" вниз (100, 90, 89). А точку S 1-й позы удобнее отсчитывать сначала по Sх = 10, а отсюда вверх (10, 20, 30 и 28) .

Следует стараться как можно меньше перемещать карандаш вдоль какой-либо оси, используя вспомогательные линии сетки (через 50 мм) как ориентиры для отсчета .

Нанеся все точки 1-й позы, обвести точку с кружком диаметром 7 мм (обозначение головы);

далее соединить точки b, a, m двумя линиями (рука) и точки, f, s,, d тремя линиями (нога). Точку с, обозначающую голову, с точкой b соединять нельзя, так как b – плечевой сустав. Во время бега она перемещается вперед и назад. Если провести линию от c к b, то окажется, что такая шея качается, как маятник. По этой же причине не соединяют точки b и f .

Нанеся точки всех 10 поз и проведя все линии (для каждой позы сразу же после нанесения точек), проверить правильность поз. Прежде всего необходимо проверить, похожи ли позы на естественные позы человека, так как бывают курьезные случаи – позы с переразгибанием колена вперед или со стопой в области головы, если перепутаны координаты Sх и Sу. Тщательно проверить, нет ли на воображаемой траектории скачков точек вверх или вниз, вперед или назад, что бывает при ошибке в отсчете координат. Кроме того, проверить на глаз, не изменяют ли резко части тела свои размеры. И, наконец, остается проставить номера поз. Это удобно делать через одну позу (например, только нечетные) около точек b и f мелкими цифрами над соответствующей точкой (см. рис. 1) .

Контрольные вопросы Что называется промером?

I .

Для чего служит промер?

Какие данные необходимы для построения промера?

Как строится сетка координат?

Как выбрать масштаб изображения?

Какие ошибки возможны при построении промера?

Лабораторная работа №2 .

Расчет и векторное изображение линейных скоростей и ускорений Основные задачи: I) научиться рассчитывать линейные скорости и ускорения по способу разностей; 2) научиться строить векторы скоростей и ускорений точек тела (на промере) .

Пояснения .

I. Скорость – мера быстроты изменения положения точки в пространстве с течением времени .

Она измеряется отношением пройденного пути (S) к затраченному времени (t). Чтобы определить пройденный путь, например, точки коленного сустава S 1-й позы (исходное положение – и. п.) до 3-й позы (конечное положение – к. п.), разложим его движение по двум направлениям: по горизонтали будет равно разности координат к. п. и и. п., т.е. Sx3-Sx1 = S3Взяв из таблицы координат Sx3 = 50 и Sx1 = 10, получим Sx3-Sx1 = 50-10 = 40. Величина 40 (в мм промера) представляет собой разность координат (в мм) ('х) .

Как теперь найти t, т.е. затраченное время?

Предположим, что частота киносъемки 20 кадров в секунду (N = 20). Значит, между двумя соседними кадрами интервал времени 1/20 с, а мы определили S3-1 два интервала (L = 2) по 1/20 с, т.е. за 1/10 с .

На промере S = 40 мм, без учета масштаба. Чтобы найти действительный путь точки, надо его разделить на величину масштаба (1/10). или умножить на величину, обратную масштабу (М-10) .

Тогда действительный путь:

'SM = 40 10 = 400мм

Запишем определение времени:

L 2 1 t = M 20 10 c

Теперь формула скорости (от 1-й до 3-й позы), а величина горизонтальной скорости:

4000 4 / Vx2 = Vx3-1 = Зная Vх и Vy, можно найти полную скорость V, как диагональ прямоугольника со стороны Vх и

Vy:

Однако, когда обрабатывает большую кинограмму (много поз), такой расчет очень продолжителен и поэтому поступают проще: строят векторы скоростей или кинематические графики (см. работу № 3) .

Скорости точек тела человека практически непрерывно изменяются под действием приложенных сил; чем больше сила, тем быстрее изменяется скорость. Как же быстро изменяются скорости? Рассмотрим для этого ускорение .

2. Ускорение – мера, быстроты изменения скорости с течением времени. Она измеряется отношением приращения скорости (положительного – увеличения или отрицательного – уменьшения) ко времени, затраченному на это приращение. Ускорение, как и скорость, удобно рассчитывать по двум составляющим: горизонтальной и вертикальной .

Если горизонтальная скорость коленного сустава в момент 2-й позы 4,0 м/с, а в момент 4~й позы (расчет проводится по разности координат) Sx4 – Sx2 = 133-50=83 мм, то приращение скорости Vx4 – Vx2 = 8,3-4,0 = 4,3 м/с .

Это приращение скорости произошло за 1/10 с (два интервала при частоте съемки 20 кадров в секунду; N = 20, и L = 2). Значит, ускорение V " sMN 2 43 10 20 20 43 / 2 ax3 = t L Здесь ”s = 43 - разность первых разностей или "вторая разность" (”s) .

Это ускорение – среднее на участке пути от 2-й до 4-й позы; будем считать его мгновенным ускорением в момент промежуточной 3-й позы .

Таким же способом рассчитывается и вертикальное ускорение той же точки в то же время:

”у3 = ”у2-”у4= -4-8=-12 V " sMN 2 12 10 20 20 12 / 2 aу3 = t L Знак минус показывает, что ускорение направлено вниз. Зная ах и ау, можно найти полное ускорение по правилу параллелограмма:

а= Первые разности (') – это величины числителя формулы скорости, выраженные в 3 .

единицах длины. Это еще не сами скорости, но так как при их расчете берется одинаковое t (L = 2), то разноски прямо пропорциональны скоростям. Таким же образом вторые разности (") – это величины числителя формула ускорения, выраженные в единицах длины. Они также прямо пропорциональны ускорениям. Поэтому если нас интересует только, как именно и когда изменяются скорости и ускорения, а не их абсолютные величины, то можно не вести расчет до конца, а рассматривать только разности .

Скорости и ускорения – векторные величины; они характеризуются размером и 4 .

направлением. Их можно изобразить в виде стрелок определенного размера (в любом выбранном масштабе) и соответствующего направления. Это направление зависит от составляющих горизонтальной и вертикальной, когда полная скорость или ускорение определяемся по правилу параллелограмма .

Задания I. Заготовить таблицы скоростей и ускорений: вычертить две таблицы точно такого размера, как таблицы координат. Перенумеровать строчки (по количеству поз) и разметить колонки (по изображенным точкам). На том месте, где в таблице координат стояли обозначения Sx и Sy, проставить в таблице скоростей 'x и 'y в таблице ускорений "x и "y .

2. Рассчитать первые и вторые разности (по горизонтали и по вертикали) для избранных точек .

Возьмем для примера две точки; S – коленный сустав и d – пальцы стоп. Наложим на таблицу координат таблицу скоростей так, чтобы видеть колонку цифр координат Sx точки S, Вычтем из координаты 3-й позы координату 1-й: 50-10 = 40: запишем 'x в таблицу скоростей в колонку S (коленный сустав) левой половины таблицы ('x) в строку вторую. Далее в третью строку этой колонки запишем 88-23=65; в четвертую строку 133-50=83 и т.д. до конца колонка. В первой и последней строках данных нет, поэтому здесь поставим прочерк .

Таблица 2 Таблица скоростей c b a m f s d c b a m f s d 'x 'y № №

– – – – – 4 8 7 4 - 2 5 9 1 5 7

–  –  –

– – – –

– – – – 3 4 5 3 - 8 4 2 6 4 6 Когда делают расчет У (по вертикали), будут встречаться случаи вычитания аз меньшей величины отрицательных величин (их надо складывать, сохраняя знак минус), вычитания из отрицательных величин и т.д.; здесь надо вспомнить соответствующие правила вычитания .

Имея заполненную колонку первых разностей для какой-либо точки тела, таким же приемом можно рассчитать вторые разности. В табл. 2 и 3 представлены рассчитанные 'x и 'y для точек S и d (по таблице координат – табл. 1) .

Обратите внимание на то, что в таблице ускорений в первых двух и последних двух cтроках нет значений вторых разностей .

Определить масштаб изображения векторов скоростей и ускорений. Рассмотрев 3 .

внимательно цифры таблицы скоростей и ускорений, можно заметить, что если принять I мм на промере за одну единицу разностей, то будут слишком длинные стрелки, они не уместятся на промере. Если же принять 10 мм на промере за 20 единиц разностей, то стрелки хорошо уместятся на промере. Подчеркнем, что масштаб первых и вторых разностей может быть и неодинаков, так как скорости и ускорения – это разные характеристики и сравнивать их друг с другом по величине стрелок (векторов) нельзя .

Нанести на промере векторы скоростей и ускорений соответствующих точек (рис. 2) .

4 .

Рис. 2 Промер бега с векторами скоростей и ускорений Контрольные вопросы Что такое скорость, чему она равна?

На чем основан способ расчета разностей?

Что такое первые разности, в каких единицах они рассчитывается?

Что такое ускорение, чему оно равно?

Что такое вторые разности, в каких единицах они рассчитываются?

Как построить векторы скорости и ускорения?

Как проверить правильность построения векторов скорости и ускорения, на пользуясь таблицей координат?

Лабораторная работа № 3 Построение кинематических графиков (координат, скоростей и ускорений) и их анализ Основные задачи: I) научиться строить кинематические графики характеристик до времени; 2) изучить взаимную связь в изменениях кинематических характеристик .

Пояснение .

Кинематические графики показывают изменения величин кинематических характеристик с течением времени. Если их расположить на листе бумаги друг под другом при одинаковом масштабе времени, то можно сопоставить, как разные характеристики изменяются в одно и то же время .

Задания I. Заготовить координатные сетки. Для примера построим график вертикальных характеристик (Sy, 'y, "y.) коленного сустава (см. работу № 2). Рассмотрев в таблицах координат, скоростей и ускорений колонку точки коленного сустава (S) в правой половине (вертикальные характеристики

– у), определим наибольшие и наименьшие величины, чтобы установить размеры шкалы (по вертикальной оси сетки) каждой характеристики. По горизонтальной оси отложим десять равных отрезков, соответствующих интервалам времени между кадрами (рис. 3) .

Рис. 3 Кинематические графики перемещений, скоростей и ускорений

2. Построить график характеристик. Нанести на сетке каждой характеристики точки по данным таблиц. Если соединить эти точки друг с другом при помощи линейки (тонкой линией), то видно, что трафики получились очень угловатые, как будто бы характеристики мгновенно резко изменялись. Однако известно, что на изменение скорости всегда нужно какое-то время, поэтому, графики характеристик движений не могут иметь вид ломаной линии. Если бы частота киносъемки была больше, то графики имели бы вид плавных кривых. Необходимо внести уточнения в графики, определив промежуточные точки (интерполяция), пропущенные вследствие недостаточной частоты съемки. К таким точкам относятся крайние значения точек на кривой (максимум и минимум), а также места пересечения кривой нулевой линии на графике .

3. Проанализировать кривые и привести их в более правильный вид. Попробуем последовательно уточнить графики. На графике вертикальных координат коленного сустава (S y) от 7-й до 8-й точки проведена горизонтальная линия; вряд ли колено так долго "держалось" на одном уровне, очевидно, были его взлет и снижение. Проведя плавную кривую вверх (жирной линией), отметим ее высшую точку (максимум) посредине между 7-й и 8-й точками. Начертим вертикальную линию (5) и проверим, как она проходит через другие графики. В этот момент вертикальная скорость из положительной (движение вверх) становится отрицательной (движение вниз) – значит она равна нулю; соединив на графике 'y точки 7, 8 и 9 плавной кривой, видим, что не ошиблись, проведя вертикаль 5. На графике ускорений ("y) нужно провести кривую ниже точек 7 и 8 так, что ее впадина будет на вертикали 5. И действительно, до этого момента отрицательное ускорение нарастает, становится максимальным и далее уменьшается. Рассуждая таким же способом, найдем между точками 4 и 5 вертикаль 3 (при нулевой вертикальной скорости низшее положение коленного сустава и максимум пояснительного вертикального ускорения) и намного дальше точки 3 вертикаль 1 (при нулевой вертикальной скорости высшее положение колена и максимум отрицательного ускорения). Как видно, пришлось сместить высшие и низшие точки на графиках координат и ускорений (горизонтальная черта, касательная кривой) и места пересечения кривой скорости с нулевой линией (обведено кружком) .

Теперь проверим, верно, ли отмечены высшая я низшая точки графика скорости (около точек 4 и 6). Когда скорость максимальная, это значит, что больше она уже расти не будет; следовательно, в этот момент ускорение равно нулю и график ускорения пересекает нулевую линию. Найдем нулевые значения ускорения. Соединим прямой 3 и 4, а также 6 и 7 значения ускорения на графике ускорения. Через точки пересечения этих отрезков с осью времени проведем 2 и 4 вертикальные линии. Именно на этих линиях будут лежать экстремальные значения скоростей. В эти же моменты на графике координат происходит перегиб кривой (из выпуклой она становится вогнутой – около точки 4 и, наоборот, из вогнутой – выпуклой – около точки 6) .

Сам процесс уточнения графиков заставляет вдуматься в значение характеристик и их взаимосвязь. Очевидно, что у векторов перемещения и скорости направления одинаковы (движение колена вниз – скорость отрицательная; движение вверх – положительная). Если скорость увеличивается, то у ускорения тот же знак, т.е. то же направление, что и у скорости, а если скорость уменьшается, то у ускорения противоположное направление (тормозящая сила направлена навстречу движению; знак скорости и ускорения противоположны). При крайнем положении (верхнем или нижем) скорость нулевая, а ускорение максимальное. Между крайними положениями, когда скорость наибольшая, ускорение равно нулю (ускоряющая сила сменяется замедляющей) .

От вертикали 1 до вертикали 5 происходит маховый вынос бедра от крайнего верхнего положения сзади до крайнего верхнего положения впереди газа бегуна (см. промер рис. I, 3). В течение махового движения сначала происходит уменьшение отрицательного вертикального ускорения (до вертикали 2) – у точки коленного сустава нарастает скорость опускания вниз (действие силы тяжести и мышц – сгибателей тазобедренного сустава); затем вследствие движения по дуге вертикальная скорость колена, направленная вниз, уменьшается до вертикали 3 (положительное вертикальное ускорение – центростремительные силы связок тазобедренного сустава) .

Далее, после вертикали 3, при уменьшающемся положительном вертикальном ускорении (тяга мышц – сгибателей тазобедренного сустава) скорость движущегося вверх колена нарастает до максимума к вертикали 4. Здесь закончен разгон махового движения; ускорение положительное сменяется, на отрицательное. До вертикали 5 – мах бедром при торможении мышцамиантагонистами (разгибатели тазобедренного сустава). Эти мышцы затормаживают мах и, начиная от вертикали 5, обусловливают опускание ноги к опоре .

Следует обратить особое внимание на то, что максимальное ускорение (вертикаль 3) опережает во времени момент максимальной скорости (вертикаль 4). Высшая же точка подъема бедра наступает еще позже (вертикаль 5). Следовательно, максимальное усилие (совпадает с максимумом ускорения), имеет место не в конце движения разгона, а в его начале, задолго до крайнего положения и ранее максимума скорости .

Примечание, Строго говоря, рассматриваемые здесь вертикальные скорости точки коленного сустава составлены из двух скоростей; из скоростей колена относительно таза и из скоростей таза относительно земли (система отсчета).

Последние здесь не учитываются (для упрощения задания):

их следовало бы вычитать из разбиравшихся здесь скоростей точки коленного сустава относительно земли .

Контрольные вопросы Как выбрать масштабы кинематических графиков координат, скоростей и ускорений?

Почему необходима интерполяция точек на графиках?

Какие связи между характеристиками используются при интерполяции точек на графиках?

Какие точки ищут на всех трех графиках?

Как связаны между собой во времени точки экстремумов и нулевые?

Лабораторная работа № 4 .

Построение линейной хронограммы Основные задачи: I) научиться определять моменты изменения движения, фазы и периода; 2) научиться чертить линейные хронограммы .

Пояснения .

Хронограмма – диаграмма (чертеж) временных соотношений. На оси времени откладываются отрезки, соответствующие длительности частей (фаз) движения. Фаза начинается в момент изменения движения (например, окончание скольжения и начало стояния лыжи). Момент изменения движения служит границей между двумя соседними фазами. В.момент изменения движения изменяется и ведущая задача движений в этой фазе. Поза в этот момент является своего рода "стартовым положением" для движений в течение последующей фазы. Следующий граничный момент также служит таким "стартовым положением" уже для очередной фазы .

Поэтому в течение движений в каждой фазе следует обеспечить переход в очередную граничную позу, важную для последующих движений. Отсюда, так важна роль граничных поз в контроле и самоконтроле движений .

Фазы движений выделяются для углубленного изучения их механизма, как правило, по всем движениям в целом, а не отдельно для движений рук и ног. В названии фазы отражаются наиболее характерные для нее движения (в ней выполняемые). Например, в лыжном ходе: I фаза – свободное скольжение, II – скольжение с выпрямлением опорной ноги, III – скольжение с подседанием, IV – выпад о подседанием, V – отталкивание с выпрямлением ноги. Для определения граничных моментов, разделяющих фазы в скользящем шаге на лыжах, рассматривают графика: I) угла коленного сустава ( S) опорной ноги; 2) скорости скользящей лыжи и 3) усилия на палке (рис. 4). На этих графиках определяют граничные моменты (табл. 4) и по ним длительность фаз .

t (кадры) = 0,03 с Рис. 4 Графики угла коленного сустава опорной ноги, скорости скользящей лыжи и усилия на палке

–  –  –

3. Фазовый состав формируется в действии при согласовании элементарных действий (отталкивание лыжей, включающее подседание и толчок, отталкивание палкой, скольжение по лыжне на лыже). Эти элементарные действия как бы накладываются одно на другое во времени .

Объединяясь в целый цикл (скользящей шаг), они образуют 5 фаз, из которых состоят два периода: скольжения (фазы I-III) и стояния лыжи (фазы IV и V) .

Фазы следуют одна за другой и сменяются по ходу действия, когда изменяются условия движений .

Задания I. Составить таблицу записи моментов и фаз движений скользящего шага на лыжах. Записать в табл. 4 данные рассмотрения графиков характеристик шага .

2. Определить содержание и длительность фаз. По записанным в таблицу моментам определить содержание фаз, ограниченных этими моментами, и внести в таблицу; отметить, какие номера кадров ограничивают каждую фазу. Заметить, как построена таблица (смещение строчек фаз относительно строчек моментов), что облегчает определение границ фаз. В последнюю графу вписать длительность фаз – по количеству интервалов между кадрами. Частота съемки – 32 кадра в секунду .

Рис. 5 Хронограмма скользящего шага

3. Начертить линейную хронограмму. Провести ось времени, установить масштаб изображения и нанести его (в виде номеров кадров) на ось времени. Провести ось хронограммы (рис. 5). Отложить на ней моменты изменения движений (по таблице) и надписать (сверху) названия моментов. Отложить фазы: скольжения лыжи – выше оси хронограммы, стояния лыжи – ниже оси. Подписать (снизу) названия фаз .

Изобразить ниже хронограммы схему деления шага на периоды. Обратить внимание на соотношение длительностей фаз (ритм шага) – длительности скольжения лыжи к длительности ее стояния. Записать под хронограммой ритм в форме соотношения длительностей .

Контрольные вопросы .

Что называется хронограммой и какие характеристики можно по ней установить?

Что служит границами фаз?

Почему сменяются фазы по ходу действия?

,Что происходит при смене фаз?

Каковы соотношения между элементарными действиями и фазами?

–  –  –

2. Угловая скорость – мера быстроты изменения углового положения всего тела в пространстве с течением времени. Ее измеряют отношением углового перемещения условной линии (') к затраченному времени. Расчет ведется по способу первых разностей, описанному в работе № 2. Из угловой координаты 3-й позы (3) вычитается угловая координата 1-й позы (1). Полученная / разность (3 - 1 = 2) равная числителю формулы угловой скорости ( = t ), это путь, пройденный за два интервала между кадрами. Она прямо пропорциональна скорости. В нашем примере при частоте съемки 12 кадров в секунду один интервал равен 1/12 с, а два интервала – 1/6 с. Разделив соответствующую ' на 1/6 с, получим угловую скорость в градусах за 1 с. В отличие от расчета линейных скоростей масштаб изображения учитывать не нужно, так как угловые величины при любом масштабе изображения не изменяются .

3. Угловое ускорение – мера быстроты изменения угловой скорости с течением времени. Она измеряется отношением приращения угловой скорости (положительного – увеличения или отрицательного – уменьшения) к времени, затраченному на это приращение. Расчет угловых ускорений ведется по способу вторых разностей (см. работу № 2). Из первой разности 4-й позы вычитается первая разность 2-й позы. Полученная вторая разность ('4 - '2 - '3).равна // (t ) 2 ): она прямо пропорциональна ускорению .

числителю в формуле углового ускорения ( Расчет разностей ведется через два интервала, и среднее ускорение относится к промежуточной точке .

Изменения угловой скорости тела гимнаста и соответствующие им ускорения зависят от действия силы тяжести (при движении вверх она его замедляет), а также от изменения длины радиуса ОЦТ. Когда ОЦТ приближается к перекладине, появляется положительное угловое ускорение и угловая скорость увеличивается; отдаление ОЦТ от перекладины имеет противоположное действие. Чтобы проследить за влиянием приближения ОЦТ к центру вращения и отдаления от нее, соединим все точки ОЦТ от 1 до 25 (включительно, но не далее) сплошной линией; это траектория ОЦТ .

Круговой график угловой скорости удобно изобразить, откладывая величины, прямо пропорциональные угловой скорости (первых разностей '), на радиусах ОЦТ от оси перекладины; соединив все точки на радиусах (от 2 до 24), получим график скорости .

6. Круговой график углового ускорения надо изображать иначе, чем угловой скорости, так как скорость имеет здесь один знак (движение в одном направлении), а у ускорения два знака (положительный – нарастание скорости и отрицательный – уменьшение скорости). За нуль примем окружность произвольного радиуса (центр ее – ось перекладины); величины, прямо пропорциональные положительному ускорению (вторые разности ''), будем откладывать по радиусам соответствующих точек окружности (от нуля) от центра, а отрицательные – к центру .

Задания .

Перенести на лист бумаги с рисунка 6 положения ОЦТ (25 точек), ось перекладины и вертикаль (через стойку перекладины). Для этого можно использовать копировальную бумагу, перерисовать на оконном стекле (на просвет) или приколоть иглой каждую точку. Проставить номера точек ОЦТ, провести вертикаль .

Провести радиусы ОЦТ (от центра до каждой точки). Соединить все ОЦТ линией – траектория движения ОЦТ. Провести окружность радиусом ОЦТ позы в естественно выпрямленном положении (поза 7, рис. 7) Рис. 7 Графики угловых скоростей и ускорений тела гимнаста

3. Заготовить таблицу для записи угловых положений () и расчета угловых скоростей (') и угловых ускорений ('') (табл. 5) .

4. Измерить транспортиром угловые положения от вертикали по ходу движения и записать в табл. 5 (графа ). После позы 13 транспортир переложить по другую сторону вертикала и продолжать отсчет от 180° (до 360°) .

Рассчитать первые и вторые разности. Вычитая из угловой координаты 3-й по эй угловую координату 1-й позы, получим первую разность, прямо пропорциональную угловой скорости 2-й позы (записать во вторую строку второй колонки – '). Таким же способом определяются угловые ускорения (по вторым разностям) .

Нарисовать круговые графики угловых скоростей и ускорений. Отложить ка радиусах ОЦТ, начиная со 2-й позы, величину угловой скорости в произвольном масштабе (например, 10° первой разности равны 10 мм); соединить полученные точки линиями. Отложить на радиусах ОЦТ, начиная с 3-й позы, от произвольно нарисованной окружности положительные ускорения – в сторону от центра, отрицательные – к центру (масштаб: 10° второй разности равны 10 мм);

соединить точка линиями (см. рис.7). Обратить внимание, что кривые не замкнуты, так как нет данных для первой и последней поз по скоростям и для двух с начала и конца для ускорений .

Отметим, что эти графика построены по пути, а не по времени (см. работу № 2) .

Проанализировать зависимость движения от действия веса и приближения тела к оси перекладины. Заметить удаление ОЦТ от перекладины и приближение и сказанные с этим изменения ускорения и скорости .

Контрольные вопросы Что такое угловая скорость твердого тела и каково ее отличие от скоростей движущегося тела спортсмена?

Что служит началом отсчета при определении угла поворота тела?

Как называется первая разность угловых координат и что она представляет собой?

Причины различий в построении круговых графиков угловых скоростей и ускорений?

Как соотносятся угловые скорости и ускорения в разные моменты большого оборота?

Как выявить ошибки в построении круговых графиков?

Лабораторная работа № 6 .

Определение положения общего центра тяжести тела графическим способом (сложением сил тяжести) Основные задачи: I) научиться определять положение центров тяжести звеньев (ЦТ); 2) научаться определять положение общего центра тяжести тела (ОЦТ) .

Пояснения .

I. Центр тяжести звена – воображаемая точка, неизменно связанная со звеном, к которой приложена равнодействующая всех сил тяжести звена в любом его положении. Иначе говоря, моменты всех сил тяжести звена относительно его ЦТ взаимно уравновешиваются, их сумма равна нулю. Отсюда вытекают два способа определения положения ОЦТ двух и более звеньев: а) графический – сложением сил тяжести и б) аналитический – сложением моментов аил тяжести .

Опытным путем (О. Фишер, Н.А. Бернштейн) были определены средние данные о весе звеньев тела и положений их ЦТ (табл. 6). Если принять вес тела за 100%, то вес каждого звена может быть выражен в относительных единицах (в процентах); при выполнении расчетов не обязательно знать абсолютный вес (в кг) ни всего тела, ни каждого звена. ЦТ звеньев определены по анатомическим ориентирам (голова, кисть и т.д.) или по относительному расстоянию ЦТ от проксимального сустава (радиус центра тяжести – часть всей длина звена конечности), или по пропорции туловища, стопы и др .

Таблица 6 Относительный вес и расположение центров тяжести звеньев тела Название Относительн Расположение ЦТ звена звена ый вес Р (в %) Голова Над верхним краем наружного слухового отверстия Туловище На линии между осями плечевых и тазобедренных суставов на расстоянии (от плечевой оси) 0,44 Плечо 3 0,47 Предплечье 2 0,42 Кисть Пястно-фаланговый сустав третьего пальца Бедро 12 0,44 Голень 5 0,42 Стопа На линии между пяточным бугром и вторым пальцем на расстоянии 0,44 от пятки Рис. 8 Определение положения ЦТ двух звеньев руки сложением сил тяжести

2. Для определения равнодействующей двух параллельных сил соединяют прямой линией точки их приложения. При сложении сил тяжести двух звеньев эта линия соединяет их ЦТ. На этой линии располагается точка приложения суммы двух сил – равнодействующей, т.е. общий центр тяжести двух звеньев. Например, ЦТ плеча и предплечья расположен на линии, соединяющей ЦТ каждого (рис. 8). Так как плечо весит 3%, а предплечье 2% от веса тела (табл. 6), то эту линию следует разделить на 2+3=5 частей. ЦТ двух звеньев расположен ближе к более тяжелому (соотношение отрезков линии 2:3, считая от плеча). Таким способом можно определить общий центр тяжести тела, последовательно складывая силы тяжести, приложенные к каждому звену тела .

3. Положение ОЦТ и ЦТ звеньев важно определять при разборе условий равновесия в статическом положении. Изменения траектории движения ОЦТ тела могут происходить в результате действия внешних сил, приложенных к телу в целом, или внешних относительно соответствующего эвена, так как без действия внешней силы положение и движение ЦТ измениться не может .

Следует заметить, что сложение параллельных сил допустимо только в абсолютно твердом теле .

Дело в том, что для деформируемого тела и материальной системы теорема о сложении параллельных сил неверна .

Две силы, приложенные к разным точкам, в этих случаях нельзя заменить одной силой .

Поэтому, строго говоря, и общего центра тяжести и центра инерции (точка приложения равнодействующей параллельных сил инерции) в теле человека нет. Но есть совпадающая с ними точка – центр масс (точка, находящаяся внутри или вне тела, в которой пересекаются линии действия сил, приводящих данное тело или материальную систему в поступательное движение) .

Предполагая, что система мгновенно "отвердела", можно найти ее центр масс способами определения общего центра тяжести и рассматривать центр масс как центр тяжести .

Задания .

1. Определить положение ЦТ звеньев тела. На фотографии позы человека, пользуясь анатомическими данными, проставить положение проекции осей, суставов. Измерив длину каждого звена, помножить ее на соответствующее значение радиуса ЦТ. Пользуясь этими данными и анатомическими ориентирами, проставить ЦТ всех звеньев .

2. Найти равнодействующую всех сил тяжести. Удобно найти сначала ЦТ сил тяжести плеча и предплечья (векторы сил тяжести рисовать не нужно, следует только помнить относительный вес звеньев); далее, прибавив вес кисти, найти ОЦТ всей руки. Так же последовательно суммировать вес звеньев ноги. В нашем примере (рис. 9) положение симметричное; значит, ЦТ обеих рук расположены одинаково, так же, как и обеих ног. Определяя только ОЦТ всех конечностей, этого можно еще не учитывать, но, прибавляя к их весу вес туловища или головы, об этом нельзя забывать (удвоить вес конечности). Определяя положение ЦТ туловища, если оно согнуто или разогнуто, правильнее его положение наносить не на изогнутой продольной оси, а на прямой линии, соединяющей плечевой и тазобедренный суставы. Однако и здесь будет допущена погрешность, поэтому для точных научных исследований расчетные способы определения положения ОЦТ дают больший процент ошибок, чем экспериментальные (уравновешиванием) .

Рис. 9 Определение положения ОЦТ тела графическим способом

Определив положение ОЦТ головы и туловища (50% веса тела), а также всех конечностей (другая половина веса), расстояние между ними делят пополам. В этой точке и расположен ОЦТ тела .

Контрольные вопросы Что такое центр тяжести эвена и общий центр тяжести тела?

Зачем нужно определение ЦТ и ОЦТ?

3. Какие основания имеет графический способ определения положения ОЦТ?

Какие данные необходимы для определения положения ОЦТ графическим способом?

Что такое центр инерции и центр масс тела, их отношение к положению ОЦТ?

–  –  –

Группа ________________ Ф.И.О. ____________________________________

Вид спорта ____________________ Квалификация _______________________

Ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы:

1. К какому виду двигательной деятельности, согласно классификации, относится Ваш вид спорта?

а) локомоторные движения (циклические, ациклические)

б) перемещающие движения

в) сохранение и изменение положения тела

г) движения вокруг осей

д) движения на месте

2. Сформулируйте цели и задачи избранного вида двигательной деятельности

3. Проведите анализ кинематической характеристики в Вашем виде спорта:

а) нарисуйте линейную хронограмму (временную диаграмму движений) для спортсменов разной квалификации (низкой и высокой) с обозначением фаз, периодов и граничных моментов __________________________________________ t (низкая квалификация) __________________________________________ t (высокая квалификация)

б) изобразите промер (схематическое изображение поз в граничных моментах) о

–  –  –

t1 – фаза … t2 – фаза … t3 – фаза …

4. Проведите анализ динамических характеристик:

а) дайте определение и напишите формулы:

– внешней силы –

– внутренней силы –

– силы трения –

– силы сопротивления внешней среды –

– силы реакции опоры –

– силы инерции фиктивные –

– силы инерции реальные –

– силы Архимеда –

– импульс силы

– импульс момента силы –

– момент инерции –

– момент силы –

б) режимы работы мышц:

– изометрический –

– изотонический –

– уступающий –

– преодолевающий –

– реверсивный –

в) напишите основной закон динамики для поступательного и вращательного движения:

–  –  –

М=

г) проанализируйте механизм отталкивания от опоры по динамическим характеристикам, вычислив угол отталкивания, угол вылета и дальность прыжка в длину

–  –  –

Где Р – вес спортсмена

– вертикальная составляющая скорости ОЦМ в момент отрыва от опоры VYв

– горизонтальная составляющая скорости ОЦМ в момент отрыва от опоры VXв

– максимум вертикальной составляющей силы реакции опоры в фазе отталкивания RYmax

– максимум горизонтальной составляющей силы реакции опоры в фазе отталкивания RХmax

–  –  –

вылета – угол вылета ОЦМ в момент отталкивания может быть также измерен транспортиром, если масштаб вертикальной и горизонтальной составляющих скоростей ОЦМ одинаковый

–  –  –

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2 hв = 1,3 м – высота ОЦМ в момент вылета

5. Анализ энергетических характеристик:

а) потенциальная энергия – Епот =

б) кинетическая энергия – Екин пост =

в) кинетическая энергия вращательного движения – Екин вр =

–  –  –

Где Р – вес спортсмена Fmax – максимальное значение вертикальной составляющей силы реакции опоры tFmax – время достижения максимальной силы t0,5Fmax – время достижения половины максимальной силы tоп – время опорного периода (см. рис.)

7.3. Выносливость –

–  –  –

– объем двигательной деятельности (соревновательный и тренировочный)

–разносторонность двигательной деятельности (соревновательная и тренировочная)

– рациональность

– эффективность –

– сравнительная эффективность –

– реализационная эффективность –

–  –  –

Биологические и механические явления в живых системах .

1 .

Предмет биомеханики, связь ее с другими науками .

2 .

Основные понятия. Описание движений человека в пространстве и во времени .

3 .

Основные понятия и законы динамики движения человека .

4 .

Геометрия масс тела человека и способы ее определения .

5 .

Взаимодействия человека с внешней средой. Основные силовые взаимодействия .

6 .

Биомеханические свойства мышечной и скелетной систем .

7 .

Вращательные движения человека, их основные понятия и определения .

8 .

Способы управления движением вокруг осей .

9 .

Расчет механической работы, совершаемой при движении человеком .

10 .

Внешняя и внутренняя работа. Вертикальная и продольная работа .

11 .

Рекуперация энергии при локомоциях. Способы рекуперации энергии в теле человека .

12 .

Методы измерения работы и энергии при движениях человека .

13 .

Этапы преобразования энергии при движении .

14 .

Механические колебания мышц .

15 .

Распространение ударных волн в теле человека .

16 .

Волновые процессы в движениях человека .

17 .

Биомеханика ходьбы и бега .

18 .

Перемещающие движения .

19 .

Локомоторные движения .

20 .

Биомеханика ударных действий .

21 .

Индивидуальные и групповые особенности моторики .

22 .

Биомеханика двигательных качеств .

23 .

Строение двигательных действий .

24 .

Биомеханика и спортивная техника .

25 .

Биомеханические черты спортивного мастерства .

26 .

Биомеханический контроль в спорте .

27 .

Онтогенез моторики .

28 .

Противоречия совершенствования в движениях и их разрешение средствами 29 .

биомеханики .

Противоречия обучения движениям и их разрешение средствами биомеханики .

30 .

Методология искусственной управляющей и предметной сред .

31 .

Основные понятия теории управления .

32 .

Способы организации управления в само организуемых биомеханических системах .

33 .

Биологические обратные связи в практике физкультурно-спортивной работы .

34 .

Способы и средства коррекции двигательных действий человека .

35 .

Математическое моделирование движений .

36 .

Прямая и обратная задачи механики в приложении к движениям человека .

37 .

Способы оценки планируемых показателей двигательных действий спортсменов .

38 .

Уровни управления движениями в организме человека .

39 .

Упругие рекуператоры энергии, их разновидности .

40 .

Способы и биомеханические технические средства формирования ритмо скоростной основы двигательного навыка .

Способы и биомеханические технические средства формирования силовых и 42 .

скоростно-силовых качеств .

Биомеханические средства и методы выведения спортсменов на рекордную 43 .

результативность .

10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций .

При проведении лекций визуально демонстрировать видеозаписи отдельных двигательных действий спортсменов.. Для этого использовать возможности мультимедиа При проведении семинаров использовать практико-ориентированный подход к освоению материала, требуя от студентов практического показа основных движений, лаомоций и иоьяснение их характеристик.При проведении контроля знаний и умений выставлять интегральную оценку на основе балльно-рейтинговой системы: оценка выполнения самостоятельных контрольных работ и за тестовую контрольную работу .

11. Образовательные технологии .

Лекционный материал представляется в мультимедиа формате. Семинарские занятия основаны на применении проблемного метода обучения, а также проектного метода обучения .

Мультимедиа сопровождение лекций на базе программ Microsoft PowerPoint 2007/2010/2013 .

12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) .

12.1 Основная литература: Попов, Г.И. Биомеханика [Текст] : учебник для вузов / Г. И. Попов. е изд., стер. - М. : Академия, 2009. - 256 с. 4 экз .

Егорова, Т.А. Основы биотехнологии [Текст] : учеб.пособие для пед.вузов / Т. А. Егорова ; С.М .

Клунова, Е.А. Живухина. - 4-е изд., стер. - М. : Академия, 2008. - 208 с. - 5 экз.; М. : Академия, 2003. - 208 с. - 50 экз .

12.2. Дополнительная литература: Сазыкин, Ю.О. Биотехнология [Текст] : учеб.пособие для вузов / Ю. О. Сазыкин ; С.Н. Орехов, И.И. Чакалева ; под ред. А.В. Катлинского. - 2-е изд., стер. М. : Академия, 2007. - 256 с.-3 экз Дубровский, В.И. Биомеханика [Текст] : учеб. для сред.и высш.учеб.заведений / В. И. Дубровский ; В.Н. Федорова. - 2-е изд. - М. : ВЛАДОС-ПРЕСС, 2004. - 672 с. : ил. -25 экз .

–  –  –

13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости) .

Современные образовательные технологии предусматривают использование компьютера, аудио и DVD-аппаратуры. Организация лекционных занятий предполагает мультимедийный формат лекций с использованием пакета Microsoft Powerpoint 2007 и выше. Методики тестирования и анкетирования испытуемых в электронном варианте. Программы математико-статистической обработки результатов исследований .

Средства обучения включают учебно-справочную литературу (рекомендованные учебники и учебные пособия, словари), учебные и аутентичные печатные аудио- и видеоматериалы, Интернет-ресурсы .

Контроль успеваемости осуществляется в условиях балльно-рейтинговой системы, реализуемой с помощью интерактивного электронного журнала на базе программы Microsoft Excel 2007 и выше .

14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) .

Компьютерная аудитория с пакетом программ Microsoft Office 2007, мультимедиаоборудование (проектор, компьютер, ноутбук, экран), инструментальные методики тестирования свойств нервной системы, аудио – видеоматериалы и аппаратура, компьютерные тестовые программы .

15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля) .

- при изучении дисциплины студенты могут использовать задания из пособий размещённых в Единой электронной библиотечной системе Тюменского государственного университета .

Дополнения и изменения к рабочей программе на 2015 / 2016 учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

1. Из списка литературы удалены источники ранее 2004 года издания .

2. Изменен титульный лист программы Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры ТиМФК 10.03.2016 .

–  –  –






Похожие работы:

«КОМПЛЕКСЫ УТРЕННЕЙ ГИМНАСТИКИ ВО 2 МЛАДШЕЙ ГРУППЕ. КОМПЛЕКС УПРАЖНЕНИЙ И ИГР №1 Комплекс ОРУ "Дружная семья"1. И. п.: ноги слегка расставить, руки за спину; хлопнуть перед лицом 8 раз под слова педагога: Папа, мама, брат и я Вместе — дружная...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВО "Уральский государственный педагогический университет" Институт менеджмента и права Кафедра философии и акмеологии Разработка программы адаптации персонала на АО "НПК "Уралвагонзавод" на примере цеха № 120" Выпускная квалификационная работа Выпускн...»

«Литературный праздник, посвящённый 90 – летию со дня рождения Евгения Ивановича Носова "СВОЮ ЖИЗНЬ ПОДАРИЛ ДРУГИМ" Цель: знакомство с биографическими данными и творчеством писателя Е.И.Носова; обогащение словарного запаса и развитие связной речи; воспитание эстетической культуры и художественных способностей, любви к природе, закрепл...»

«КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ АДМИНИСТРАЦИИ г.МУРМАНСКА МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МУРМАНСКА ДЕТСКО-ЮНОШЕСКАЯ СПОРТИВНАЯ ШКОЛА № 6 ПО ЗИМНИМ ВИДАМ СПО...»

«122 Pedagogical Journal. 2016, Vol. 6. Is. 6A УДК 300-399 Publishing House ANALITIKA RODIS ( analitikarodis@yandex.ru ) http://publishing-vak.ru/ Диагностика профессиональной адаптации выпускника образовательного учреждения Ахмерова Динара Фирзанов...»

«Гимнастика для глаз "Солнечные зайчики" (по методике йогов). Солнечный мой заинька, прыгни на ладошку. Дети вытягивают вперёд ладошку . Солнечный мой заинька, маленький, как Ставят на ладонь указательный палец другой крошка. руки. Прыг на...»

«654079, Россия, Кемеровская обл., ИНН4217023667 г.Новокузнецк, проезд Коммунаров,5 КПП 421701001 ОКАТО 32431000000 e-mail:licey-11@mail.ru ОГРН www.lizey11.ucoz.ru Муниципальное бюджетное нетиповое общеобразовательное учреждение "Лицей №11" РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА "ДЕЛИМОСТЬ ЧИСЕЛ" для учащ...»

«Муниципальное бюджетное дошкольное учреждение – детский сад №21 "Искорка" общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по художественно-эстетическому и социально-личностному развитию детей г.Бердска Путешествие в Африку Подготовила и провела: инструк...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.