Введение в биомеханику

Содержание

Слайд 2

Литература Г.И. Попов. Биомеханика В.И. Дубровский, В.Н. Фудорова. Биомеханика Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. Биомеханика

Литература

Г.И. Попов. Биомеханика
В.И. Дубровский, В.Н. Фудорова. Биомеханика
Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. Биомеханика

Слайд 3

1. Введение: понятие, разделы и задачи биомеханики

1. Введение: понятие, разделы и задачи биомеханики

Слайд 4

Определение биомеханики Биомеханика (лат biomechanica): bios - жизнь + и mechanike

Определение биомеханики

Биомеханика (лат biomechanica):
bios - жизнь + и mechanike –

наука о машинах
раздел естественных наук, изучающий механические свойства и механические явления, происходящие в биосистемах (живые ткани, отдельные органы и системы органов, организм в целом, а также объединения организмов
комплексная наука, связанная с механикой, математикой, радиоэлектроникой, анатомией, физиологией, биохимией, медициной, психологией, эстетикой, теорией управления, педагогикой и теорией физической культуры
Кинезиология - биомеханика ОДА, включающая его функциональную анатомию и и физиологию нервно-мышечной системы
Слайд 5

2. Теория и методы биомеханики

2. Теория и методы биомеханики

Слайд 6

Понятие движений - двигательных действий - двигательной деятельности Двигательная деятельность (активность)

Понятие движений - двигательных действий - двигательной деятельности

Двигательная деятельность (активность) -

совокупность всех двигательных действий человека
Двигательное действие - это отдельный целенаправленный двигательный акт, осуществляемый в целях решения какой-либо двигательной задачи (например, прыжок или шаг); состоит из движений и поз
Движение – перемещение звеньев тела, вызванные и управляемые работой мышц
Слайд 7

Компоненты двигательной деятельности Биомеханические – перемещение тела и/или его частей, подчиняющиеся

Компоненты двигательной деятельности

Биомеханические – перемещение тела и/или его частей, подчиняющиеся физическим

закономерностям
Биологические/физиологические – работа мышц, управляемая нервной системой; вегетативное и эндокринное обеспечение движений и др.
Психические – психическая деятельность мозга, обеспечивающая осознанность, целенаправленность, мотивированность и активность двигательной деятельности человека; планирование, оценка и корректирование
Слайд 8

3. История биомеханики. Значение трудов Н.И. Бернштейна

3. История биомеханики.
Значение трудов Н.И. Бернштейна

Слайд 9

Н.И. Бернштейн (1996-1966 гг) - создатель теоретической основы современной биомеханики Теория

Н.И. Бернштейн (1996-1966 гг) - создатель теоретической основы современной биомеханики

Теория многоуровневого

управления движениями, в том числе локомоциями человека,
Объединил биомеханику и нейрофизиологию в единую науку физиологию движений
Учение о координации движений
Понятие о двигательной задаче как психической основе действий человека; разработка вопросов формирования, строения и решения двигательной задачи
Понятие обратной связи в физиологии, понятие «рефлекторного кольца», принцип сенсорных коррекций
Понятие о дополнительных факторах, которые влияют на ход движения (реактивные, инерционные и внешние силы, состояние мышц и др.)
Слайд 10

4. Биомеханические характеристики движений

4. Биомеханические характеристики движений

Слайд 11

Понятие механических движений Механическое движение – это изменение положения тела или

Понятие механических движений

Механическое движение – это изменение положения тела или его

частей (т.е. деформация) в пространстве.
Относительность движений:
система координат
система отсчёта времени
Слайд 12

Основные виды движений Вращательное - движение тела или его частей происходит

Основные виды движений

Вращательное - движение тела или его частей происходит вокруг

неподвижной оси вращения.
Поступательное - все точки тела перемещаются по параллельным траекториям на одинаковые расстояния.
Сложное - состоит из двух и более простых движений.
Слайд 13

Основные характеристики движений

Основные характеристики движений

Слайд 14

Пространственные характеристики движений

Пространственные характеристики движений

Слайд 15

Временные характеристики движений описывают движение тела во времени включают:

Временные характеристики движений

описывают движение тела во времени
включают:

Слайд 16

Пространственно-временные характеристики движений Скорость (линейная и угловая) – это быстрота изменения

Пространственно-временные характеристики движений

Скорость (линейная и угловая) – это быстрота изменения положения

тела или его частей.
Ускорение (линейное и угловое) – быстрота изменения неравномерного движения по величине и направлению скорости.
Слайд 17

Динамические характеристики движений

Динамические характеристики движений

Слайд 18

Классификация сил, приложенных к телу в движении

Классификация сил, приложенных к телу в движении

Слайд 19

Классификация сил, приложенных к телу в движении (прод.)

Классификация сил, приложенных к телу в движении (прод.)

Слайд 20

Тема 2. ПОНЯТИЕ, КОМПОНЕНТЫ И ФУНКЦИИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (ОДА) МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тема 2. ПОНЯТИЕ, КОМПОНЕНТЫ И ФУНКЦИИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (ОДА) МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ БИОМЕХАНИКА ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 21

1. Введение. Понятие и компоненты ОДА Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

1. Введение. Понятие и компоненты ОДА

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 22

2. Характеристики пассивной и активной частей ОДА Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

2. Характеристики пассивной и активной частей ОДА

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 23

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 24

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 25

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 26

ТЕМА 3 ГЕОМЕТРИЯ МАСС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА СИСТЕМЫ КООРДИНАТ АНАЛИЗ ПОЛОЖЕНИЯ И

ТЕМА 3 ГЕОМЕТРИЯ МАСС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА СИСТЕМЫ КООРДИНАТ АНАЛИЗ ПОЛОЖЕНИЯ И ДВИЖЕНИЙ

ТЕЛА И ЕГО СЕГМЕНТОВ

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 27

1. Введение. Характеристики геометрии масс тела человека Геометрия масс - распределение

1. Введение. Характеристики геометрии масс тела человека

Геометрия масс - распределение масс

между звеньями тела и внутри звеньев.
Масс-инерционные характеристики геометрии масс тела:
масса тела и отдельных его сегментов;
инертность и момент инерции тела и его звеньев;
общий центр массы (ОЦМ) тела, общий центр тяжести (ОЦТ) и общий центр инерции (ОЦИ);
центр объёма тела;
центр поверхности тела.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 28

2. Масса тела и её биомеханическое значение Биомеханическое значение массы Масса

2. Масса тела и её биомеханическое значение

Биомеханическое значение массы
Масса количественно

характеризует инертность тела.
Масса (вес) определяет гравитационные свойства тела: величину силы тяжести и других сил.
Масса определяет ускорение движения тел (и силы) при их взаимодействие.

Масса - это количество вещества, содержащееся в теле или отдельном звене.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 29

3. Понятие ОЦМ, ОЦТ и ОЦИ тела ОЦМ тела человека -

3. Понятие ОЦМ, ОЦТ и ОЦИ тела

ОЦМ тела человека - точка,

где пересекаются линии действия всех сил, приводящих тело к поступательному движению и не вызывающих вращения тела.
ОЦТ тела человека – точка приложения равнодействующих сил тяжести всех составляющих его звеньев.
ОЦИ тела – точка приложения всех фиктивных сил инерции.
В условиях действия гравитации расположение всех 3-х центров совпадает.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 30

Характеристики ОЦТ тела Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Характеристики ОЦТ тела

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 31

Факторы, влияющие на положение ОЦТ Положение тела: в положении лежа ОЦТ

Факторы, влияющие на положение ОЦТ

Положение тела: в положении лежа ОЦТ смещается

в сторону головы.
Поза. При наклонах вперед или назад ОЦТ может находится вне тела.
Телосложение.
Мышечная работа увеличивает кровенаполнение и вес определённых сегментов тела.
Фазы дыхания и кровообращения.

Пол: у мужчин – ОЦТ на уровне 2-го крестцового позвонка; у женщин – на 1-2% ниже, чем у мужчин.
Возраст: у новорождённых – на уровне 5-6 грудного позвонка, 2 года – 1-ый поясничный позвонок, до 16-18 лет опускается вниз и кзади.

Слайд 32

Биомеханическое значение ОЦТ Расположение ОЦТ влияет на равновесие тела и устойчивость

Биомеханическое значение ОЦТ

Расположение ОЦТ влияет на равновесие тела и устойчивость вертикального

положения:
Положение тела тем устойчивее, чем ниже расположен ОЦТ и чем центральнее вертикальная проекция ОЦТ на площадь опоры .
Положение ОЦТ тела и его звеньев определяет степень напряжения различных мышечных групп.
По расположению ОЦТ человека оценивают различные статические положения тела.
Траектория, скорость и ускорение перемещения ОЦТ тела и ОЦТ сегментов используются для биомеханического анализа различных движений и разработки оптимальной спортивной техники.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 33

4. Системы координат тела человека 3 системы координат тела человека: Осевая

4. Системы координат тела человека

3 системы координат тела человека:

Осевая

Смешанная

Плоскостная

Зверев Ю.П.

Лекции по биомеханике
Слайд 34

Осевая система координат тела человека Три взаимно перпендикулярные оси образуют осевую

  Осевая система координат тела человека

Три взаимно перпендикулярные оси образуют осевую систему

координат, лежащую в основе координационного метода анализа положения и движений тела.
Слайд 35

Плоскостная система координат

Плоскостная система координат

Слайд 36

Координационно-плоскостной метод Используется для оценки проекционной деформации тела, совершающего движение вдоль

Координационно-плоскостной метод

Используется для оценки проекционной деформации тела, совершающего движение вдоль и/или

вокруг оси при его проекции последовательно на различные плоскости.
Особенно актуален при анализе причины деформации костных структур на рентгенограммах, компьютерных топограммах, фотографиях и при визуальной диагностике статики и динамики пациентов.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 37

5. Виды движений тела и его частей относительно системы осевых и

5. Виды движений тела и его частей относительно системы осевых и

плоскостных координат

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 38

Виды движений вокруг 3-х осей Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Виды движений вокруг 3-х осей

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 39

Виды движений в 3-х плоскостях В любой из 3-х плоскостей происходят

Виды движений в 3-х плоскостях

В любой из 3-х плоскостей происходят линейные

перемещения вдоль осей, лежащих в этой плоскости и вращение вокруг оси, которая перпендикулярна этой плоскости.
Движения в сагиттальной плоскости:
Линейные смещения вдоль вертикальной или сагиттальной осей.
Угловые движения вокруг фронтальной оси (флексия и экстензия).
Движения во фронтальной плоскости:
Линейные смещения вдоль вертикальной или фронтальной осей.
Угловые движение вокруг сагиттальной оси (латерофлексия вправо и влево или приведение и отведение).
Движения в горизонтальной плоскости:
Линейные смещения вдоль фронтальной или сагиттальной осей.
Вращение вокруг вертикальной (продольной) оси (ротация).

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 40

6. Остео- и артро-кинематические движения Артро-кинематические движения - специфические движения суставных

6. Остео- и артро-кинематические движения

Артро-кинематические движения - специфические движения суставных поверхностей

относительно друг друга.
Остео-кинематические движения - движения сочленяющиеся звеньев в суставе.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 41

Типы артро-кинематических движений 3. Сочетание вращения и скольжения Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Типы артро-кинематических движений

3. Сочетание вращения и скольжения

Зверев Ю.П. Лекции по

биомеханике
Слайд 42

Виды остео-кинематических движений Последовательный переход движения с одной оси на другую

Виды остео-кинематических движений

Последовательный переход движения с одной оси на другую

- круговое движение (циркумдукция).
Пружинящие движения и скручивание.

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 43

Тема 4 БИОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕЛА БИОКИНЕМАТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПРИЛОЖЕНИЕ СИЛЫ НА ЗВЕНЬЯ

Тема 4 БИОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТЕЛА БИОКИНЕМАТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПРИЛОЖЕНИЕ СИЛЫ НА ЗВЕНЬЯ БИОКИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЦЕПИ:

РЫЧАГИ И МАЯТНИКИ

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 44

1. Введение. Понятие биомеханической системы тела. Биокинематические цепи Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

1. Введение. Понятие биомеханической системы тела. Биокинематические цепи

Зверев Ю.П. Лекции по

биомеханике
Слайд 45

Понятие биомеханической системы тела. Биокинематические цепи Биомеханическая система тела - это

Понятие биомеханической системы тела. Биокинематические цепи

Биомеханическая система тела - это упрощенная

модель тела человека, используемая для изучения закономерностей движений.
Слайд 46

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 47

Виды биокинематических цепей (прод.) Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Виды биокинематических цепей (прод.)

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 48

2. Биомеханические рычаги Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

2. Биомеханические рычаги

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 49

Понятие рычага Костный рычаг - это звенья тела, подвижно соединенные в

Понятие рычага

Костный рычаг - это звенья тела, подвижно соединенные в суставах.

Рычаг является простейшим механизмом передачи движения и силы на расстояние.

Компоненты рычага

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 50

Условия равновесия и ускорения костных рычагов Сохранение равновесия рычага или его

Условия равновесия и ускорения костных рычагов

Сохранение равновесия рычага или его движение

зависит от соотношения противоположно действующих моментов сил (основной закон рычага):
Условие равновесия: противоположно направленные относительно оси рычага моменты сил равны.
Условие ускорения: один из моментов сил больше другого → ускорение в направлении большего момента сил. Малая по величине сила может преобладать над большей, если она имеет большее плечо, т.е. больший момент.
«Золотое правило» механики:
Чем длиннее одно плечо рычага, тем меньшую силу надо приложить для сохранения равновесия в этом рычаге (выигрыш в силе).
Выигрыш в силе сопровождается уменьшением скорости.
Проигрыш в силе (действие большей мышечной силы на короткое плечо) → выигрыш в пути и в скорости (наиболее частый случай в рычагах ОДА).

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 51

Слайд 52

Примеры двуплечных рычагов Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Примеры двуплечных рычагов

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Слайд 53

Примеры одноплечных рычагов Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике

Примеры одноплечных рычагов

Зверев Ю.П. Лекции по биомеханике