Биомеханика бега. Механизм движений: мышцы, участвующие в ходьбе

4-я фаза – задний шаг

5-я фаза – момент вертикали

6-я фаза – передний шаг

Фазы свободной ноги

Эти шесть фаз двойного шага относятся к одной какой-либо ноге, так как каждая нога в цикле движений при ходьбе (двойном шаге) бывает то опорной, то свободной, повторяя последовательно аналогичные движения.

Ходьба, как и любое другое движение, происходит в результате взаимодействия внешних и внутренних сил. Взаимодействие силы тяжести и силы реакции опоры различно в этом движении в зависимости от его фаз. Сила тяжести действует на протяжении всего цикла движения, а сила реакции опоры - лишь в фазе опорной ноги. В первой фазе - фазе переднего шага опорной ноги, когда телосоприкасается пяткой с опорной поверхностью, - действие силы тяжести направлено вниз-вперед, а силы реакции опоры - вверх-назад. Силу реакции опоры можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие.

Вертикальная составляющая направлена вверх и противодействует силе тяжести. Если эта составляющая больше силы тяжести, то тело испытывает толчок, направленный вверх, если меньше, тело, а, следовательно и о.ц.т. тела, опускается. Уменьшение толчков, плавность движений при ходьбе достигается использованием амортизационных свойств нижней конечности (приземление на несколько согнутую ногу), мышц-антагонистов и силы инерции.

Горизонтальная составляющая силы реакции опоры в первой фазе опорной ноги направлена назад и несколько уменьшает скорость движения тела. В фазе заднего шага опорной ноги она направлена вперед и способствует увеличению скорости движения, достигает максимума при толчке. Сила реакции опоры передается на о. ц. т тела, который испытывает колебания в трех плоскостях: вверх-вниз, в стороны и вперед. Наиболее высокое положение о.ц.т. тела занимает в момент вертикали опорной ноги, наиболее низкое - в период двойной опоры. Вертикальные колебания о.ц.т. тела при ходьбе могут достигать 4-б см, причем чем больше выпрямлена oпoрная нога, тем колебания о.ц.т. тела больше.

Поскольку стопы при ходьбе несколько развернуты кнаружи сила реакции опоры направлена не строго в передне-заднем направлении и о. ц. т. тела с переносом тяжести тела на опорную ногу перемещается то вправо, то влево. При выносе ноги вперед (в 1-ю фазу опорной ноги) о. ц. т. тела несколько смещается вперед. Скорость движения о. ц. т. тела при ходьбе неодинакова: в фазе переднего шага опорной ноги она несколько уменьшается, а в фазе заднего шага увеличивается.

Площадь опоры при ходьбе изменяется. В период одиночной опоры она наименьшая и соответствует площади одной стопы, двухопорный период - наибольшая и представлена площадью опорных поверхностей стоп и площадью пространства между ним.

Опорная поверхность при ходьбе должна обладать определенной плотностью и шероховатостью. Так, ходьба по рыхлому снегу затруднена из-за невысокой плотности, а ходьба по льду - из-за не значительного трения. Тело при ходьбе находится в состоянии неустойчивого равновесия. Степень устойчивости в зависимости от величины площади опоры и высоты расположения о.ц.т. тела различна.

В период одинарной опоры она невелика (площадь опоры меньше, и о.ц.т. тела расположен выше), в период двойной опоры значительно больше (о. ц. т. тела ниже, и площадь опоры больше).

Различия в направлении, величине и взаимодействии внешних сил в отдельные фазы ходьбы обусловливают и неодинаковое функционирование опорно-двигательного аппарата. Следует заметить, что при ходьбе в работе участвуют почти все мышцы тела человека, но больше других - мышцы нижних конечностей. Для установления особенностей работы двигательного аппарата при ходьбе проводятанализ одного цикла. Вначале рассматривается работа органов движения: нижних конечностей, затем туловища и, наконец, верхних конечностей.

Работа мышц опорной ноги . Во всех фазах опорного периода нижняя конечность выполняет функции амортизатора, опоры всего тела и обеспечивает отталкивание. Соответственно последовательность включения мышц и их напряжение будут различными в отдельные фазы этого периода. В первую фазу, когда необходимо обеспечить амортизацию и фиксацию звеньев нижней конечности, наиболее напряженными оказываются мышцы передней поверхности голени (разгибатели стопы и пальцев), которые выполняют уступающую работу, способствуя плавному опусканию стопы, и малоберцовые мышцы, которые вместе с передней большеберцовой мышцей увеличивают поперечный свод стопы. Несколько согнутое положение ноги в коленном суставе удерживается сокращением мышц задней поверхности бедра, а в тазо-бедренном суставе - мышц передней поверхности бедра (четырехглавой мышцы бедра, портняжной и других мышц, осуществляющих сгибание бедра). Однако напряжение последних невелико. К концу первой фазы усиливается напряжение задней группы мышц голени, мышц передней поверхности бедра и мышц, окружающих тазобедренный сустав.

В момент вертикали особенность работы мышц состоит в том, что кроме мышц, фиксирующих голеностопный, коленный и тазо­бедренный суставы, напрягаются мышцы, отводящие бедро, которые, работая при дистальной опоре, препятствуют наклону таза в сторону свободной ноги (вокруг переднезадней оси). В фазе зад­него шага опорной ноги в наибольшей мере напрягаются мышцы-сгибатели стопы (мышцы задней поверхности голени), разгибатели голени (в основном бедренные головки четырехглавой мышцы бедра) и разгибатели бедра (главным образом большая ягодичная мышца).

Работа мышц свободной ноги . После толчка свободная нога переносится вперед в согнутом положении для уменьшения момента инерции. Поэтому в четвертой фазе - заднем шаге свободной ноги - сокращаются мышцы-сгибатели в коленном суставе (в основном мышцы задней поверхности бедра). В пятой фазе - момент вертикали свободной ноги - происходит сокращение мышц-разгибателей стопы, уменьшающих возможность соприкосновения ее с опорной поверхностью, и сгибателей бедра, способствующих переносу ноги вперед. В шестой фазе к указанным мышцам присоединяется четырехглавая мышца бедра. Ее специфическая так называемая «баллистическая» работа - быстрое сокращение мышцы, сменяющееся столь же быстрым их расслаблением, - обуславливает движение голени вперед по инерции.

Работа мышц туловища . Во время ходьбы, движения туловища происходят вокруг трех осей вращения - поперечной, переднезад­ней и вертикальной. Этим объясняется своеобразие в напряжении отдельных групп мышц. В первой фазе опорной ноги (переднийшаг), туловище под влиянием действующих сил несколько наклоняется вперед. Для удержания его напрягаются мышцы задней по верхности туловища (разгибатели). В фазе заднего шага опорной ноги для предотвращения падения тела назад напрягаются мышцы передней поверхности туловища (сгибатели), преимущественно мышцы живота. Они напряжены и в первой фазе свободной ноги. Сокращаясь при верхней опоре, они фиксируют таз и создают oпору для выноса вперед маховой ноги.

В момент вертикали опорной ноги происходят наклоны туловища в сторону. При этом мышцы туловища, сокращаясь, закрепляютегок нижней конечности, а напряжение мышцы, выпрямляющей позвоночник, на противоположной стороне (на стороне свободной ноги) препятствует опусканию таза и уменьшает наклон туловища в сторону опорной ноги.

В наибольшей мере выражены повороты туловища - скручивание. При выносе вперед свободной ноги (передний шаг), туловище вместе с тазом поворачивается вокругвертикальной оси в сторону опорной ноги. При этом напрягаются внутренняя косая мышца живота с той стороны, в которую поворачивается туловище, а также наружная косая мышца живота, поперечно-остистая (особенно подвздошно-реберная), подвздошно-поясничная и другие - с противоположной стороны.

Голова при ходьбе держится прямо. Этому способствуют мышцы, расположенные в верхнем отделе задней поверхности туловища (трапециевидная, пластырная и др.).

Работа мышц верхних конечностей . Большое значение при ходьбе имеет согласованное движение верхних и нижних конечностей, так называемая «перекрестная координация», при которой вынос вперед правой ноги сочетается с выносом вперед левой руки, и наоборот. Перекрестная координация уменьшает вращательные движения туловища. Движения рук при обычной ходьбе не требуют больших усилий. Движение руки вперед происходит благодаря напряжению мышц, расположенных спереди плечевого сустава (большой грудной, передней части дельтовидной мышцы и клювовидно-плечевой), движение назад обусловлено мышцами, находящимися на задней поверхности плечевого сустава, - задней частью дельтовидной мышцы, широчайшей мышцей спины и длинной головкой трехглавой мышцы плеча. Для этих движений может быть достаточно поочередного сокращения передней и задней частей дельтовидной мышцы. Небольшие сгибания и разгибания в локтевом суставе про­исходят при сокращении двуглавой мышцы плеча и плечевой мышцы (движение вперед), а также трехглавой мышцы плеча (движение назад).

Работа мышц верхних и нижних конечностей при ходьбе носит преимущественно динамический характер, наибольшая нагрузка падает на мощные мышечные группы. Чередование фаз напряжения и расслабления мышц длительное время не вызывает утомления.

Ходьба - прекрасное средство для развития двигательного аппарата, поскольку частоту и длину шагов, а также темп ходьбы легко регулировать. Она оказывает влияние почти на все мышцы человека и на все системы органов.

Бег - это сложное, локомоторное, цикличное движение, связанное, как и ходьба, с отталкиванием тела от опоры и быстрым перемещением его в пространстве.

Между бегом и ходьбой имеются как черты сходства, так и черты различия.

При беге, как и при ходьбе, те же действующие силы, тот же цикл движений, те же фазы движения, такая же перекрестная координация, те же мышечные группы, участвующие в работе.

Основное отличие бега от ходьбы состоит в том, что при беге отсутствует период двойной опоры, тело в опорные периоды опирается поочередно то на одну, то на другую ногу.

Период двойной опоры заменяется в беге периодом полета, когда тело не имеет соприкосновения с опорной поверхностью. Тяжести, действует на протяжении всех фаз бега; сила реакции oпоры - только в опорные периоды. При ходьбе сила сопротивлений среды может не приниматься в расчет, тогда как во время бега она увеличивается по мере увеличения его скорости.

Требования к трению между опорной поверхностью и подошвой в беге выше, чем в ходьбе, поскольку должен быть обеспечен более сильный толчок. В связи с тем что изменить опорную поверхность трудно, применяют соответствующую обувь. Отталкивание при беге производится не только с большей силой, но и под более острым углом.

Величина и направление силы реакции опоры при беге несколько иные, чем при ходьбе.

Если при беге задний толчок (отталкивание) более сильные, чем при ходьбе, то передний, наоборот, менее сильный, отсюда противоотдача, снижающая скорость перемещения о. ц. т. тела значительно меньше. Постановка ноги под большим углом к опорной поверхности и ближе к о.ц.т. тела уменьшает горизонтальную составляющую силы реакции опоры при переднем толчке, в меньшей мере замедляя бег.

Сила инерции при беге больше, чем при ходьбе, что оказывает влияние на траекторию о.ц.т. тела. Он испытывает вертикальные колебания и фронтальные. Наиболее высокое положение о.ц.т. тела занимает в фазе полета, наиболее низкое - в момент вертикали. При этом размах его колебаний вверх и вниз больше, чем при ходьбе, и достигает 10-12 см (Н. А. Бернштейн), тогда как перемещения в сторону менее выражены в связи с особенностью постановки стоп. Стопы располагаются при беге ближе к средней линии, более прямо, без разведения носков в стороны, что не только уменьшает боковые колебания о. ц. т. тела, но и позволяет значительно лучше использовать стопу как рычаг при отталкивании.

Рис . Бег на короткие дистанции. 12 последовательных по­ложений тела в течение двойного шага:

/, 5, 6, 7, И, 12 - периоды полета в воздухе; 2, 3, 4 8, 9, 10 - период опоры на правую ногу (ориг.)

Наклон туловища при беге зависит от скорости бега. Сильный наклон туловища способствует лучшему отталкиванию, но затрудняет вынос маховой ноги вперед; отклонение туловища назад облегчает вынос ноги вперед, но увеличивает угол отталкивания, уменьшая горизонтальную составляющую силы реакции опоры. В беге на короткие дистанции угол наклона туловища больше (55-60°), чем в беге на средние и длинные дистанции, соответственно, 70 0 -75 0 , 75 0 -80 0 , отсюда и вертикаль о.ц.т. тела больше выносится за передний край площади опоры.

Приземление при беге может быть на пятку, на передний отдел стопы или на наружный край ее. Приземление на пятку требует меньшего напряжения мышц, но уменьшает рессорные свойства нижней конечности и увеличивает противоотдачу.Когда стопа ставится на переднюю часть или на наружный край, рессорные свойства нижней конечности используются в большей мере, а мышцы-сгибатели стопы в связи с наклоном голени вперед растягиваются, подготавливаясь к последующему сокращению

Считают, что чем дальше от о.ц.т. тела ставится стопа, тем более вероятно приземление с пятки, чем ближе к о.ц.т. тела, тем вероятнее приземление на передний отдел стопы. Связано это и с наклоном туловища: при сильном наклоне (а также при увеличении скорости бега) стопа ставится на передний отдел, или наружный край, при малом наклоне - на пятку.

Перекрестная координация при беге выражена резче, чем при ходьбе. Руки движутся вперед и назад с большим размахом, для уменьшения момента инерции они согнуты в локтевых суставах, что увеличивает нагрузку на мышцы верхней конечности. Чтобы удержать туловище, напряжение мышц-разгибателей позвоночника также усиливается. Особенно велика нагрузка на мышцы нижней конечности, которые обеспечивают более сильный, чем при ходьбе, толчок, удерживают ногу в более согнутом положении при переносе ее вперед, выполняют уступающую работу при приземлении, способствуя амортизации толчка.

Рис . Бег на средние дистанции. 12 последовательных по­ложений тела в течение двойного шага:

/, 5, 6, 11, 12 - периоды полета в воздухе; 2, 3, 4 - период опоры на левую ногу; 7, 8, 9, 10 - период опоры на правую ногу (ориг.)

Особенности механизма внешнего дыхания зависят от скорости бега. При беге на короткие дистанции дыхание несколько задерживается, на средние и длинные дистанции - учащается. Дыхание осуществляется преимущественно за счет экскурсии грудной клетки. Напряжение мышц живота во всех фазах бега не дает возможности использовать в достаточной мере диафрагмальное дыхание.

Бег способствует развитию всего двигательного аппарата, но особенно мышц нижних конечностей, а также улучшению дыхания и кровообращения

Анатомический анализ плавания кролем на груди

Плавание кролем на груди – это поступательное, сложное, циклическое, разновременно симметричное, локомоторное движение, связанное с подтягиванием и отталкиванием тела от водной поверхности.

При двухударном согласовании циклом движения можно считать два гребковых движения руками и два ударных движения ногами. В цикле выделяют 6 фаз движения рук и 4 фазы движения ног.

Фазы цикла движения рук:

фаза захвата;

фаза отталкивания;

фаза выхода из воды;

фаза проноса над водой;

фаза входа в воду.

Фазы цикла движения ног:

1-я и 2-я фазы подготовительных движений;

1-я и 2-я фазы ударных движений.

Фаза захвата начинается сразу после входа руки в воду. Прямая рука выполняет движение в направлении вперед-вниз. Она заканчивается с началом напряжения мышц-сгибателей кисти: лучевой и локтевой сгибатели кисти, длинный сгибатель большого пальца и длинный сгибатель пальцев. Пловец как бы опирается о воду.

В фазе подтягивания пловец сгибает и пронирует предплечье. Эти движения происходят за счет сокращения двуглавой мышцы плеча, плечевой, плечелучевой, круглого и квадратного пронаторов. В фазе подтягивания происходит опускание пояса верхних конечностей (движение в сторону ног) в результате сокращения малой грудной мышцы, подключичной, нижних пучков трапециевидной, передней зубчатой, а также большой грудной и широчайшей мышцы спины.

Фаза отталкивания выполняется с разгибанием и приведением плеча и разгибанием предплечья. В фазах гребковых движений кисть фиксирована. Пальцы сомкнуты за счет сокращения мелких мышц кисти (ладонные межкостные и мышца, приводящая большой палец).

Фаза выхода руки из воды происходит в результате дальнейшего разгибания плеча и сгибания предплечья. Плечо разгибают: широчайшая мышца спины, длинная головка трехглавой мышцы плеча, задние пучки дельтовидной, подостная, малая и большая круглые мышцы. Предплечье сгибают двуглавая мышца плеча, плечевая, плечелучевая и круглый пронатор.

Пронос руки над водой осуществляется прямой рукой или согнутой в локтевом суставе. Это движение происходит вначале по инерции, а затем – в результате сокращения мышц, отводящих плечо (дельтовидная и надостная), и мышц, поднимающих пояс верхних конечностей (движение в сторону головы). К ним относятся верхние пучки трапециевидной, малая и большая ромбовидные, грудино-ключично-сосцевидная и мышца, поднимающая лопатку. Следует отметить, что все остальные мышцы верхней конечности при проносе руки над водой расслаблены. Чем выше квалификация пловца, тем меньше мышечных усилий он затрачивает при проносе руки над водой.

Вход руки в воду происходит под действием силы тяжести. В момент касания кистью воды растянуты большая грудная и широчайшая мышца спины. Это позволяет создать оптимальные условия для сокращения их в последующих фазах.

Движения ногами обеспечивают равновесие тела пловца, поддерживают в более высоком положении туловище и способствуют созданию движущих сил. В движении ногами выделяют 4 фазы:

2 фазы подготовительных движений;

2 фазы ударных движений.

В 1-й фазе подготовительного движения пловец разгибает бедро. Это происходит в результате сокращения большой ягодичной, большой приводящей, полусухожильной, полуперепончатой и двуглавой мышцы бедра.

Во 2-й фазе подготовительного движения пловец сгибает бедро и голень. Сгибание бедра происходит за счет сокращения подвздошно-поясничной, портняжной, прямой мышцы бедра, гребенчатой, напрягателя широкой фасции бедра. Голень сгибают двуглавая мышца бедра, полусухожильная, полуперепончатая, нежная, портняжная, икроножная и подколенная мышцы.

1-я фаза ударного движения характеризуется еще большим сгибанием бедра.

2-я фаза ударного движения начинается с разгибания бедра и заканчивается захлестывающим движением стопой вниз с полным разгибанием (или даже переразгибанием) голени, что происходит в результате сокращения четырехглавой мышцы бедра. Стопа во всех фазах движения ногами расслаблена.

Туловище пловца активно участвует в рабочих движениях, ритмично поворачиваясь вправо-влево вокруг продольной оси тела (крены). Это осуществляется за счет сокращения косых мышц живота и мышц-вращателей. Чем выше темп плавания и чем больше подвижность плечевых суставов пловца, тем меньше величина кренов.

Дыхание при плавании выполняется только за счет межреберных мышц и диафрагмы. Для вдоха пловец поворачивает голову в сторону, что выполняется за счет сокращения грудино-ключично-сосцевидной мышцы с противоположной стороны, лестничных мышц и мышц-вращателей – с одноименной стороны. В одних вариантах техники плавания вдох выполняется поворотом головы только в одну сторону, а в других – в обе стороны. Выдох осуществляется в воду.

Прыжок в длину с места

Прыжок в длину с места - это сложное, локомоторное, ацикличное, симметричное движение, связанное с отталкиванием тела от опорной поверхности, подбрасыванием его вверх и последующим приземлением. Этот вид прыжка наиболее прост для анатомического анализа, хотя он и является основным, а все другие (с разбегу тройной) - его разновидностями.

Прыжок в длину с места имеет четыре фазы: первая - подготовительная, вторая- толчок, третья - полет и четвертая - приземление..

Движения при прыжке обусловлены взаимодействием внешних и внутренних сил. Из внешних сил наибольшее значение имеют сила тяжести и сила реакции опоры, причем сила тяжести действует на протяжении всех фаз движения, а сила реакции опоры только в первой и четвертой фазах.

О.ц.т. тела при данном виде прыжка описывает параболу, траектория которой представляет собой равнодействующую двух сил: силы толчка и силы тяжести тела.

Сила толчка при прыжке в длину с места должна быть направлена примерно под углом 45° к горизонту (соответственно теоретическим расчетам в механике, так как движение тела в фазе свободного полета при прыжках можно рассматривать как движение любого тела, подброшенного под углом к горизонту).

Площадь опоры в разных фазах прыжка изменяется: в подготовительной фазе она наибольшая, так как образована площадью подошвенной поверхности стоп и площадью подошвенной поверхности расположенного между ними; к концу фазы толчка площадь опоры уменьшается в связи с тем, что с опорной поверхностью соприкасается лишь передний отдел стопы; в начале последней фазы - фазы приземления - площадь опоры также невелика, так как приземление происходит лишь на задний отдел стопы, а к концу этой фазы площадь опоры увеличивается, поскольку прыгун опирается полностью на обе стопы.

В связи с этим и степень устойчивости тела в каждой опорной фазе прыжка неодинакова: в первой и последней фазах устойчивость больше, чем во второй фазе. При этом в первой фазе более выражена устойчивость назад, а в последней - вперед.

Работа двигательного аппарата в первой фазе сводится к обеспечению позы и созданию наиболее выгодных условий для отталкивания. Чтобы отталкивание было сильным, о. ц. т. тела в начале его должен занимать наиболее низкое положение, а в конце - наиболее высокое. Кроме того, важным условием, повышающим силу отталкивания, является растягивание ведущих мышц, осуществляющих его.

В подготовительной фазе тело прыгуна находится в положении приседа. Под действием силы тяжести происходит сгибание в тазобедренном и коленном суставах, разгибание стоп. Туловище не сколько наклонено вперед, руки разогнуты в локтевых суставахиотведены назад, пояс верхних конечностей опущен. Данное положение обеспечивается напряжением мышц, не одноименных движениям в суставах, а их антагонистами. Так, на нижней конечности напряжены разгибатели бедра, разгибатели голени и сгибатели стопы.Они выполняют уступающую работу и находятся в растянутом состоянии. Параллельно поставленные на всю подошвенную поверхность стопы увеличивают растяжение мышц. Отрыв пяточного отдела стопы уменьшает площадь опоры, ухудшает условия равновесия и не обеспечивает достаточного растягивания мышц

Рис. Прыжок в длину с места. 12 последовательных по­ложений тела:

/ - подготовительная фаза; 2, 3, 4, 5, 6 - толчок; 7, 8, 9, 10 - полет в воздухе; 11, 12 - приземление (ориг.)

Туловище и голову удерживают мышцы-разгибатели позвоночного столба, которые также выполняют уступающую работу и находятся в растянутом состоянии.

Положение рук в локтевых суставах обеспечивается напряжением разгибателей предплечья (трехглавой мышцы плеча), а в плечевых - разгибателей плеча (дельтовидной, широчайшей мышцей спины, подлопаточной и др.). Отведенные назад руки растягивают мышцы-сгибатели плеча (грудные мышцы, двуглавую, клювовидно-плечевую).

Положение приседа, опущенный пояс верхних конечностей понижают о. ц. т. тела и растягивают мышцы, обеспечивающие последующее отталкивание.

Во второй фазе происходит отталкивание одновременно двумя ногами. Параллельное расположение стоп обеспечивает более равномерную передачу силы отталкивания через таз к о.ц.т. тела и позволяет в большей мере использовать мышцы подошвенной поверхности стоп.

При отталкивании происходят сгибание в голено-стопном суставе, разгибание в коленном и тазобедренном суставах, выпрямление туловища и резкий взмах выпрямленных рук вверх, что способствует повышению о.ц.т. тела. Нижние конечности, туловище и верхние конечности образуют почти прямую линию, и сила отталкивания передается по костной основе к о.ц.т. тела.

Ведущими мышцами при отталкивании являются: сгибатели стопы (мышцы подошвенной поверхности стопы, задней и наружной поверхностей голени), разгибатели в коленном суставе (четырехглавая мышца бедра), разгибатели в тазобедренном суставе (главным образом большая ягодичная мышца), мышцы-разгибатели позвоночника (преимущественно мышца, выпрямляющая туловище), сгибатели в плечевом суставе (большая и малая грудные мышцы, передняя часть дельтовидной мышцы, клювовидно-плечевая двуглавая мышцы плеча). Все эти мышцы выполняют преодолевающую работу. Для передачи силы отталкивания к о.ц.т. тело прыгуна должно быть закреплено во всех соединениях, поэтому, хотя и на короткий промежуток времени, вместе с указанными мышцами напрягаются и их антагонисты.

Фаза полета не является пассивной, в ней необходимо максимально использовать траекторию полета, принять и сохранить определенное положение тела, которое не только не мешало бы движению, но и способствовало последующему приземлению.

В фазе полета нижние конечности выносят вперед. Для уменьшения их момента инерции происходят сгибание в коленных суставах и разгибание стоп, осуществляемые соответствующими группами мышц, выполняющих удерживающую работу. Вынесение ног вперед возможно благодаря напряжению мышц-сгибателей бедра (подвздошно-поясничной, прямой мышцы бедра, портняжной и гребешковой). Компенсаторно при этом назад и несколько вниз перемещается таз. Одновременно происходят движения рук (вначале вперед, затем вниз) и сгибание туловища. Движения рук обусловлены последовательным напряжением сгибателей и разгибателей плеча. В сгибании туловища принимают участие в основном мышцы живота (прямая и косые мышцы живота).

Биомеханика ходьбы и бега применяется для избегания возможности травмироваться во время тренировок. В этот научный термин – биомеханика – входят описания всех действий, которые выполняет организм на занятиях спортом. Кроме того, с помощью биомеханики можно точно подобрать себе , что крайне важно, ведь она делает бег более удобным и также защищает от возможных травм.

После продолжительных исследований врачи-ортопеды смогли проанализировать любые существующие варианты движения ног. довольно гибкие и имеют специальную форму, что позволяет нам занимать различные положения, благодаря чему биодинамика бега становится более удобной и совершенной. Сегодня продолжает быстро развиваться, отдавая предпочтение различным специализациям. И хотя, из-за этого выбирать становится сложнее, мы получаем возможность сохранить свои суставы в тонусе.

Теперь рассмотрим более подробно, определение своей биомеханики.

Определение типа стопы

Вам нужно выяснить какой тип у вашей стопы : плоский или высокий. Узнать это можно с помощью простой бумаги, оставив на ней мокрый отпечаток. Так можно детально рассмотреть переходы вашей стопы и увидеть плоская она или высокая.

Если ваша стопа плоская, то рекомендуется обратиться к ортопеду для выявления . Если все же у вас плоскостопие, не стоит ставить крест на беге, достаточно воспользоваться ортопедическими стельками для того чтобы нога идеально входила в кроссовки для бега. Однако можно найти подходящие кроссовки, которые будут вам в пору и без стелек. Конечно, бывает и более проблематичный вид – поперечное плоскостопие, компенсация которого будет более сложной. Но использование для стопы, помогут вам адаптироваться к бегу.

Определение гибкости голеностопного сустава

Узнать его гибкость совсем не трудно – на корточки и посмотреть глубину опускания ваших пяток. Стоит отметить, что не каждый профессиональный спортсмен обладает хорошей гибкостью голеностопного сустава.

Направление стоп

В каком направлении находятся ваши стопы во время : в параллельном движению, носки разворачиваются в разные направления или сводятся вовнутрь. Помните, главное, чтобы движение стоп было естественным .

Измерение кривизны ног

Ваши ноши могут иметь прямое, выгнутое наружу или вовнутрь строение. Чтобы его определить , нужно воспользоваться длинным зеркалом.

Направление колена

От строения коленного сустава зависит и то, в каком направлении будет двигаться колено при опоре на него. Часто на тренировках работа ног выстраивается без учета возможной перегрузки коленного сустава, а это чревато различными травмами и даже серьезными повреждениями.

Бег с пятки или носка

Большинство ученых согласно, что определяется у каждого человека на генетическом уровне. Кто-то лучше бегает так, а кому-то удобней по-другому, есть и те, кому привычней ступать на всю стопу при беге. В данном вопросе также возникают проблемы, когда тренеры, не задумываясь о физиологических особенностях спортсменов, требуют от них поступать так, как написано в устарелых учебниках или вовсе по своим идеализированным представлениям.

Часто стопа ставится в другом положении, при увеличении темпа бега , однако, как видно из исследований, вероятней всего это результат не совсем корректной работы тренеров.

Проведя это небольшое исследование, вы получите все, что нужно знать для определения своей биомеханики бега. С помощью этих знаний вы не только сможете подобрать себе , но и улучшите свои навыки в этом спорте.

Также вы сможете подобрать себе , которая будет вам необходима для комфортного бега.

Для тех, кому не понравились способы, как узнать свою биодинамику , описанные выше, есть еще два метода, которые помогут в этом разобраться и заодно выбрать себе обувь.

1. Специализированные магазины.

К сожалению, таких магазинов не встретить в России, так как здесь просто нет центров с необходимым оборудованием , а именно: беговые дорожки, оборудованные камерой и специальной тумбой из стекла. Однако такие спец магазины со спортивной обувью можно встретить повсеместно на улицах Европы, Америки, Австралии или Японии. Сотрудники этих центров сами бегуны и биомеханика для них не пустое слово. Они будут счастливы помочь вам, да еще и сможете обзавестись выгодной покупкой . Так что, если окажитесь заграницей, выходя на пробежку, обязательно поинтересуйтесь у местных бегунов, как найти ближайший магазин со спортивной обувью.

2. С помощью своей старой обуви.

Отыщите свою старую поношенную обувь , лучше, если это будут ботинки, чем что-то другое, так как их постановка наиболее нейтральна. Теперь вам предстоит, подобно Шерлоку Холмсу, подробно изучить улику и выяснить все детали постановки вашей стопы. Для того чтобы все рассмотреть, обратите внимание на такие детали , как: насколько изношена подошва с передней стороны обуви, смещена ли пятка, а также, как сильно был стерт каблук за время ношения ботинок. Конечно, этот вариант довольно грубоват, однако при хорошей внимательности и уровне дедукции вы найдете нужные вам детали!

Видео. Биомеханика ходьбы

Ходьба - автоматизированный двигательный акт, осуществ­ляющийся в результате сложной координированной деятельности скелетных мышц туловища и конечностей.

Отталкиваясь от почвы, нога приводит тело в движение - впе­ред и несколько вверх и вновь совершает размах в воздухе.

При ходьбе тело поочередно опирается то на правую, то на левую ногу.

Акт ходьбы отличается чрезвычайно точной повторяемостью от­дельных его компонентов, так что каждый из них представляет точную копию в предыдущем шаге.

В акте ходьбы деятельное участие принимают также верхние конечности человека: при выносе вперед правой ноги правая рука движется назад, а левая - выносится вперед. Руки и ноги челове­ка при ходьбе совершают движения в противоположных направ­лениях.

Движение отдельных звеньев свободной ноги (бедра, голени и стопы) определяется не только сокращением мышц, но и инер­цией. Чем ближе звено к туловищу, тем меньше его инерция и тем раньше оно может последовать за туловищем. Так, бедро свобод­ной ноги перемещается вперед раньше всего, поскольку оно бли­же всего к тазу. Голень, будучи дальше от таза, отстает, что ведет к сгибанию ноги в колене. Точно так же отставание стопы от голе­ни вызывает сгибание в голеностопном суставе.

Последовательное вовлечение мышц в работу и точная коорди­нация их сокращений при ходьбе обеспечиваются у человека ЦНС и главным образом корой больших полушарий головного мозга. С точки зрения нервного механизма, ходьба представляет собой автоматизированный цепной рефлекс, в котором афферентная импульсация, сопровождающая каждый предыдущий элемент движе­ния, служит сигналом для начала следующего.

Функциональный анализ ходьбы . Ходьба - это сложное цик­лическое локомоторное действие, одним из основных элементов которого является шаг.

При ходьбе, как и при других видах локомоторного движения, пере­мещение тела в пространстве происходит благодаря взаимодействию внутренних (сокращение мышц) и внешних (масса тела, сопротивле­ние опорной поверхности и др.) сил. В каждом шаге, совершаемом правой и левой ногой, различают период опоры и период маха. Наи­более характерной особенностью всех видов ходьбы по сравнению с бегом и прыжками является постоянное опорное положение одной ноги (период одиночной опоры) или двух ног (период двойной опо­ры). Соотношение этих периодов обычно равно 4:1. Как период опоры, так и период маха может быть разделен на две основные фа­зы, а именно: период опоры - на фазы переднего толчка и заднего толчка , разделенные моментомвертикали ; маха - фазы заднего ша­га и переднего шага , между которыми также находится момент вер­тикали .

Фаза переднего толчка. После заключительной фазы перед­него шага начинается постановка стопы на почву при почти выпрямленном, но не закрепленном коленном суставе и согнутом, слегка отведенном и супинированном бедре. Стопа становится на опорную поверхность пяткой, после чего она совершает двойной перекат: с пятки на носок и снаружи внутрь. Этот перекат проис­ходит под влиянием силы тяжести тела и последовательного вклю­чения в работу короткой малоберцовой мышцы, поднимающей на­ружу край стопы и далее мышц - длинной малоберцовой, задней большеберцовой, длинного сгибателя большого пальца стопы и длинного сгибателя пальцев, поддерживающих продольную ду­гу (свод) стопы. Такое движение стопы имеет двоякое значение: увеличение длины шага и растягивание мышц заднего отдела голе­ни, участвующих в отталкивании тела. В начальном периоде опоры приобретает большое значение рессорная функция, выполняемая суставами стопы и незакрепленным суставом колена. Далее под действием тяжести и инерции тела нога несколько сгибается в ко­ленном суставе и разгибается в голеностопном суставе при ус­тупающей работе четырехглавой мышцы и мышц заднего отдела голени, что еще более повышает буферные свойства конечности.

Момент вертикали. К моменту вертикали нога выпрямляется и приводится за счет сокращения большей части мышц бедра и от­части под влиянием силы тяжести. В это время стопа опирается на грунт всей подошвой, причем большинство ее мышц своим со­кращением способствует сохранению сводов и участвует в функ­ции удержания равновесия тела.

Фаза заднего толчка тела (отталкивание от опорной поверх­ности). В связи с этим контактирующая с грунтом конечность уд­линяется за счет разгибания во всех ее суставах. В тазобедренном суставе вновь происходит некоторое отведение, но в отличие от переднего толчка, сопровождаемое небольшим поворотом бедра (внутрь). Ведущая роль в этой фазе принадлежит четырехглавой, полусухожильной, полуперепончатой, длинной головке двуглавой и главным образом ягодичным мышцам.

Фаза заднего шага . В начале этой фазы (непосредственно по­сле окончания заднего толчка) маховая нога находится в поло­жении разгибания, некоторого отведения и поворота внутрь, что приводит к повороту таза вместе с туловищем в противополож­ную сторону. Из этого положения нога, производящая шаг, начи­нает совершать сгибание в тазобедренном и коленном суставах, дополняемое незначительным поворотом ее наружу, что взаимо­связано с вращением таза в сторону маховой ноги. В это время основная нагрузка падает на мышцы: подвздошно-поясничную, при­водящие, заднего отдела бедра и отчасти на разгибатели стопы.

Момент вертикали . Маховая нога выпрямлена в тазобедрен­ном суставе и достигает максимального сгибания (по сравнению с другими фазами) в суставе колена. Сокращены главным образом мышцы заднего отдела бедра.

В фазе переднего шага мышцы заднего отдела бедра расслаб­ляются и благодаря силе инерции и кратковременному балли­стическому сокращению четырехглавой мышцы голень выбрасы­вается вперед. После этого начинается новый цикл движения.

Центр тяжести тела (ЦТ) при ходьбе (рис. 15.18, а) наряду с по­ступательными движениями (вперед), совершает еще движения бо­ковые и в вертикальном направлении. В последнем случае размах (вверх и вниз) достигает величины 4 см (у взрослого человека), при этом туловище опускается больше всего именно тогда, когда одна нога опирается всей подошвой, а другая вынесена вперед. Боковые движения (качания в стороны) центра тяжести доходят до 2 см.

Колебания ОЦТ тела в стороны связаны с перемещением на опорную ногу всей массы тела, благодаря чему траектория ОЦТ тела проходит непосредственно над площадью опоры. Чем ходьба быстрее, тем эти колебательные движения меньше, что объясня­ется влиянием инерции тела.

Размер шага в среднем принимается за 66 см, при спокойной ходьбе продолжительность его - около 0,6 сек.

Помимо мышц нижних конечностей при ходьбе включаются в ди­намическую работу почти все мышцы туловища, шеи и верхних ко­нечностей.

В связи с последовательным чередованием растяжения, сокра­щения и расслабления различных мышечных групп, что происходит во время ходьбы, значительная нагрузка на всю мышечную систе­му обычно не вызывает выраженного утомления. В значительной мере это также объясняется тем, что ритмические движения всего тела облегчают нормальную вентиляцию легких и улучшают крово­обращение всех органов, включая центральную нервную систему (ЦНС). Таким образом, ходьба - это наилучший вид физической тренировки.

При ходьбе человек взаимодействует с опорной поверхностью, при этом возникают силовые факторы, называемые главным век­тором и главным моментом сил реакции опоры. Типичные графи­ки вертикальной и продольной составляющих главного вектора опорной реакции при ходьбе в произвольном темпе в норме пред­ставлены на рис. 15.18. Для графика вертикальной составляющей главного вектора опорной реакции характерно наличие двух вер­шин, соответствующих переднему (опора на пятку) и заднему (от­талкивание передним отделом стопы) толчкам. Амплитуды этих вершин превышают массу человека и достигают 1,1 - 1,25Р (Р - масса человека).

Продольная составляющая главного вектора сил реакции опор имеет тоже две вершины разных знаков: первая, соответствующая переднему толчку, направлена вперед; вторая, соответствующая заднему толчку, направлена назад. Так оно и должно быть - от­талкиваясь опорной ногой, человек устремляет все тело вперед. Максимумы продольной составляющей главного вектора опорной реакции достигает 0,25Р.

Есть еще одна составляющая главного вектора опорной реак­ции - поперечная. Она возникает при переступании с одной ноги на другую и ее максимум достигает 8-10% от массы человека.

Временная структура шага. Локомоции человека - процесс периодический, в котором через приблизительно равные промежут­ки времени повторяются сходные положения тела. Наименьшее время, прошедшее от данного положения до его повторения, явля­ется временем цикла. При ходьбе и беге время цикла называют по числу сделанных шагов «временем двойного шага». Каждая нога в своем циклическом движении находится либо на опоре, либо пе­реносится на новое-место опоры (рис. 15.19).

При беге момент опоры меньше момента переноса; наблюдает­ся период свободного полета над опорой (см. рис. 15.19).