Мощность механического движения. Коэффициент механической эффективности

Мощность – это работа, выполняемая в единицу времени:

Можно дать другую формулу мощности: N = FV, где F – действующая сила; V – скорость движения тела.

В биомеханике используют показатель, который называется коэффициентом механической эффективности (Кмэ), равный отношению выполненной механической работы к общим энергозатратам (Эз):

Этот показатель аналогичен коэффициенту полезного действия в технике. Но особенностью Кмэ, присущей живым организмам, является то, что кроме энергозатрат на полезное механическое движение живому организму приходится тратить метаболическую энергию на поддержание функционирования самого организма. В частности энергозатраты идут:

• на основной обмен;

• активность физиологических систем (прежде всего дыхательной и циркуляторной) при мышечной деятельности;

• активность мышц, не участвующих в движении, но обеспечивающих поддержание равновесия, сохранения позы и т. д.;

• работу мышц по преодолению внутреннего трения в суставах, сопротивления разгибателей.

Проводили множество экспериментальных исследований по оценке Кмэ в следующих упражнениях:

• ходьба в диапазоне 4 – 7 км/час (1,1 – 1,9 м/с) - (Кмэ равен 0,35 – 0,40);

• бег в диапазоне от 3 до 9, 16 м/с (Кмэ повышается от 0,45 до 0,7 – 0,8 );

Коэффициент механической эффективности можно использовать как один из критериев совершенствования в движениях: его рост подтверждает правильность методической организации тренировочного процесса конкретного спортсмена.

Классификация кинематических, динамических и энергетических хаpaктеристики их единицы измерения

Биомеханическая хаpaктеристика	Для поступательного движения	Для вращательного движения
Фазовые хаpaктеритики	Длительность: • всего упражнения, с • отдельных фаз движения, с Ритмотемповые хаpaктеристики: • темп, N = 1/∆t; (1/c) • ритм, 1/с • цикл, с
Кинематические хаpaктеристики	Перемещение, м	Угол поворота, град.
	Скорость, м/с	Угловая скорость, , рад/с Линейная скорость, м/с Ускорение, , м/с² Угловое ускорение, , рад/с² Центростремительное ускорение, , м/с² Тангенциальное ускорение, , м/c²
Динамические хаpaктеристики	Масса, кг Сила, F = m•a, H Импульс тела (количество движения), , кг•м/с Импульс силы, , (F•t), кг•м/с	Момент инерции, , кг•м² Момент силы (вращающий момент), , Н•м Момент импульса тела (кинетический момент), , кг•м²/с
Энергетические хаpaктеристики	Работа по перемещению тела, , Дж Гравитационная потенциальная энергия, : Еп = m • g • h, Дж Потенциальная энергия упругих тел, , Дж Кинетическая энергия поступательного движения, , Дж Мощность поступательного движения, , N = FV, Вт	Работа по вращению тела, Дж Энергия вращательного движения, , Дж Мощность вращательного движения, Вт

Раздел статьи: Биомеханика