Основные понятия и законы динамики > Русский спорт - научная база
Русский спорт - научная база    


Основные понятия и законы динамики

Основные понятия и законы динамики

Динамикаэто раздел механики, в котором изучают движение тел под действием приложенных к ним сил.

В биомеханике также рассматривают взаимодействие между телом человека и внешним окружением, между звеньями тела, между двумя людьми (например, в единоборствах). В результате возникают силы, которые и являются количественной мерой этих взаимодействий.

При изучении величин, которые хаpaктеризуются не только величиной, но и направлением (например, скорость, ускорение, сила и т. п.) применяют их векторное изображение.

Векторнаправленный прямолинейный отрезок (стрелка) рис. 1.

Два вектора считаются равными лишь в том случае, если у них одинаковы и длины и направления (то есть они параллельны и ориентированы в одну сторону). С изменением ориентации меняется знак вектора ( на рис.1 b = а; с = - а).

Правила векторной алгебры отражают физические свойства векторных величин. Так в соответствии с тем, что равнодействующая двух сил находится по правилу параллелограмма, суммой двух векторов (a и b), определяется новый вектор (с = а + b), изображаемый диагональю параллелограмма, стороны которого – векторы-слагаемые, рис. 2.

Вычитание определяется как действие, обратное сложению. Кроме вектора в биомеханике используется ещё и термин, носящий название «скаляр» (скалярные величины). 

Скалярвеличина, каждое значение которой ( в отличие от вектора) может быть выражено одним числом, вследствие чего совокупность значений можно изобразить на линейной шкале (скале – отсюда и название). Скалярными величинами являются: длина, площадь, температура и т. д.

Скалярным произведением (а۰b) двух векторов (а и b) называется число (скаляр), равное произведению длин этих векторов, на косинус угла, образованных их направлениями, то есть |а| ۰ |b| ۰ cos φ, см. рис. 3.

Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линия действия силы. Сила полностью определена, если заданы её величина, направление и точка приложения. Если на элементы биомеханической системы тела человека действует несколько сил (F1, F2, ...Fn), то их можно заменить одной силой, равной их векторной сумме: FR = Σ Fi. Такая сила называется равнодействующей.

Например, на прыгуна в длину действует сила тяжести (mg) и сила сопротивления воздуха (Fс), рис. 4. Ускорение (отрицательное) создаёт их равнодействующая сила (Fр).

Движения биомеханической системы тела человека подчиняются механике Ньютона. Следовательно, три основных закона этой механики определяют хаpaктер движения, так как несмотря на биологическую природу энергообеспечения движения, тело является механической системой и подчиняется всем закономерностям, которые связаны с движением материальных объектов на Земле.

Первый закон Ньютона (закон инерции). Любое материальное тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не изменит это состояние.

Прямолинейное равномерное движение материального тела называется инерциональным (или движением по инерции). Инерцияэто свойство материального тела оказывать сопротивление изменению скорости его движения (как по величине, так и по направлению). Инертностьнеотъемлемое свойство материи. Такое сопротивление возможно только потому, что тела обладают определённой массой, которую считают количественной мерой инертности.

Массаколичественная мера инертности тела. Единица измерения массы в СИ называется килограмм (кг).

Первый закон Ньютона – достаточно идеализированное представление о движении, поскольку тело может двигаться прямолинейно и равномерно только в отсутствии любых сил. В реальности на двигающееся тело всегда оказывают влияние различные силы (силы сопротивления воздуха, силы трения и др.), чьё воздействие приводит к тому, что движущееся тело в конце концов останавливается. Это не означает, что первый закон Ньютона неверен: просто движение, если действие сил не исключить, приводит к изменению состояния тела и, в частности, к его переходу в состояние покоя. 

Векторная величина, равная произведению массы тела на ускорение и направленная в сторону, противоположную ускорению по величине или направлению данного тела под воздействием внешних сил, называется силой инерции: Fи = - m•aс.

Изменение скорости тела обусловлено воздействием на него других тел. Воздействие тем интенсивнее, чем больше созданное им ускорение. С другой стороны, у тела с большей массой ускорение меньше (то есть, его скорость изменить труднее). Поэтому измерять воздействие на тело со стороны всех других тел принято произведением массы тела на сообщённое ему ускорение. Эту меру воздействия называют силой.

Силой, действующей на тело со стороны других тел, называется векторная величина, равная произведению массы тела на его ускорение.

Единица измерения в СИ называется «ньютон» - Н.

Если формулу F = m • a преобразовать:

,

то получим второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально действующей на него силе, обратно пропорционально массе тела и по направлению совпадает с направлением действия силы

Соотношение между равнодействующей всех внешних сил и ускорением, которое она сообщает ему, можно преобразовать к виду, который оказывается полезным при решении многих задач в биомеханике:

 

Выражение в левой части уравнения называется импульсом силы, в правой части уравнения – называется импульсом тела.

Импульсом тела или количеством движения (Р) называется произведение массы (m) на скорость движения тела (V):

, Размерность в СИ – кг•м/с

Импульсом силы называется произведение значения силы на промежуток времени, в течение которого она действовала на материальное тело.

На основе приведённых определений можно представить в следующей словесной формулировке: изменение количества движения материального тела равно импульсу силы:

Третий закон Ньютона. Силы, с которыми материальные тела действуют друг на друга, равны по величине, противоположны по направлению и направлены по прямой, проходящей через эти тела.

F1 = - F2

Этот закон показывает, что взаимодействие – это действие одного тела на второе и равное ему действие второго тела на первое. Следовательно, источником силы для первого тела является второе, и поскольку силы действия и противодействия приложены к разным телам, их нельзя складывать, а действующие силы – заменять равнодействующей.

Человек, совершая двигательные действия, участвует в сложном движении, которое состоит из более простых – поступательного и вращательного. Для каждого из них существуют отличающиеся друг от друга хаpaктеристики.

Раздел статьи: Биомеханика


Щитовидная железа |

Щитовидная железа | align="right"> Раздел статьи: Лекции о гормонах ...

29 02 2024 4:27:11

Пищеварение в полости рта

Пищеварение в полости рта  После измельчения и перетирания зубами пища подвергается химической обработке благодаря действию гидролитических ферментов слюны...

28 02 2024 6:39:43

Пищеварительные ферменты и их действие (таблица)

Пищеварительные ферменты и их действие (таблица)  0 Казеиноген молока казеин Желудочный сок Пепсиноген желудок 2...

27 02 2024 23:20:11

Допинг

Допинг  Активная борьба с допингами началась после Олимпиады в 1960 году в Риме, погиб Енсен датский велогонщик, применивший прямо на дистанции велогонки амфетамин...

26 02 2024 17:57:25

Почему допинг привлекает спортсменов?

Почему допинг привлекает спортсменов?  В то, что организм работает на износ, это дело второе...

25 02 2024 10:21:53

Содержание и форма физического упражнения

Содержание и форма физического упражнения  Выполнение упражнения означает переход на тот или иной уровень его функциональной активности...

24 02 2024 1:55:12

Пути эвакуации желчи

Пути эвакуации желчи  Фактически именно с них начинается вся система выведения желчи в кишечник...

23 02 2024 12:37:26

Направленность на максимальные достижения, углублённая специализация и индивидуализация

Направленность на максимальные  достижения, углублённая специализация и индивидуализация  Следствием руководства этим принципом является непрекращающийся рост мастерства спортсменов и спортивных рекордов...

22 02 2024 4:37:59

Биомеханика 2 |

Биомеханика 2 | > Биодинамика ходьбы и бега. Стартовые действия. Локомоторные движения Биомеханика ходьбы и бега. Разделение на фазы Биомеханика ходьбы и бега. Величина силы реакции опоры Биодинамика бега Стартовые действия ...

20 02 2024 18:57:50

Биомеханика

Биомеханика  Масса тела Виды сил в природе Гравитационные силы...

18 02 2024 0:26:56

Основные принципы педагогического процесса

Основные принципы педагогического процесса  Принцип целостности, упорядоченности - означает достижение единства и взаимосвязи всех компонентов педагогического процесса...

17 02 2024 20:49:22

Факторы, от которых зависит структура многолетней подготовки

Факторы, от которых зависит структура многолетней подготовки  Обычно выделяют три возрастные зоны: 1-я зона – зона первых больших успехов; 2-я зона – зона максимальной реализации индивидуальных возможностей; 3-я зона – зона сохранения высших спортивных достижений...

16 02 2024 2:15:14

Средства воспитания

Средства воспитания  );• виды деятельности (игра, труд, общение, общественная работы, учение (познание), физические упражнения и спорт);• предметы, вещи (игрушки, компьютер);• произведения и явления духовной и материальной культуры (искусство – литература, музыка и т...

15 02 2024 7:36:23

Основные принципы педагогического процесса |

Основные принципы педагогического процесса | align="right"> Раздел статьи: Педагогика. Дидактика ...

14 02 2024 9:54:13

Обеспечение стабильности, вариативности и надёжности двигательного навыка

Обеспечение стабильности, вариативности и надёжности двигательного навыка  Создать условия, способствующие воспроизведению этих параметров в процессе повторения действия (путём стандартизации внешних условий, использования вспомогательных технических средств, целесообразного нормирования нагрузок и отдыха и т...

11 02 2024 23:14:27

Возникновение и развитие лыж

Возникновение и развитие лыж  По своему назначению лыжи делятся на ступающие и скользящие», – так определили толкователи незатейливый и широко распространенный в мире спортивный инвентарь...

10 02 2024 6:28:32

Атмосферное давление

Атмосферное давление  Эти колебания не оказывают заметного влияния на здоровых людей...

09 02 2024 1:17:23

Второй этап отбора

Второй этап отбора  В это время проводятся педагогические наблюдения, контрольные испытания, медико-биологические и психологические исследования с целью дальнейшего определения сильных и слабых сторон подготовленности занимающихся...

08 02 2024 14:58:59

Органы иммунитета

Органы иммунитета  размножение, развитие и созревание клеток крови в организме животных и человека в результате последовательных изменений...

07 02 2024 12:53:54

Расчет ЭКГ

Расчет ЭКГ  Оценить ритм сердца...

06 02 2024 19:59:51

Конвенция о правах ребенка (20.11.89)

Конвенция о правах ребенка (20.11.89)  10 лет Комиссия по правам человека разpaбатывали этот проект...

05 02 2024 20:57:31

Плод |

Плод | align="right"> Раздел статьи: Афофкис раздел « Репродуктивные функции» ...

04 02 2024 5:38:29

Типы организации занятий

Типы организации занятий  Занятия этого типа особенно широко применяются в тренировке юных спортсменов, на ранних этапах многолетней подготовки, когда решается большое число задач, связанных с обучением...

03 02 2024 9:12:55

Надпочечники

Надпочечники  Кора состоит из 3-х слоев:Клубочковая (наружная) зона, секретирующая гормоны минералокортикоиды ( альдостерон);Пучковая (средняя) зона, секретирующая глюкокортикоиды (кортизол, гидрокортизол);Сетчатая (внутренняя) зона, секретирующая небольшое количество пoлoвых гормонов (андрогенов, эстрогенов)...

02 02 2024 2:37:51

Регуляция деятельности желёз внутренней секреции |

Регуляция деятельности желёз внутренней секреции | align="right"> Раздел статьи: Лекции о гормонах ...

01 02 2024 21:10:10

Показания и противопоказания к массажу

Показания и противопоказания к массажу  Раздел статьи: Массаж в реабилитации ...

31 01 2024 0:26:59

Реакции адаптации при мышечной деятельности

Реакции адаптации при мышечной деятельности  Им было показано, что при воздействии на организм стрессового раздражителя возможны реакции двух видов: 1) если возбудитель слишком силён или действует долго, наступает заключительная фаза стресс-синдрома – истощение; 2) если раздражитель не превышает приспособительных резервов организма, активизируются процессы специфической адаптации...

29 01 2024 2:41:43

Массаж в реабилитации

Массаж в реабилитации  Влияние массажа на различные системы организма Влияние массажа на нервную систему Влияние массажа на общий обмен веществ   Список литературы1...

27 01 2024 0:36:42

Локомоторные движения

Локомоторные движения  У всех локомоторных движений общая двигательная задача – усилиями мышц передвигать тело человека относительно опоры или среды...

26 01 2024 14:29:35

Методика воспитания скоростных способностей

Методика воспитания скоростных способностей  Продолжительность отдельных упражнений – от 1-2 секунд до 15-20 секунд...

25 01 2024 22:26:22

Теория и методика избранного вида спорта

Теория и методика избранного вида спорта  Спортивные судьи...

23 01 2024 18:27:55

Передвижение со скольжением

Передвижение со скольжением  Сила трения – это диссипирующая сила, работа против которой требует необходимых затрат энергии со стороны спортсмена, уменьшая тем самым энергозатраты на полезный результат движения...

22 01 2024 15:57:28

Ферментный обмен и печень

Ферментный обмен и печень  Одни из них катализирую окислительно-восстановительные реакции в нервной системе (церулоплазмин), другие расщепляют в крови избыток биологически-активных веществ (холинэстераза), третьи регулируют активность свертывающей и противосвертывающей систем крови...

21 01 2024 17:35:50

О региональном (областном) компоненте |

О региональном (областном) компоненте | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику ...

20 01 2024 18:13:19

Формы обучения |

Формы обучения | >• По количеству учащихся: массовые, коллективные, групповые, индивидуальные.• По месту учебы: школьные (уроки, учебные занятия, работа на пришкольном участке, в лаборатории) и внешкольные (домашняя самостоятельная работа, экскурсии).• По длительности времени обучения: классический урок (40 – 45 минут), спаренное занятие (90 минут), занятие произвольной продолжительности «без звонков». На различных этапах развития общества находили применение следующие четыре формы обучения. Индивидуальная форма обучения. Это такое обучение, когда учитель обучает каждого ученика отдельно, когда существует непосредственный контакт с учеником; возможность понять ученика, прийти на помощь, исправить ошибки, отметить успехи; учет индивидуального темпа усвоения учебного материала, способностей. Групповая форма обучения. Предполагает работу учащихся в группах по 3 – 6 человек и наиболее целесообразна при проведении практических и лабораторных работ, при отработке навыков. задания. Лекционно – семинарская форма обучения. Данная форма обучения предусматривает более высокий уровень обучения, характерна для вузов. Виды учебных занятий. Лекция – основная форма передачи большого объема систематизированной информации (продолжительностью 80 – 90 минут). Она призвана дать целостное, отчетливое и доказательное представление об изучаемой проблеме. Практическое (семинарское) занятие направлено на углубление и закрепление знаний под руководством преподавателя, на обсуждение результатов самостоятельного изучения учащимися (студентами) темы. Кроме лекций, семинарских и практических занятий существуют и другие, так называемые вспомогательные формы организации учебной работы: экскурсии, конференции, факультативы и курсы по выбору, консультации, тренинги, собеседования, экзамены, зачеты.  (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Классно – урочная форма обучения.  Это наиболее распространенная форма обучения в школе, возникшая в 17 веке. Ее контуры очертил немецкий педагог И. Штурм, а разработал теоретические основы и воплотил в практику Я. А. Коменский. Это наиболее экономичная система, она обеспечивает доступность, последовательность, прочность обучения, а учитель является руководителей учебно – воспитательного процесса. Она является специфической формой организации учебной работы, состоит в том, что учащиеся одного и того же возраста распределяются по классам, занятия с ними проводятся поурочно, по заранее составленному расписанию, причем все учащиеся класса работают над одним и тем же материалом. Недостатки классно – урочной формы: трудность в учете индивидуальных особенностей учащихся, в организации индивидуальной работы; строгая организационная структура затрудняет связь обучения с реальной жизнью. Классно – урочная система имеет следующие формы: основная форма – урок и традиционные формы – домашняя работа, экскурсии, факультативы, общественно полезный труд, внеклассная работа (кружки, конкурсы, олимпиады, выставки). ...

19 01 2024 4:56:32

Факторы, влияющие на здоровье человека (по Э. Н. Вайнеру)

Факторы, влияющие на здоровье человека (по Э. Н. Вайнеру)  Основная методологическая установка: не только не навредить, но и укрепить, улучшить, совершенствовать здоровье...

17 01 2024 11:16:31

Конвенция о правах ребенка (20.11.89) |

Конвенция о правах ребенка (20.11.89) | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику ...

16 01 2024 12:50:27

Эндокринные функции поджелудочной железы

Эндокринные функции поджелудочной железы  Глюкагон вызывает расщепление гликогена в печени и выход в кровь глюкозы, а также стимулирует расщепление жиров в печени и жировой ткани...

14 01 2024 13:20:45

Оценка уровня развития силовых способностей

Оценка уровня развития силовых способностей  При помощи современной аппаратуры можно измерить максимальную силу всех основных мышечных групп в статических и динамических усилиях...

13 01 2024 20:44:14

Иммуноглобулины

Иммуноглобулины  В процессе эволюции только у позвоночных образуются различные типы иммуноглобулинов...

12 01 2024 1:34:10

Принципы и закономерности воспитания |

Принципы и закономерности воспитания | style="text-align: justify;">1. Воспитание человека совершается только при условии активности самого воспитанника.2. Содержание деятельности воспитанника определяется на каждый данный момент развития его актуальными потребностями.3. В процессе воспитания необходимо соблюдение пропорционального соотношения усилий воспитателя и воспитанников.4. Процесс воспитания должен осуществляться в условиях уважения, помощи, проявления педагогического такта.5. Организуемые воспитательные воздействия должны сопровождаться ситуацией успеха, внутренней удовлетворенностью воспитанников собственными действиями и полученными результатами.6. Воспитание должно носить «скрытый» характер. Воспитанники не должны чувствовать себя объектами приложения педагогических нравоучений. ...

11 01 2024 12:59:31

Еще:
Спорт и здоровье -1 :: Спорт и здоровье -2 :: Спорт и здоровье -3 ::