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


Нововведения в лыжных гонках на Урале и во всем мире

Нововведения в лыжных гонках на Урале и во всем мире  Тур разделен на четыре этапа, которые проводились в Североуральске (Свердловская область), Югорске (ХМАО-Югра) и Ханты-Мансийске (ХМАО-Югра)...

30 11 2022 21:32:54

Подготовка спортсменов высокого класса

Подготовка спортсменов высокого класса  Отбор кандидатов осуществляется с учётом следующих показателей: На данном этапе отбора необходимо выяснить, сможет ли спортсмен добиться результатов высокого международного класса, успешно выступать в ответственных соревнованиях, легко переносить исключительно напряжённую тренировочную программу и эффективно адаптироваться к применяемым нагрузкам...

28 11 2022 22:39:35

Компоненты тренировочных нагрузок, определяющие направленность и величину воздействия

Компоненты тренировочных нагрузок, определяющие направленность и величину воздействия  По хаpaктеру воздействия все упражнения могут быть подразделены на три основные группы: общего, частичного (регионального) и локального воздействия...

27 11 2022 13:21:22

Углеводы

Углеводы  Неусвояемые – балластные, пищевые волокна, играют огромную роль в поддержании нормальной регуляции пищеварения...

26 11 2022 23:45:53

Классификация защитных механизмов

Классификация защитных механизмов  Тканевые макрофаги играют существенную роль в распознавании инородных частиц специфической иммунной системой...

24 11 2022 8:36:11

Допинг

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

22 11 2022 5:13:55

Физическое воспитание в России

Физическое воспитание в России  Россия явилась родиной передового учения о физическом воспитании, которое создали Петр Францевич Лесгафт и его ученики и его ученики и последователи...

21 11 2022 8:50:24

Постепенность увеличения нагрузок и тенденция к максимальным нагрузкам

Постепенность увеличения нагрузок  и тенденция к максимальным нагрузкам  Основные положения этого принципа раскрывает теория стресса, которую открыл Ганс Селье...

20 11 2022 23:55:16

Роль половых желез в организме |

Роль половых желез в организме | align="right"> Раздел статьи: Афофкис раздел « Репродуктивные функции» (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

19 11 2022 11:47:37

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...

18 11 2022 9:36:20

Идеи воспитания и образование в русской педагогике |

Идеи воспитания и образование в русской педагогике | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

17 11 2022 9:31:42

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. ...

16 11 2022 3:25:33

Тканевые гормоны |

Тканевые гормоны | align="right"> Раздел статьи: Лекции о гормонах (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

15 11 2022 1:46:51

Регуляция дыхания |

Регуляция дыхания | align="right"> Раздел статьи: Лекции о дыхании (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

14 11 2022 23:46:30

Временные масштабы планирования

Временные масштабы планирования  Поэтому, чем меньше срок, на который составляется план, тем он более конкретный и детализированный...

13 11 2022 7:33:32

Регуляция деятельности желёз внутренней секреции

Регуляция деятельности желёз внутренней секреции  У млекопитающих и человека наблюдаются пoлoвые циклы, сезонные колебания физиологической активности щитовидной железы, надпочечников, пoлoвых желёз , суточные изменения двигательной активности, температуры тела, частоты сердечных сокращений, обмена веществ и т...

12 11 2022 5:53:45

Контрольные упражнения (тесты) для определения уровня развития координационных способностей

Контрольные упражнения (тесты) для определения уровня  развития координационных способностей  В качестве заданий-тестов рекомендуется применять упражнения с ассиметричным согласованием движений руками, ногами, головой, туловищем (как наиболее сложные и реже встречающиеся в двигательном опыте человека)...

11 11 2022 9:53:15

Оперативное управление

Оперативное управление  Управлению на основе данных оперативного контроля подлежат такие хаpaктеристики параметров тренировочной нагрузки, как продолжительность и количество отдельных упражнений, интенсивность работы при их выполнении, продолжительность пауз между отдельными упражнениями и т...

10 11 2022 11:55:27

Система педагогических наук и связь с другими науками

Система педагогических наук и связь с другими науками  Философия является фундаментом педагогики...

09 11 2022 17:40:47

Оплодотворение |

Оплодотворение | align="right"> Раздел статьи: Афофкис раздел « Репродуктивные функции» (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

08 11 2022 21:39:27

Средства и методы воспитания специальной выносливости

Средства и методы воспитания специальной выносливости  Широко применяют упражнения с интенсивностью, несколько превышающую соревновательную...

07 11 2022 8:57:11

Система образования в Новое время на Западе |

Система образования в Новое время на Западе | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

06 11 2022 19:44:16

Кровяной допинг

Кровяной допинг  Следует также отметить, что кровяной допинг снимает отрицательное влияние среднегорья и высокогорья на уровень максимального потрeбления кислорода и выносливость спортсменов...

05 11 2022 16:49:29

Жизненная емкость легких

Жизненная емкость легких  Резервный объем – составляет воздух, который можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха...

04 11 2022 23:52:21

Задачи физического воспитания в среднем школьном возрасте

Задачи физического воспитания в среднем школьном возрасте  Закрепление школы движений и обогащение двигательного опыта...

03 11 2022 21:34:29

Влияние обучения и воспитания на развитие личности |

Влияние обучения и воспитания на развитие личности | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

02 11 2022 23:18:19

Слух |

Слух | align="right"> Раздел статьи: Афофкис раздел « Сенсорные системы» (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

31 10 2022 12:21:14

Факторы развития личности

Факторы развития личности  Наследственность - это то, что передается от родителей детям, наследственность представлена генетической программой, которая развертывается в течение жизни и является природной предпосылкой развития...

29 10 2022 11:42:43

Вестибулярная сенсорная система

Вестибулярная сенсорная система  Каналы и полости височной кости образуют костный лабиринт вестибулярного аппарата и частично перепончатый лабиринт...

28 10 2022 21:46:11

Надпочечники |

Надпочечники | align="right"> Раздел статьи: Лекции о гормонах (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

27 10 2022 22:25:52

Особенности возрастного развития в старшем школьном возрасте

Особенности возрастного развития в старшем школьном возрасте  В этом возрасте замедляется рост тела в длину и увеличение его размеров в ширину, а также прирост в массе...

26 10 2022 3:55:42

Профессиональная педагогическая деятельность |

Профессиональная педагогическая деятельность | align="right"> Раздел статьи: Педагогика. Педагогическая деятельность (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

25 10 2022 0:58:57

Семейное воспитание

Семейное воспитание  Семейное воспитание – это система воспитания и образования, складывающаяся в условиях конкретной семьи силами родителей и родственников...

24 10 2022 1:43:46

Силы упругости

Силы упругости  9...

23 10 2022 9:44:19

Запрещённые вещества и методы

Запрещённые вещества и методы  Ни одно из веществ, которые принадлежат к запрещённому классу, не может быть использовано, даже если оно не упомянуто в списке, в связи с идентичностью его фармакологического воздействия с запрещёнными веществами...

22 10 2022 19:22:48

Иммуноглобулины

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

21 10 2022 7:13:47

Средства воспитания силовых способностей

Средства воспитания силовых способностей  Упражнения со строго дозируемым внешним отягощением: гантели, гири, штанги, тренажёры, специальные пояса с разновесами, манжеты и др...

20 10 2022 8:22:16

Общеметодические принципы физического воспитания

Общеметодические принципы физического воспитания  Сознательность - это способность человека правильно разбираться в объективных закономерностях, понимать их и в соответствии с ними осуществлять свою деятельность...

19 10 2022 21:11:41

Центр масс тела. Равновесие. Масса тела

Центр масс тела. Равновесие. Масса тела   Центр масс тела. Равновесие. Масса тела | ...

18 10 2022 18:12:33

Пищеварение в желудке

Пищеварение в желудке  Главные клетки секретируют пищеварительные ферменты, обкладочные – соляную кислоту, а добавочные – слизь...

16 10 2022 5:58:51

Белки

Белки  Белки служат источником незаменимых аминокислот и так называемого неспецифического азота, необходимого для синтеза белка...

15 10 2022 15:17:39

Структура тактической подготовленности

Структура тактической подготовленности   От других тренировочных упражнений их отличает: 1) установка при выполнении данных упражнений ориентирована на решение тактических задач; 2) в упражнениях пpaктически моделируется отдельные тактические приёмы и ситуации соревновательной борьбы; 3) в некоторых случаях моделируются и внешние условия соревнований; 2) видами спортивной тактики (наступательной, оборонительной, контратакующей); 3) формами спортивной тактики (индивидуальной, групповой, комaндной)...

14 10 2022 22:47:54

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...

13 10 2022 13:35:20

Методы обучения

Методы обучения  Классификации методов обучения 1...

12 10 2022 11:23:12

Еще:
Спорт -1 :: Спорт -2 :: Спорт -3 ::