Вооружившись знаниями определим что понятия о количестве степеней свободы и о степени свободы отличаются друг от друга. А во-вторых, двигательная задача решается за счёт перемещения рычага или системы рычагов в соответствии с определёнными для них природой количествами степеней свободы и двигательными возможностями на каждой из них. И отметим, что управляемое движение рычага заключается в перемещении рычага по намеченной траектории и запланированным способом. При этом действия на всех независимых направлениях активно помогают в управлении рычагами и проведении их по нужной траектории.
Из вышесказанного вытекает, что организация движений рычага заключается в решении двигательной задачи за счёт нужного перемещения рычага в соответствии с его двигательными возможностями. Это достигается созданием определённых двигательных или ударных конструкций из собственных рычагов. О таких конструкциях заранее известно, для чего они собираются, какие в них исполнительные рычаги. А также заранее известны схемы движения каждого из рычагов, их качественный и количественный вклады в общее дело. Появляется возможность планировать результат двигательного действия ещё до начала самого действия.
Из определения сути организации движений вытекает то, что нам уже известно: прежде чем начать движение, необходимо ясно представлять, «для чего», «что», «куда» и «как» должно двигаться. В этой книге как раз и будем устанавливать, для какой двигательной задачи какие рычаги подходят и что от них требовать. Более полно поможет прояснить эти вопросы техника теннисистов.
Если вновь вернуться к вопросу о значении биомеханики в организации двигательной активности, то можно отметить, что отсутствие необходимых знаний не позволяет однозначно отвечать на вопросы «что?», «куда?» и «как?». В связи с этим ответ на вопрос «для чего?», действительно, достигается интуитивно. Только трудиться до проявления нужной интуиции придётся много, очень много, а вот результат будет мало, очень мало предсказуем!
Глава 2. Знакомство с самим собой
В биомеханике изображение опорно-двигательного аппарата отличается от изображения анатомического. Анатомическое, с соответствующими названиями элементов, изображение скелета человека спереди и сзади показано на рис. 1. и 2.
Обозначения на рис. 1:
Названия рычагов и суставов опорно-двигательного аппарата человека приведены непосредственно на рисунке.
Обозначения на рис. 2:
Названия рычагов опорно-двигательного аппарата человека приведены непосредственно на рисунке. На нём также обозначены отделы позвоночника так как это принято в анатомии.
Пояснения:
Весь позвоночник (позвоночный столб) состоит из нескольких отделов.
В шейном отделе 7 позвонков, в грудном 12, в поясничном 5, в крестцовом 5, в копчиковом 45 позвонков.
Анатомии удалось скрупулезно и точно описать конструкцию опорно-двигательного аппарата и возможные движения каждого из рычагов.
Биомеханике предстоит выяснить как осознанно и в соответствии с законами природы организовывать движения собственных рычагов для решения каких-либо спортивных или жизненных задач. На основании анатомического изображения это сделать сложно. В нём слишком много общей информации, в виде элементов различной конфигурации и протяженности, в виде суставных соединений с конструктивными особенностями.
Для освоения кинематических основ движения возможно использование части информации из изображения опорно-двигательного аппарата человека. Количество ее должно быть минимальным, но достаточным для первоначальной организации осознанных движений и контроля над их выполнением.
Попробуем найти конкретные ориентиры для каждого из элементов опорно-двигательного аппарата, с помощью которых можно судить о движении всего элемента. Часть ориентиров установим, если выделим из анатомического изображения местоположение суставов и соединим их отрезками. Эти отрезки представляют соответствующие элементы опорно-двигательного аппарата человека, которые называются кинематическими рычагами, а кратко рычагами.
Для лучшего понимания движений собственных рычагов необходимы вспомогательные ориентиры, в виде комплиментарных (составленных по принципу дополнения) рычагов и виртуальных (представляемых) линий.
Комплиментарный рычаг объединяет группу рычагов по функциональному подобию, представляет их под общим названием. Несколько рычагов могут считаться единым (комплиментарным) если для них выполняется закон аддитивности масс. Этот закон подчёркивает, что несколько отдельных масс составляют единую массу, если они неподвижны относительно друг друга. Комплиментарный рычаг отображает суммарное действие рычагов, которые его составляют и действует в определённое время и в определённом движении. Комплиментарные рычаги могут изменятся по форме, при изменении взаимного расположения составляющих их частей.
Виртуальная линия располагается в назначенном ей месте и жестко связана с конкретным элементом структурной схемы человека. Каждая такая линия служит ориентиром для определения положения конкретных элементов опорно-двигательного аппарата и контроля над их движениями. С помощью виртуальных линий, возможно также выделение какого-то объема, схематично представляющего реальный объем.
После того, как установим и обозначим основные и дополнительные ориентиры, получим схематичное изображение опорно-двигательного аппарата человека. Полное название такого изображения кинематическая структурная схема человека, а краткое структурная схема человека (ССЧ). С помощью этого изображения проще и удобнее рассматривать и анализировать движения рычагов. Итак, ССЧ (структурная схема человека) это схематичное изображение опорно-двигательного аппарата человека в виде отрезков линий между суставами и дополнительных ориентиров в виде комплиментарных рычагов и виртуальных линий (рис. 3).
Обозначения на рис. 3:
Точки обозначают: 0 место соединения пятого поясничного позвонка с крестцом; 1 первый грудной позвонок; 2 первый шейный позвонок; 3 верхушку грудины.
Объемы тела выделены серым цветом и обозначают: 0-1-3, л-0-т объём плечевого пояса и объём таза.
Виртуальные линии: к-п коромысло плеч; 13 малый рычаг груди; л-т линия таза; о-к ось кулака; окружности в местах соединения рычагов обозначают их суставные соединения.
Пояснения:
Комплиментарные рычаги ССЧ объединяют: 01 большой рычаг груди (БРГ) все грудные и все поясничные позвонки; 12 рычаг шеи все шейные позвонки; рр. рёбер все рёбра (вся грудная клетка); рычаг предплечья рычаги лучевой и плечевой кости; рычаг кисти все косточки кисти; рычаг голени рычаги большеберцовой и малоберцовой кости; рычаг стопы все косточки стопы.
Виртуальные линии: к-п коромысло плеч это отрезок линии, проходящий через первый грудной позвонок и неподвижный относительно него; 13 малый рычаг груди (МРГ) это отрезок линии, который соединяет 1-й грудной позвонок и вершину грудины; о-к ось кулака, линия со стрелочкой, проведенная поперёк ладони.
Объёмы тела выделены серым цветом. Грудной и брюшной объединяются названием объём плечевого пояса. В области 5-го поясничного позвонка он соединяется с объёмом таза.
Все рычаги и элементы ССЧ между тазобедренными и плечевыми суставами объединяются названием туловище.
Части тела от точки 0 до точки 1 вместе с рычагами ключицы и лопатки объединены названием плечевой пояс.