Motorický aparát človeka sa delí na pasívny a aktívny. Pasív zahŕňa kosti a väzy, ktoré odolávajú vonkajším silám pôsobiacim na telo, v dôsledku ich fyzikálne vlastnosti. aktívne zariadenie- ide o sústavu svalov, ktoré voči sebe pohybujú jednotlivými časťami tela alebo ich fixujú v určitej polohe.

Pri vykonávaní akéhokoľvek pohybu, v práci každého svalu, je nevyhnutne zapojený nervový systém, ktorý riadi všetky funkcie tela.

Pasívne hnacie zariadenie. Kosti a ich kĺby tvoria pevný základ ľudského tela – kostru. Slúži ako opora pre mäkké tkanivá, najmä pre pripevnenie svalov k nim.

Pohyblivé spojenie väčšiny kostí umožňuje ich vzájomný pohyb. Svaly pripevnené ku kostiam sa sťahujú, fixujú jednotlivé časti kostry alebo ich naopak uvádzajú do pohybu. Muskuloskeletálny systém teda zabezpečuje zachovanie rôznych pozícií tela v priestore, ako aj všetkých druhov pohybov.

Existuje viac ako 200 kostí navzájom pospájaných rôznymi spôsobmi (obr. 66). Základňa kostry chrbtica pozostávajúce z jednotlivých stavcov. Chrbtica má krčné, hrudné, bedrové a krížové zakrivenie, vďaka čomu je elastická a pružná.

Ryža. 66- Všeobecná formaľudská kostra

V hornej časti chrbta sú dve ploché kosti - lopatky, pripevnené k chrbtici a rebrá iba pomocou svalov. Každá lopatka je spojená s kľúčnou kosťou, ktorá je svojim druhým koncom spojená s hrudnou kosťou. Lopatky a kľúčne kosti, obopínajúce vyššia časť trup, tvoria takzvaný pás horných končatín, príp ramenného pletenca(obr. 67).


Ryža. 67 - Kosti ramenného pletenca(podľa pozorovaní prof. M.F. Ivanitského):
A- ruka je spustená; b- zdvihnutá ruka; V- celkový pohľad na ramenný pás zhora; G- sternoklavikulárny kĺb.

pás dolných končatín je panva. Skladá sa z krížovej kosti a dvoch panvových kostí, ktoré sú k nej pripevnené. Obe čepele a panvové kosti majú okrúhle priehlbiny, ktoré zahŕňajú hlavy ramennej kosti a stehennej kosti.

Kostné spojenia sú spojité, polonespojité a nespojité, príp kĺbov. Väčšina kostí je prepojená diskontinuálne, pohyblivo, v kĺboch.

Mierna pohyblivosť kostí je dosiahnutá pomocou elastických chrupavkových podložiek medzi nimi. Takéto chrupavkové podložky sa nachádzajú napríklad medzi jednotlivými stavcami. Pri kontrakcii svalov na jednej alebo druhej strane chrbtice dochádza k stlačeniu chrupavkových vankúšikov a miernemu priblíženiu stavcov k sebe (obr. 68). Stavce, najmä v driekovej oblasti a krku, sa teda môžu navzájom nakláňať. Celá chrbtica umožňuje značný rozsah pohybu a môže byť silne prehnutá dopredu, dozadu, do strán a vytočená. Spolu s flexibilitou má chrbtica pevnosť, najmä pri práci v tlaku.

Ryža. 68- Nepretržité spojenie kosti (pomocou chrupavky)

Vzhľadom na túto, a čo je najdôležitejšie, zvláštnosť konštrukcie kostry, že ramenný pletenec je pripevnený k hrudníku a chrbtici hlavne pomocou svalov, dospejeme k tomuto záveru: držať napríklad pri streľbe v stoji , puška, ktorá má značnú hmotnosť (až 8 kg), len kvôli napätiu rovnakých svalov ramenného pletenca je nepraktická.

Strelec by sa mal snažiť dať telu také držanie tela, ktoré by umožňovalo presunúť váhu zbrane a tela vo väčšej miere na chrbticu, aby kostra „fungovala“ v tlaku. To vám umožní držať zbraň s oveľa menším svalovým napätím.

Najpohyblivejšie kĺby kostí sú kĺby (obr. 69). Kosti v kĺbe sú uzavreté vo vaku pozostávajúcom z veľmi hustého spojivového tkaniva. V hrúbke vaku a okolo neho sú pevné a elastické väzy. Okraje vaku sú spolu s väzivami pripevnené ku kostiam v určitej vzdialenosti od ich kontaktných plôch a hermeticky uzatvárajú kĺbové dutiny.



Ryža. 69 - Nespojité spojenia kostí - kĺbov:
A- ľavý lakťový kĺb; b- kĺby ľavej ruky; V- odišiel kolenný kĺb; G- Kĺby ľavej nohy.

Povaha pohybov v rôznych kĺboch ​​nie je rovnaká. Niektoré kĺby umožňujú pohyby iba v jednej rovine (napríklad flexia a extenzia), iné - v dvoch navzájom kolmých rovinách (flexia, extenzia a abdukcia do strany); ďalšie poskytujú pohyb v akomkoľvek smere, napríklad ramená a bedrových kĺbov(flexia, extenzia, abdukcia a rotácia). Rozsah a smer pohybov závisí od tvaru kĺbových plôch, ako aj od umiestnenia väzov, ktoré obmedzujú pohyb. Zvyčajne porovnávanie kĺbové povrchy s povrchmi geometrických rotačných telies (guľa, valec atď.), kĺby sa klasifikujú podľa ich tvaru (obr. 70).



Ryža. 70 - Schéma hlavných foriem kĺbov (podľa Kahna)

Keďže každý kĺb má väčší alebo menší počet väzov, treba sa snažiť zabezpečiť, aby športovec pri príprave na streľbu zaujal takú polohu, v ktorej sa fixácia pohyblivých častí tela v kĺboch ​​nedosahuje až tak svalový aparát, ale zahrnutím silných a elastických väzov do práce: vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam sú prakticky neunaviteľné. Najúčinnejšie zaradenie do pasívnej práce väzivový aparát a poskytuje dostatočne tuhú fixáciu kĺbov s minimálnou svalovou námahou - to je jedna z podmienok pre dosiahnutie čo najväčšej nehybnosti systému "telo strelca - zbraň" pri streľbe.

Aktívny lokomotívny systém. Svaly, ktoré sú svojimi koncami pripevnené ku kostiam kostry, sa nazývajú kostrové.

Celý kostrový sval človeka, ktorý drží telo v rôznych polohách alebo ho uvádza do pohybu, má viac ako 600 svalov (obr. 71, 72).

Ryža. 71 - Celkový pohľad na ľudské svaly zozadu (počas prípravy na streľbu na terč „Bežúci jeleň“)

Ryža. 72 - Celkový pohľad na ľudské svaly spredu

V dôsledku kontrakcie svalov a súčasne vyvinutého napätia sa miesta ich vzniku a uchytenia približujú, čo znamená buď pohyb tela a končatín, alebo ich udržiavanie v určitej polohe.

Kostrové svaly sú pokryté tenkým elastickým plášťom nazývaným fascia. Sval prechádza na koncoch do veľmi silných bielych prameňov – šliach, ktoré sa spájajú s periostom. Zvyčajne sú oba konce svalu pripojené k dvom susedným kostiam, ktoré sú navzájom nesúvisle spojené. V mnohých prípadoch sa však šľachy tiahnu veľmi ďaleko, prechádzajú cez dva alebo viac kĺbov. Tieto svaly sa nazývajú viackĺbové. Tieto svaly sú mimochodom svaly - ohýbače prstov. Nebyť úplne izolovaný od ostatných, susedných, keď sa sťahujú, teda pri práci, môžu viesť k určitému pohybu ruky aj predlaktia. To sa môže stať, povedzme, nedostatočne trénovaným strelcom počas pohybu. ukazovák pri stlačení spúšte.

Svaly sú klasifikované podľa viacerých kritérií: vonkajšia forma, vykonaná práca, umiestnenie v ľudskom tele atď. (obr. 73). Jeden z najväčších fyziológov P.F.Lesgaft navrhol rozdeliť svaly na dva hlavné typy – silné a obratné. Silné svaly majú zvyčajne veľkú oblasť pripojenia ku kostiam. Dokážu ukázať veľkú silu s relatívne malým rozsahom pohybu a malým napätím, preto sa tak rýchlo neunavia. Agilné svaly majú naopak malú oblasť pripojenia a veľkú dĺžku. Vyznačujú sa pomerne malou silou, pôsobia s veľkým napätím, preto sa ľahko unavia. Vykonávajú však jemnejšiu prácu.

Ryža. 73 - Klasifikácia svalov (podľa M. F. Ivanitského)

Je celkom samozrejmé, že postoj strelca pri príprave by mal byť taký, aby fixácia pohyblivých častí tela bola dosiahnutá zapojením najsilnejších svalových skupín do práce; obratné svaly naopak treba zaťažiť najmenší stupeň a umiestnili sa tak do najpriaznivejších podmienok pre svoju prácu.

Zmrštené svaly sa zúčastňujú rôznych pohybov tela, ktoré sú priamo oproti sebe. Svaly, ktoré sa podieľajú na rovnakom pohybe a vykonávajú v tomto prípade spoločná práca, sa volajú synergistov.

Opačné svaly sú tzv antagonistov. Napríklad svaly zapojené do ohýbania zápästia sú antagonistické k svalom zapojeným do predlžovania zápästia.

Vykonávanie plynulých pohybov je možné len s priateľskou prácou antagonistických svalov. Počas práce svaly jednej skupiny vykonávajú činnosť prekonávajúcej povahy, druhá - poddajnej. Bez účasti antagonistických svalov by synergické svaly mohli produkovať iba trhavé pohyby. Treba povedať, že pohyby slabo trénovaných ľudí sú citeľne odlišné od pohybov trénovaných ľudí. Nedostatočne trénované antagonistické svaly sú zahrnuté do práce príliš skoro, čo dáva pohybom trochu ostrý, impulzívny charakter. Výkon cvičenie prispieva k tomu, že svaly sú nielen hrubšie, ale aj pružnejšie.

Každý pohyb zahŕňa nie jednu svalovú skupinu, ale niekoľko priateľských skupín. Navyše mnohé svaly sú schopné pôsobiť v oddelených častiach buď ako synergisti alebo ako antagonisti.

Schopnosť ovládať akýkoľvek sval alebo dokonca jeho samostatnú časť izolovane prichádza v procese tréningu. Šípka je obzvlášť dôležitá. Tréningom sa dá rozvinúť schopnosť kontrahovať len tie svaly, ktoré sú nevyhnutné na vykonanie daného pohybu, a ostatné svaly udržať v uvoľnenom stave, ktoré priamo nesúvisia s vykonávaním tohto pohybu.

Práca vykonávaná svalmi počas kontrakcie je rozdelená na dva typy - statickú a dynamickú.

Statická práca svaly sa vykonáva pri fixácii (upevnení) pohyblivých častí tela v kĺboch ​​v jednej alebo druhej polohe. Pri statickej svalovej práci dlho napätý.

Dynamická práca svaly vznikajú pri pohyboch jednotlivých častí tela. Svalové napätie pri takejto práci sa strieda s relaxáciou, kontrakciou – s naťahovaním.

V intervaloch medzi jednotlivými kontrakciami sval odpočíva, čo prispieva k obnoveniu stavu, ktorý bol pred jeho kontrakciou a sval sa opäť ukazuje ako plne funkčný. Ak nejaký sval pracuje nepretržite, potom sa rýchlo dostaví únava; predĺžená kontrakcia svalu ho môže priviesť do stavu úplnej impotencie.

Pri príprave na streľbu, keď strelec potrebuje najväčšiu nehybnosť tela, svaly vykonávajú statickú prácu, teda najmenej prospešnú z hľadiska ich únavy. Preto je potrebné venovať veľkú pozornosť voľbe rýchlosti streľby, najmä dlhodobej, aby prestávky medzi ďalším mierením a pažbou (prípadne zdvihnutím ruky pri streľbe z pištole) umožnili svalom v čo najväčšej miere obnoviť ich pracovnú schopnosť.

Vlastnosti a štruktúra svalov a nervové tkanivo . Hlavnou podmienkou života je interakcia organizmu s prostredím. Takáto interakcia sa uskutočňuje vďaka vlastnosti živej hmoty reagovať vonkajšie vplyvy. Proces, ktorý sa vyskytuje v tele pod vplyvom vonkajšieho alebo vnútorného prostredia naň, sa nazýva proces excitácie. Tento proces je základom akéhokoľvek pohybu tela.

Nervové tkanivo má vlastnosť excitability a vodivosti, to znamená, že keď naň pôsobia podnety, dostane sa do stavu excitácie a vedie tento vzruch pozdĺž nervového vlákna. Svalové tkanivo sa na druhej strane vyznačuje schopnosťou kontrahovať, skracovať dĺžku a zväčšovať hrúbku a v dôsledku toho vyvíjať napätie.

V tele živého organizmu sa rozlišujú priečne pruhované a hladké svalové tkanivá.

Všetky kostrové svaly sú tvorené priečne pruhovanými svalové tkanivo(obr. 74). Ku kontrakcii priečne pruhovaného svalového tkaniva dochádza v dôsledku skrátenia tmavých oblastí jeho vlákien.

Ryža. 74 - Vlákna priečne pruhovaného svalstva

Štrukturálnou jednotkou svalu je svalové vlákno. Svalové vlákno s priemerom len 0,01-0,1 mm dosahuje niekedy dĺžku 10-12 cm.Každý sval pozostáva z mnohých tisícok vlákien.

Tkanivo hladkého svalstva sa nachádza najmä v stenách vnútorných orgánov.

Svaly sú úzko spojené s nervovým systémom. Toto je obojsmerné spojenie, ktoré sa uskutočňuje pomocou odstredivých a dostredivých nervov (pozri nižšie); početné zakončenia oboch sú umiestnené v hrúbke každého svalu.

Nervové tkanivo hrá v živom organizme mimoriadne dôležitú úlohu; tvorí sa nervový systém, ktorý riadi celú životnú činnosť organizmu, zabezpečuje jeho interakciu s prostredím, reguluje funkčnú činnosť všetkých orgánov.

Štrukturálnou jednotkou nervového systému je neurón – nervová bunka so všetkými jej procesmi (obr. 75). Početné krátke procesy- dendrity a jeden dlhý proces (u ľudí - až 1 m) - axón. Nervová bunka s dendritmi prichádza do kontaktu s inými nervovými bunkami a vytvára s nimi kontakt, takzvanú synapsiu. Vďaka takýmto synaptickým kontaktom je zabezpečené vzájomné prepojenie v nervovom systéme. Axón spája telo nervovej bunky so svalom alebo iným orgánom.

Ryža. 75 - Nervové bunky s procesmi:
A- dostredivý (citlivý neurón); b- odstredivý (motorický) neurón.

Vo svojom záverečnom úseku sa axón silne rozvetvuje a zásobuje nervovými zakončeniami celú skupinu svalových vlákien alebo tkaniva iných orgánov.

Existujú tri typy neurónov.

Centripetálny, alebo citlivý, neuróny; ich zakončenia vo svale, koži a iných orgánoch sú spojené s vnímaním nervových zariadení – receptorov, ktoré reagujú na podnety prichádzajúce z vonkajšieho alebo vnútorného prostredia. Vzruch vznikajúci v receptoroch sa prenáša cez citlivé neuróny do zodpovedajúcich častí centrálneho nervového systému.

Odstredivý, alebo motor, neuróny (motorické neuróny); telá týchto nervových buniek sa nachádzajú v centrálnom nervovom systéme (v mieche alebo mozgu) a ich axóny siahajú ďaleko od nich k svalom alebo iným orgánom. Motorické neuróny pozdĺž svojich axónov vysokou rýchlosťou (až 120 m za sekundu) prenášajú vzruchy z rôznych častí centrálneho nervového systému do svalov, čo spôsobuje kontrakciu svalových vlákien.

Interneuróny sú úplne umiestnené v centrálnom nervovom systéme a vykonávajú vzájomné prepojenie senzorických a motorických nervových dráh medzi sebou, ako aj spojenie medzi rôznymi oblasťami centrálneho nervového systému.

Motorický neurón a s ním spojená skupina (v množstve 120-160) svalových vlákien je motor nervovosvalová jednotka(obr. 76). Takáto motorická jednotka funguje ako celok: vzruch prenášaný motorickým neurónom uvedie do činnosti celú skupinu vlákien. Každý sval je spojený s niekoľkými stovkami a dokonca tisíckami motorických neurónov. O rozdielne podmienkyčinnosti nervových centier aktivuje sa iný počet takýchto motorických jednotiek, čím sa v podstate reguluje stupeň rozvoja svalovej sily v reakcii na pôsobiace podráždenie.



Ryža. 76 - Schéma štruktúry motorických neuromuskulárnych jednotiek (pracovných a pokojových)

Vzruch v nervových a svalových bunkách má charakter rýchlo stúpajúcej a potom postupne klesajúcej vlny. Táto vlna excitácie sa nazýva impulz. V prirodzených podmienkach života organizmu nenasledujú jednotlivé impulzy, ale ich séria. Vzruchové impulzy smerujúce do svalu vždy nasledujú jeden po druhom s veľkou rýchlosťou (v ľudskom tele až 100 za sekundu), a preto svalové vlákno po každej kontrakcii nestihne relaxovať. To vedie k splynutiu jednotlivých kontrakcií do jednej dlhej (tetanus). Toto sú bežné skratky. kostrového svalstva, ktoré pozorujeme pri akýchkoľvek pohyboch tela alebo pri fixovaní jeho pohyblivých článkov v kĺboch.

Ak sa hladké svaly, ktoré majú relatívne nízku excitabilitu, sťahujú pomaly (asi 3 cm za sekundu), potom sa priečne pruhované svaly naopak ľahko vzrušia a proces kontrakcie v nich prebieha veľkou rýchlosťou (asi 6 m za sekundu). Treba mať na pamäti, že v dôsledku tréningu sa zvyšuje nielen sila kostrového svalstva, ale aj rýchlosť jeho kontrakcie. Kontrakcia a relaxácia priečne pruhovaného svalového tkaniva je spravidla svojvoľný proces, ktorý podlieha našej vôli.

Nervový systém tela je rozdelený na periférny a centrálny.

Periférny nervový systém zahŕňa početné nervy, druh nervových dráh umiestnených vo všetkých častiach tela a spojených s centrálnym nervovým systémom.

Nervózne vzhľad je okrúhly alebo sploštený prameň biela farba. Skladá sa z početných nervových vlákien spojených do zväzkov. Podľa funkcie vlákien sa nervy delia na senzorické (centripetálne), motorické (odstredivé) a zmiešané.

Citlivé nervy prenášajú impulzy z receptorov rôznych orgánov a tkanív do centrálneho nervového systému. Pomocou tejto skupiny nervov sa uskutočňuje „informácia“ centrálneho nervového systému o zmenách prebiehajúcich v obklopujúce telo prostredí alebo v ňom.

motorické nervy pozostávajú z mnohých dlhých procesov motorických nervových buniek; prenášajú motorické impulzy z centrálneho nervového systému – „príkazy“, ktoré spôsobujú kontrakciu svalových vlákien.

zmiešané nervy. pozostávajú zo senzorických a motorických nervových vlákien. Prevažná väčšina nervov v periférnom nervovom systéme je zmiešaná. Excitačné impulzy nasledujúce po jednom nervovom vlákne neprechádzajú do susedných vlákien. Preto každá séria impulzov vždy dorazí presne tak, ako bola zamýšľaná, presne na určitú „adresu“.

Kvôli nízkej spotrebe chemických látok pri vzrušení sú nervové vlákna, ktoré tvoria periférny nervový systém, prakticky neunaviteľné.

Centrálny nervový systém je obrovská akumulácia nervových buniek a pozostáva z mozgu nachádza sa v lebečnej dutine, a miecha nachádza sa v miechovom kanáli.

Mali by ste vedieť, že nervový systém vykonáva svoju prácu na princípe tzv reflex(reflex - odrazené pôsobenie). Akákoľvek reakcia tela na podráždenie pochádzajúce z vonkajšieho alebo vnútorného prostredia, uskutočnená za účasti centrálneho nervového systému, sa nazýva reflex.

Základom každého reflexu je vedenie vzruchových impulzov z receptora do výkonného orgánu (sval, žľaza a pod.) systémom vzájomne prepojených neurónov. Dráha, po ktorej prebiehajú excitačné impulzy spôsobujúce reflexné akcie, sa nazýva reflexný oblúk.

V akomkoľvek reflexnom oblúku možno rozlíšiť sériu postupne spojených článkov (obr. 77). Prvý článok reflexného oblúka - vnímanie nervových zakončení - receptorov umiestnených v zmyslových orgánoch a vo všetkých ostatných orgánoch tela: svaly, žľazy, srdce, pľúca atď.; druhým je dostredivý (senzorický) nerv, ktorý prenáša vzruchy z periférie (z receptorov) do centrálneho nervového systému; tretia je časť centrálneho nervového systému, kde excitácia prechádza komplexnou zmenou; štvrtý je odstredivý (motorický) nerv, ktorý prenáša vzruchy z centrálneho nervového systému do jedného alebo druhého svalu (orgánu); piaty článok je koniec odstredivého nervu vo výkonnom orgáne, ktorý vytvára odpoveď.



Ryža. 77 - Schéma reflexného oblúka

Pri vykonávaní akéhokoľvek pohybu je však charakteristický prstencové reflexné spojenie. V procese vykonávania pohybu, aby sme ho presne vytvorili, je potrebné neustále opakovane vykonávať medzikorekcie (korekcie), ktoré sa vykonávajú prostredníctvom spätnej väzby, ktorá prenáša informácie z výkonného orgánu (svalu) do centrálneho nervového systému. systém o skutočnom vykonaní tohto pohybu. Ona sama reflexný oblúk zároveň sa akoby zatvára a mení sa na reflexný krúžok (pozri obr. 80). Tento dôležitý mechanizmus kontroly pohybu objavil sovietsky fyziológ N.A. Bernstein.

prechádzajúc cez rôzne oddelenia centrálny nervový systém, každý reflexný oblúk v dôsledku interkalárne neuróny spojený s vyššou časťou centrálneho nervového systému – kôrou hemisféry, preto môže tento „zasahovať“ do realizácie akéhokoľvek reflexného úkonu a podľa toho regulovať jeho priebeh.

V každodennom živote organizmu v bunkách centrálneho nervového systému neustále interagujú dva hlavné procesy - excitácia a inhibícia, sú úzko prepojené, neustále koexistujú a navzájom sa nahrádzajú. Nepretržitá zmena, interakcia procesov excitácie a inhibície určujú realizáciu akéhokoľvek koordinovaného pohybu (obr. 78). Takže ohýbanie ukazováka pri stlačení spúšte je spôsobené excitáciou nervových centier, ktoré vysielajú nervové impulzy do svalov - ohýbača prsta, a súčasnou (čiastočnou) inhibíciou centier spojených s extenzorovými svalmi. Ak by existoval iba proces excitácie, koordinovaná činnosť organizmu, všetky druhy pohybov, ktoré vykonáva, by boli nemožné, pretože proces excitácie by v tomto prípade spôsobil kontrakciu nielen flexorových svalov, ale aj svalov. extenzorové svaly; pri takejto spoločnej práci antagonistických svalov by bola flexia prsta, ako aj akýkoľvek iný pohyb, vôbec nemožná.



Ryža. 78 - Interakcia procesov excitácie a inhibície v centrálnom nervovom systéme pri vykonávaní akéhokoľvek pohybu

Okrem veľkého významu pri koordinácii činnosti nervových centier (a teda pri koordinácii pohybov) zohráva inhibícia aj dôležitú ochrannú úlohu, nervové bunky z vyčerpania, ktoré môže nastať pri dlhotrvajúcom a silnom vzrušení.

Procesy excitácie a inhibície v nervových centrách majú určitú pohyblivosť a variabilitu pri vzájomnej výmene, podľa určitých vzorcov. Je však pevne stanovené, že v procese tréningu sa vytvára vyššia pohyblivosť procesov excitácie a inhibície, a preto je rýchlosť reakcie u trénovaného človeka oveľa vyššia ako u netrénovaného človeka.

Rýchlosť a presnosť akejkoľvek motorickej reakcie do značnej miery závisí aj od stupňa citlivosti analyzátorov (zmyslových orgánov), ktoré sa podieľajú na regulácii pohybu, predovšetkým motorického a vizuálne analyzátory. Nevyhnutné trasenie ruky pri mierení bude, ak sú ostatné veci rovnaké (streľba z revolvera a pištole), najmenšie v prípade, keď citlivé zariadenia - receptory včas "informujú" centrálny nervový systém o najmenšie zmeny v polohe ruky, po ktorých budú z príslušných motorických centier mozgu dostávať „príkazy“ nervovým motorickým bunkám, ktoré riadia svalovú kontrakciu, vzrušujúce alebo inhibujúce jednu alebo druhú, a tým regulujú polohu ruky. V dôsledku toho, čím vyššia je presnosť „práce“ zmyslových orgánov, tým jemnejšia je ich rozlišovacia schopnosť, tým rýchlejšie a presnejšie prebieha analýza prijatého podráždenia v centrálnom nervovom systéme, v súvislosti s ktorým môže telo včasnejšie a presnejšie reagovať na to, v tomto prípade - s príslušným pohybom.ruky.

Analyzátory. Podľa učenia I.P. Pavlova, všetky zmyslové orgány sú analyzátory. Každý analyzátor tvorí jeden systém pozostávajúci z troch častí: periférne - vnímacie prístroje (receptory); dostredivá nervová dráha, ktorou sa nervová vzruch prenáša z periférie do centra; terminálna oblasť mozgu nachádzajúca sa v mozgovej kôre. Mozgová kôra tiež koncentruje mozgové konce všetkých analyzátorov. V tomto ohľade najvyššia analýza podnetov prebieha v mozgovej kôre, kde sa nervový vzruch prijímaný zo zmyslového orgánu premieňa na vnem. Každý zmyslový orgán - analyzátor vníma len určitý typ podráždenia.

Takže vo všetkých orgánoch sú vnímajúce nervové zakončenia alebo receptory, ktoré vysielajú dostredivé nervové impulzy do centrálneho nervového systému. Niektoré receptory sa nachádzajú vo vnútri tela a vnímajú podráždenia, ktoré sa vyskytujú vo vnútorných orgánoch, iné sa nachádzajú blízko povrchu tela a vnímajú vonkajšie podráždenia. Receptory sú vzhľadom na zvláštnosti ich štruktúry špecializované, prispôsobené na excitáciu iba určitými podnetmi: niektoré sú vzrušené pri podráždení svetlom, iné zvukom atď. Medzi špecializované patria aj receptory umiestnené vo vestibulárnom aparáte, svaloch a šľachách, ktoré signalizujú každú zmenu polohy tela a zmenu napätia vo svaloch a šľachách. Udržanie rovnováhy tela a regulácia kontrakcie kostrového svalstva závisí vo väčšej miere od práce týchto analyzátorov, a preto by mali byť pre strelcov najväčším záujmom.

Vestibulárny analyzátor- orgán rovnováhy - zabezpečuje určitú polohu tela v priestore a udržiavanie jeho rovnováhy. Periférne oddelenie tento analyzátor - vestibulárny aparát - sa nachádza v časovej časti hlavy, počas vnútorné ucho(obr. 79). Pozostáva z otolitického aparátu a polkruhových kanálikov. Otolitický aparát pozostáva z dvoch vakov, na ktorých vnútornom povrchu sú citlivé bunky vybavené chĺpkami. Na chĺpkoch sú malé hrudky vápenných kryštálov - otolity. Akákoľvek zmena polohy hlavy mení napätie chĺpkov a tým excituje zakončenia nervových vlákien receptorov spojených s chĺpkami. Prah na rozlíšenie sklonu hlavy a trupu na stranu vestibulárnym aparátom je 1 °, dopredu a dozadu - 1,5-2 °. Impulzy prichádzajúce z otolitického aparátu spôsobujú reflexné reakcie, ktoré pomáhajú udržiavať rovnováhu tela. Z jedného z vakov otolitového aparátu vystupujú v troch na seba kolmých rovinách tri polkruhové kanáliky vyplnené tekutinou - endolymfa. Tekutina v nich pri každom pohybe hlavy vytvára svojou vibráciou tlak na citlivé bunky spojené s zakončeniami nervových vlákien. Impulzy, ktoré v tomto prípade vznikajú, spôsobujú reflexné reakcie vedúce k zachovaniu rovnováhy tela pri pohyboch. Akákoľvek zmena polohy hlavy teda znamená excitáciu receptorov otolitického aparátu.



Ryža. 79 - Schéma vestibulárneho aparátu

Motor (kinestetický alebo pohybového aparátu) analyzátor zabezpečuje reguláciu kontrakcie kostrových svalov, čím hrá dôležitú úlohu pri koordinácii (konzistencii) pohybov.

Periférna časť motorického analyzátora - proprioceptory - je uložená v hrúbke svalov, šliach a väzov kĺbov. Existuje ich niekoľko typov, ktoré sa líšia svojim zariadením. Z väčšej časti sú proprioreceptory rozvetveným zakončením zmyslového nervu, ktorý opletá svalové alebo šľachové vlákno vo forme špirály. Ďalším, najbežnejším typom proprioreceptorov je zložitý špeciálny orgán nazývaný svalové vreteno (obr. 80); tieto vretená sú vo väčšine prípadov umiestnené medzi svalovými vláknami, menej často - vo vnútri šliach. Signály z proprioreceptorov po dostredivých (senzitívnych) nervových vláknach a potom pozdĺž interkalárnych neurónov sa dostávajú do rôznych častí centrálneho nervového systému; dostanú sa aj do mozgovej kôry, čím spôsobia vnem tzv svalový pocit, ktorá ako I.M. Sechenov, je sprevádzaný akýmkoľvek pohybom článkov tela a zmenou ich relatívnej polohy. Na základe signálov prichádzajúcich z proprioceptorov (v kombinácii so signálmi prichádzajúcimi z receptorov vestibulárneho, zrakového a iného aparátu) centrálny nervový systém nepretržite koriguje a koordinuje činnosť motorického aparátu (o čom bude podrobnejšie popísané nižšie ).



Ryža. 80 - Schéma periférnej (spinálnej) regulácie svalový tonus

Mimochodom, je potrebné poznamenať, že podľa štúdií (M.A. Itkis) sa presnosť reprodukcie pohybov v ramenných, lakťových a členkových kĺboch ​​u strelcov výrazne nelíši od schopnosti rozlišovať pohyby osôb nešportujúcich. . Presnosť reprodukcie stojacej polohy ako celku bez priamej účasti videnia (so zatvorenými očami) po 30-60 sekundách. po mierení sa zníži v priemere o 95 %, a to aj u mnohých skúsených strelcov. Získané údaje naznačujú, že muskuloskeletálna citlivosť u strelcov nie je dostatočná. vysoký stupeň(pozri obr. 96) a že ho treba všemožne rozvíjať pomocou špeciálnych prípravných cvičení.

Koordinovaná, presne korigovaná činnosť motorického aparátu je možná vďaka ďalšej vlastnosti centrálneho nervového systému - interakcii nervových impulzov vychádzajúcich z rôznych analyzátorov pozdĺž ich spoločných koncových motorických dráh. Faktom je, že v centrálnom nervovom systéme je niekoľkonásobne viac senzorických neurónov ako motorických neurónov; preto sa motorické impulzy nasledujúce z rôznych nervových centier do svalov zbiehajú do spoločných konečných dráh, ktorými sú motorické neuróny miechy. Takže do toho istého motorického neurónu, ktorého dlhý proces je konečnou a vonkajšou nervovou cestou svalové vlákna, impulzy sa zbiehajú z mozgovej kôry, vestibulárneho aparátu, rôznych častí centrálneho nervového systému atď. (obr. 81). Impulzy sledujúce rôzne motorické dráhy medzi sebou „súťažia“ o obsadenie tejto poslednej nervovej dráhy do svalu (EK Žukov). V tomto prípade dochádza k podriadeniu reflexov v závislosti od ich dôležitosti v danom momente pre organizmus, pričom ostatné, menej dôležité reflexy sú inhibované. Vďaka tejto vlastnosti centrálneho nervového systému má telo schopnosť včas reagovať rôznymi pohybmi na početné podnety prichádzajúce z vonkajšieho alebo vnútorného prostredia.

Ryža. 81 - Schematické znázornenie hlavných článkov nervového mechanizmu na ovládanie pohybov

Tak sme sa stretli v vo všeobecnosti s pohybovým aparátom človeka. Mať holistický pohľad na nervový mechanizmus ovládanie pohybu, na obr. 81 ukazuje diagram nervových dráh, pozdĺž ktorých sa signály vnímané motorickými, vizuálnymi a vestibulárnymi analyzátormi prenášajú cez centrálny nervový systém výkonné orgány- kostrové svaly, ktoré pri sťahovaní vyvolávajú ten či onen pohyb alebo držia ľudské telo v určitej polohe.

Teraz môžeme pristúpiť k úvahám o otázkach súvisiacich s činnosťou pohybového aparátu človeka na zabezpečenie čo najnehybnejšej pripravenosti.

Hlavné znaky činnosti motorického aparátu na udržanie nezmenenej polohy tela. Všetky druhy pohybov vykonávaných osobou možno podmienečne rozdeliť na dobrovoľné a nedobrovoľné.

Najkomplexnejšie pohyby, ktoré hrajú hlavnú úlohu v každodennom živote a pracovná činnosťľudský, - svojvoľný, vedome zaviazaný. Takže pri streľbe sú dobrovoľné pohyby vykonávané podľa našej vôle: zdvihnutie a spustenie zbrane, jej opätovné nabitie, stlačenie spúšte atď. Mimovoľné, relatívne jednoduché pohyby zohrávajú pomocnú úlohu v motorickej aktivite tela. Patria sem napríklad rôzne ochranné a orientačné reflexy: otáčanie hlavy v smere neočakávaného výstrelu, žmurkanie, odťahovanie ruky ako reakcia na bolestivé podnety. Zároveň môžu byť zložitejšie pohyby aj mimovoľné, vykonávané prácou mnohých nervových centier mozgu a miechy - pohyby, ktoré chránia telo pred pádom. Takými, napríklad, mimovoľnými pohybmi pri streľbe sú súvislé veľké alebo malé kmity tela strelca pri mierení. Pri tejto skupine pohybov spojených s udržiavaním postoja, udržiavaním rovnováhy tela, teda pohybmi predurčujúcimi stabilitu a čo najväčšiu mieru nehybnosti streleckej polohy sa pozastavíme.

V procese evolučného vývoja zvierat a ľudí postupne vznikal a ustálil sa určitý postoj hlavy a tela v priestore zabezpečujúci správnu orientáciu tela v životné prostredie. Potreba udržiavať rovnováhu a správnu normálnu polohu tela viedla k tomu, že činnosť všetkých kostrových svalov sa stala veľmi koordinovanou, prísne koordinovanou, zameranou na udržanie určitého držania tela.

Udržanie normálneho držania tela je zabezpečené tým, že kostrové svaly, ktoré majú schopnosť skracovania a naťahovania, sú vždy, aj keď je telo nehybné, v stave nejakého, takpovediac, predbežného mimovoľného napätia. Tento stav konštantného napätia sa nazýva svalový tonus. Vzhľadom na prítomnosť svalového tonusu sa zachováva určitá relatívna poloha rôzne časti telách zvierat a ľudí. Svalový tonus je v podstate strečový reflex. Gravitačná sila tela, pôsobením ktorej má telo tendenciu klesať a jeho pohyblivé články sa pohybujú nadol, spôsobuje nepretržité napínanie kostrových svalov; súčasne dochádza k podráždeniu proprioreceptorov svalov a šliach, ktoré vysielajú impulzy do centrálneho nervového systému, v reakcii na to dochádza k dlhému neúnavnému napätiu kostrového svalstva - svalovému tonusu. Tonus kostrového svalstva je reflexný jav spojený s činnosťou mnohých častí centrálneho nervového systému. Zmena a regulácia tonusu do značnej miery závisí od impulzov - signálov z receptorov vestibulárneho aparátu, orgánov zraku a z povrchu kože, ktoré sa prenášajú po dráhach dostredivých nervov do rôzne oddelenia centrálny nervový systém; posledne menované za účasti mozgovej kôry regulujú tonickú aktivitu kostrových svalov (pozri obr. 81).

Počas postupného vývoja o Ľudské telo vznikla a upevnila sa skupina tonických reflexov zameraných na udržanie rovnováhy tela v prípade hrozby jej narušenia a na obnovenie normálneho držania tela v prípadoch, keď už bola rovnováha narušená. Táto skupina reakcií sa nazýva úprava tonických reflexov. Patria sem: posturálne reflexy, ktoré sa vyskytujú pri zmene polohy hlavy v priestore a vo vzťahu k telu; vzpriamovacie reflexy, ktoré sa vyskytujú pri narušení normálneho držania tela. Všetky tieto komplexné reflexy spočívajú v mimovoľnom, automatickom prerozdelení svalového tonusu končatín, krku a trupu.

Avšak kvôli takémuto neustálemu prerozdeľovaniu napätia flexorových a extenzorových svalov, nepretržitému pôsobeniu svalov ako protipólu vonkajších síl, nemôže byť ľudské telo úplne nehybné; neustále zažíva nejaké výkyvy. Prirodzene, strelec by sa mal zaujímať o tie podmienky, za ktorých budú vibrácie tela pri pôsobení a opozícii svalov najmenšie.

Pri udržiavaní rovnováhy tela a následne aj veľkosti jeho kmitania veľký význam má, ako už bolo uvedené, činnosť vestibulárneho aparátu, v receptoroch ktorého vznikajú nervové vzruchy pri zmene polohy hlavy.

Následne pri zmene sklonu hlavy a trupu vzniká množstvo reflexov zameraných na obnovenie pôvodnej, normálnej polohy. Akonáhle človek, dokonca bez toho, aby zmenil polohu tela, nakloní hlavu, okamžite začnú z vestibulárneho aparátu vychádzať impulzy, ktoré ovplyvňujú zmenu svalového tonusu, to znamená napätie určitých svalových skupín.

Z toho môžeme vyvodiť dôležitý záver, že telo strelca pri príprave na streľbu zažije oveľa menší rozsah kmitov pri normálnej polohe hlavy, bez nakláňania na jednu alebo druhú stranu. V tomto prípade bude prah na rozlíšenie sklonu tela, "citlivosť" vestibulárneho aparátu najväčší.

Význam vestibulárneho aparátu pri zabezpečovaní stability jednej alebo druhej polohy pri streľbe je veľmi veľký. Čím je orgán rovnováhy vyvinutý a trénovaný, tým lepší je jeho vzťah k práci kostrového svalstva, zameranej na udržanie nezmeneného držania tela. Pri tejto príležitosti prof. A.N. Krestovnikov napísal ("Fyziológia človeka". Editoval A.N. Krestovnikov. FiS, 1954):

"Okrem týchto údajov, ktoré ukazujú vysoký stupeň stability vestibulárneho aparátu u predstaviteľov krasokorčuľovania, možno poukázať na vysokú mieru presnosti ich streľby (Kasyanov), ktorá je spojená s vysokou statickou stabilitou. N.A. Panin bol nielen majstrom sveta v krasokorčuľovaní, ale aj skvelým strelcom."

Reflexy držania tela sa uskutočňujú s podráždením svalov a šliach krku, ako aj kožných receptorov na krku, tzv. krčné-šľachové tonické držanie tela reflexy.

Z uvedeného si strelec musí vyvodiť aj príslušný záver: pri príprave na streľbu by sa nemalo nadmerne naťahovať hlavu k zameriavaču, zakláňať hlavu dozadu, s veľkou námahou tlačiť lícom na pažbu pušky, že je nadmerne namáhať svaly krku a ich šliach, aby nedošlo k silnému podráždeniu receptorov v nich umiestnených a v súvislosti s tým k vzniku prúdu impulzov, ktoré povedú k reflexnému prerozdeleniu tonus kostrových svalov a zvýšenie oscilácií, kývanie tela.

Treba tiež pamätať na to, že pri udržiavaní rovnováhy a nemennosti držania tela sú mimoriadne dôležité impulzy vychádzajúce zo svalov a šliach, keď sú natiahnuté (pozri obr. 80); Nepretržitou signalizáciou polohy tela v priestore majú svaly, šľachy a kĺby obrovský vplyv na prerozdelenie svalového tonusu, a teda výrazne ovplyvňujú mieru kývania tela. Preto pri výbere jednej alebo druhej verzie prípravku pre seba by ste sa mali snažiť zabezpečiť, aby sa fixácia pohyblivých častí tela, ako aj držanie celého tela v jednej alebo druhej polohe, dosiahlo čo najmenej zapojenie aktívneho svalového aparátu do práce. To sa dá dosiahnuť, ak svaly fixujú kĺby tak, že kosti spočívajú na sebe a sú fixované najmä vďaka väzivovému aparátu (pozri nižšie).

Pri menšom počte intenzívne fungujúcich svalových skupín pri príprave sa zabráni aj nadmernému prúdeniu zmyslových a motorických nervových vzruchov, čím sa zlepšia predpoklady pre držanie tela v nezmenenej polohe, s najmenším rozsahom kmitov.

Na záver sa zastavíme ešte pri jednej možnej metóde zníženia mimovoľných vibrácií tela pri výrobe, ktorú využívajú niektorí strelci. vyššia trieda ktorí dosiahli veľmi vysoký stupeň výcvik v riadení ich motorického aparátu. Táto technika je založená na vedomom zásahu do priebehu mimovoľných motorických reakcií, ktorých možnosť je dobre známa. Takže napríklad osoba pravidelne žmurká bez toho, aby si to všimla; takýto mimovoľný pohyb viečka sa zvyčajne robí nevedome, automaticky. Avšak v každom okamihu môže človek vziať vykonanie tohto pohybu pod kontrolu vedomia a zároveň sa to stane ľubovoľným: môžete zavrieť oči alebo, naopak, zámerne nežmurkať. Dýchacie cykly prebiehajú nedobrovoľne, ale v každom okamihu môže človek vedome zadržať dych, nie dýchať. Telo na prudký bolestivý podnet reaguje mimovoľným pohybom, avšak pri očakávaní takéhoto opakovaného bolestivého podnetu sa človek dokáže prinútiť reagovať naň oveľa slabšie. Počas státia sa telo pod pôsobením a reakciou svalov neustále nedobrovoľne kýve; ale ak je to žiaduce, prevzatím takého pohybu pod kontrolu vedomia je možné ho do určitej miery ovládať. Túto funkciu využívajú niektorí poprední strelci na zníženie mimovoľných vibrácií svojho tela zbraňou pri streľbe.

Zmenšenie rozsahu mimovoľných telesných vibrácií v dôsledku určitého splatenia ich ľubovoľného aktívneho odporu je možné jemne diferencovaným, s najvyššou presnosťou ovládania motorického aparátu, založeného na vysoko vyvinutom svalovom zmysle, kedy strelec cíti každý pohyb svojho tela. a pohybom zbrane. Samozrejme, takýto spôsob ovládania motorického aparátu je možný pri veľmi vysokej trénovanosti športovca a vyvinutej vysokej citlivosti rôznych analyzátorov. Predčasné pokusy o použitie tejto metódy nedostatočne trénovanými strelcami spravidla vedú k opačným výsledkom v dôsledku náhodného začlenenia svalov a vzniku pocitu všeobecnej stuhnutosti pohybov. Za každých okolností však treba pamätať na to, že vysoko vyvinutý svalový zmysel je vždy dobrým pomocníkom pri dosahovaní čo najväčšej nehybnosti systému „telo strelca – zbraň“. Preto sa treba všemožne snažiť rozvinúť ho tak, aby pri príprave nevznikali oddelené nadmerne napäté svalové skupiny a nevznikali pri tomto prepätí silné dostredivé impulzy, ktoré môžu takpovediac viac utopiť. slabé signály v nadväznosti na iné, menej napäté svaly, čo do istej miery skresľuje „informácie“, ktoré sa dostávajú do mozgovej kôry z motorického analyzátora, a v konečnom dôsledku negatívne ovplyvňuje stabilitu tela pri príprave na streľbu.

Negatívny vplyv záklonu hlavy, napätia svalov a šliach krku, prepätia jednotlivých skupín kostrového svalstva sa prejavuje nielen v redistribúcii svalového tonusu, čím sa zvyšuje kolísanie celého systému; mohutné prúdy dostredivých impulzov, ktoré v tomto prípade vznikajú nepretržite a dlhodobo idúce z receptorov do centrálneho nervového systému, vedú k silnej a pomerne rýchlej únave ako motorických nervových centier, tak aj svalového aparátu strelca, ktorý sa zle odzrkadľuje v kvalite streľby, najmä ako „štandardy , ktorých vyhotovenie trvá dlho. Preto by sa strelec mal snažiť o vytvorenie čo najpriaznivejších podmienok pre fungovanie pohonného aparátu bez jeho preťažovania nadmerne dlhou statickou prácou pri výrobe každého výstrelu.

Sú to všeobecné, elementárne informácie o pohybovom aparáte, bez ktorých je však na súčasnej úrovni rozvoja streleckého športu veľmi ťažké, ak nie nemožné, správne vyriešiť. praktické záležitosti spojené s výberom správnej a perspektívnej výrobnej možnosti pre seba. Samozrejme, vyššie uvedený materiál o pohybovom aparáte človeka je veľmi stručný. Preto je veľmi žiaduce, aby sa strelec neobmedzoval na vyššie uvedené, ale odkázal na špeciálne učebnice anatómie a fyziológie človeka.

Presnosť motorických akcií má dve odrody: cieľovú presnosť a presnosť reprodukcie daného vonkajšieho vzoru pohybov (napríklad pri vykonávaní „školy“ v krasokorčuľovaní). Presnosť terča sa odhaduje odchýlkou ​​bodu dopadu od stredu terča (napríklad pri streľbe) alebo pomerom počtu úspešne vykonaných pohybových akcií k ich celkový počet(štrajk v boxe a športové hry, hádzanie v zápasení, prihrávky a prijímanie lopty atď.).

Estetika sa hodnotí podľa blízkosti kinematiky (t. j. vonkajšieho obrazu pohybu) k estetickému ideálu, všeobecne akceptovanému alebo akceptovanému v danom športe (krasokorčuľovanie, rytmická gymnastika synchronizované plávanie atď.).

Plynulé pohyby sa považujú za pohodlné. Čím viac sa telo trasie pri chôdzi, behu a pod., tým je komfort nižší.

Čím vyššia je bezpečnosť, tým nižšie je riziko zranenia.

Zložitosť biomechanickej analýzy a jej prínos závisí od toho, do akej miery sa učiteľ snaží pochopiť techniku ​​a taktiku svojich študentov. Existujú systémovo-štrukturálne a funkčné prístupy k analýze motorickej aktivity.

Funkčný prístup nám umožňuje konštatovať určité nedokonalosti v technike a taktike. Napríklad na hodine telesnej výchovy môžete vidieť, že technika ťahania sa pre mnohých líši od referenčnej odporúčanej v komplexe TRP. Ale ako to napraviť? Funkčný prístup na túto otázku neodpovedá. Na jeho transparente je napísané: zvládnuť proces riadenia bez toho, aby sa úplne odhalil jeho vnútorný charakter. Je jasné, že tento spôsob je nespoľahlivý. Bez jasných odporúčaní na odstránenie nedostatkov v technike a taktike je učiteľ nútený konať náhodne.

Systémovo-štrukturálny prístup poskytuje konkrétnejšie odporúčania. Učiteľ, ktorý vo vyučovaní svojich žiakov uplatňuje systémovo-štrukturálny prístup, sa snaží pochopiť zloženie a štruktúru pohybovej činnosti, teda odpovedať na otázky, z akých prvkov pozostáva a ako sú navzájom prepojené. Okrem toho zisťujú vnútorné mechanizmy, t.j. snažia sa odpovedať na otázku, prečo sa pohybové úkony vykonávajú práve takto a nie inak. Najpoužívanejšou technikou systémovo-štrukturálneho prístupu je určité pravidlá rozdelenie motorickej akcie na časti („fázy“) (pozri obr. 2). Kapitola 6 pojednáva o týchto pravidlách.

Funkčné a systémovo-štrukturálne prístupy k analýze a zlepšovaniu pohybovej aktivity sa navzájom dopĺňajú. Pomocou systémovo-štrukturálneho prístupu učiteľ vykonáva analýzu od komplexnej po jednoduchú. Prvky motorickej aktivity, ktoré sú na spodnej priečke hierarchického rebríčka, zostávajú neodhalené, nie sú podrobné a sú už posudzované z hľadiska funkčného prístupu. Úroveň, na ktorej sa systémovo-štrukturálny prístup zmení na funkčný, závisí od riešených úloh.

Napríklad pri taktickom tréningu sa motorické akcie (technické prvky) považujú za „nedeliteľné tehly“, ktoré tvoria motorickú aktivitu. A počas technického tréningu sa podrobne študuje interakcia svalov, kostí, kĺbovo-väzivového aparátu. Ale vo vzťahu k jednotlivým prvkom motorického aparátu sa uplatňuje funkčný prístup: zvyčajne sa neuvažuje o ich štruktúre a fungovaní na molekulárnej úrovni.

V modernej biomechanike sa harmonicky prelínajú myšlienky a metódy na optimalizáciu pohybovej činnosti, funkčné a systémovo-štrukturálne prístupy, automatizované ovládanie technického a taktického majstrovstva.

Ryža. 6. Krížovka.

Vodorovne. 1. Zakladateľ národnej biomechanickej školy. 2. Náuka o pohybových schopnostiach a pohybovej činnosti ľudí a zvierat. 3. Kritérium optimálnosti.

Vertikálne. 1. Spôsob prepojenia medzi prvkami systému. 2. Časť biomechaniky, ktorá študuje vonkajší obraz pohybov. 3. Kritérium optimálnosti.

stvom, simulácia techniky a taktiky na elektronických počítačoch. Hlavná vec je však myšlienka a práca výskumníka, ktorý rozumie zákonitostiam pohybov, a učiteľa, ktorý tieto úspechy využíva vo vzdelávacích a tréningových procesoch.

Kontrolné otázky

1. Čo študuje biomechanika?

2. Aké sú hlavné sekcie biomechaniky?

3. Aké sú rozdiely medzi pojmami ako „pohyb“, „motorická činnosť“ a „motorická aktivita“?

4. Uveďte hlavné fázy biomechanickej analýzy.

5. Čo je optimalizácia motorickej aktivity?

6. Aké kritériá optimality pohybovej aktivity poznáte?

7. Aký je hlavný rozdiel medzi funkčným prístupom a systémovo-štrukturálnym?

8. Aká je topografia pracujúcich svalov?

9. Uveďte príklady situácií z praxe telesnej a športovej výchovy, kedy je potrebné biomechanické zdôvodnenie:

a) techniky motorických akcií; b) taktika motorickej činnosti.

10. Vyriešte krížovku (obr. 6).

Kapitola 2

Veda o mechanike je taká ušľachtilá a užitočnejšia ako všetky ostatné vedy, pretože, ako sa ukazuje, všetky živé bytosti, ktoré majú schopnosť pohybu, konajú podľa jej zákonov.

Leonardo da Vinci

Poznaj sám seba!

Ľudský motorický aparát je samohybný mechanizmus pozostávajúci zo 600 svalov, 200 kostí, niekoľko stoviek šliach. Tieto čísla sú približné, pretože niektoré kosti (napríklad kosti chrbtica, hrudník) sú navzájom zrastené a mnohé svaly majú niekoľko hláv (napríklad biceps ramena, štvorhlavý stehenný sval) alebo sú rozdelené do mnohých zväzkov (deltový sval, veľký prsný sval, priamy brušný sval, široký chrbtový sval a mnohé ďalšie). Predpokladá sa, že ľudská motorická aktivita je v zložitosti porovnateľná s ľudský mozog- najdokonalejší výtvor prírody. A tak ako štúdium mozgu začína štúdiom jeho prvkov (neurónov), tak aj v biomechanike sa v prvom rade skúmajú vlastnosti prvkov motorického aparátu.

Motorový aparát pozostáva z článkov. Spoj je časť tela umiestnená medzi dvoma susednými kĺbmi alebo medzi kĺbom a distálny koniec. Napríklad články tela sú: ruka, predlaktie, rameno, hlava atď.

Geometria hmôt ľudského tela

Geometria hmôt je rozloženie hmôt medzi článkami tela a vo vnútri článkov. Geometria hmoty je kvantitatívne opísaná hmotovo-inerciálnymi charakteristikami. Najdôležitejšie z nich sú hmotnosť, polomer zotrvačnosti, moment zotrvačnosti a súradnice ťažiska.

Hmotnosť (t) je množstvo látky (v kilogramoch) obsiahnutej v tele alebo jednotlivom článku.

Hmotnosť je zároveň kvantitatívnou mierou zotrvačnosti telesa vzhľadom na silu, ktorá naň pôsobí. Ako väčšiu váhu, čím je telo inertnejšie a tým ťažšie je dostať ho z pokoja alebo zmeniť jeho pohyb.

Hmotnosť určuje gravitačné vlastnosti telesa. Telesná hmotnosť (v Newtonoch) P = m-(g, kde g = 9,8 -? - zrýchlenie voľne padajúceho telesa.

Hmotnosť charakterizuje zotrvačnosť telesa pri pohyb vpred. Pri rotácii nezávisí zotrvačnosť len od hmotnosti, ale aj od toho, ako je rozložená vzhľadom na os rotácie. Čím väčšia je vzdialenosť od spojenia k osi rotácie, tým väčší je príspevok tohto spojenia k zotrvačnosti telesa. Kvantitatívna miera zotrvačnosti telesa pri rotačný pohyb je moment zotrvačnosti:

kde /?W je polomer zotrvačnosti - priemerná vzdialenosť od osi otáčania (napríklad od osi kĺbu) k hmotným bodom telesa.

Ťažisko je bod, v ktorom sa pretínajú akčné línie všetkých síl, čo vedie teleso k translačnému pohybu a nespôsobuje rotáciu telesa. V gravitačnom poli (pri pôsobení gravitácie) sa ťažisko zhoduje s ťažiskom. Ťažisko je bod, na ktorý pôsobí výslednica gravitačných síl všetkých častí tela. pozícia spoločné centrum telesná hmotnosť je určená tým, kde sa nachádzajú ťažiská jednotlivých článkov. A to závisí od držania tela, teda od toho, ako sú časti tela umiestnené voči sebe v priestore.

V ľudskom tele je asi 70 článkov. Ale tak Detailný popis hmotnostná geometria sa najčastejšie nevyžaduje. Vyriešiť väčšinu praktické úlohy postačuje 15-článkový model ľudského tela (obr. 7). Je jasné, že v 15-článkovom modeli sa niektoré odkazy skladajú z niekoľkých elementárnych prepojení. Preto je správnejšie nazývať takéto zväčšené odkazy segmentmi.

Čísla na obr. 7 platia pre „priemerného človeka“, sú získané spriemerovaním výsledkov štúdie mnohých ľudí. Individuálne vlastnosti človeka a predovšetkým hmotnosť a dĺžka tela ovplyvňujú geometriu hmôt.

Ryža. 7. 15-článkový model ľudského tela:

vpravo - spôsob rozdelenia tela na segmenty a hmotnosť každého segmentu (v % telesnej hmotnosti)!; vľavo - umiestnenie ťažísk segmentov (v % dĺžky segmentu) - viď. tab. 1 (podľa V. M. Zatsiorského, A. S. Aruina, V. N. Selujanova)

V. N. Seluyanov zistil, že hmotnosti segmentov tela možno určiť pomocou nasledujúcej rovnice: m atď.; m je hmotnosť celého tela (kg); H - dĺžka tela (cm); B0, B1, B2 - koeficienty regresnej rovnice, sú rôzne pre rôzne segmenty (tabuľka 1).

Poznámka. Hodnoty koeficientov sú zaokrúhlené a správne pre dospelého muža.

Aby sme pochopili, ako používať tabuľku 1 a ďalšie podobné tabuľky (umiestnené v referenčných materiáloch našej webovej stránky), vypočítame napríklad hmotnosť ruky osoby, ktorej telesná hmotnosť je 60 kg a dĺžka tela je 170 cm. .

Hmotnosť kefy \u003d -0,12 + 0,004X60 + 0,002 XI70 \u003d 0,46 kg. Vedieť, aké sú hmotnosti a momenty zotrvačnosti článkov tela a kde

Tabuľka (umiestnená v referenčných materiáloch našej stránky) 1

Koeficienty rovnice na výpočet hmotnosti segmentov tela podľa hmotnosti (m) a dĺžky (L) tela sú umiestnené podľa ich ťažísk, možno vyriešiť veľa dôležitých praktických problémov. Počítajúc do toho:

Určte veľkosť pohybu rovnajúcu sa súčinu hmotnosti telesa a jeho lineárnej rýchlosti (m-v);

Určte kinetický moment rovný súčinu momentu zotrvačnosti telesa a uhlovej rýchlosti (/co); v tomto prípade je potrebné vziať do úvahy, že hodnoty momentu zotrvačnosti vzhľadom na rôzne osi nie sú rovnaké;

Posúďte, či je ľahké alebo ťažké ovládať rýchlosť telesa alebo samostatného spojenia;

Určte stupeň stability tela atď.

Z tohto vzorca je zrejmé, že pri rotačnom pohybe okolo tej istej osi zotrvačnosť ľudského tela závisí nielen od hmotnosti, ale aj od držania tela. Vezmime si príklad.

Na obr. 8 znázorňuje korčuliara pri rotácii. Na obr. 8, A športovec sa rýchlo otáča a robí asi 10 otáčok za sekundu. V polohe znázornenej na obr. 8b sa rotácia prudko spomalí a potom sa zastaví. Je to preto, že korčuliar pohybom rúk do strán robí svoje telo zotrvačnejším: hoci hmotnosť (od) zostáva rovnaká, polomer zotrvačnosti (#In) sa zväčšuje a následne aj moment zotrvačnosti.

Ryža. 8. Pomalé otáčanie pri zmene polohy:

L - menšie; B - veľká hodnota polomeru zotrvačnosti a momentu zotrvačnosti, ktorá je úmerná druhej mocnine polomeru zotrvačnosti (/=mR2w)

Ďalšou ilustráciou toho, čo bolo povedané, môže byť komická úloha: čo je ťažšie (presnejšie, inertnejšie) - kilogram železa alebo kilogram vaty? Pri translačnom pohybe je ich zotrvačnosť rovnaká. Krúživým pohybom je pohyb bavlny náročnejší. jej hmotné bodyďalej od osi rotácie, a preto je moment zotrvačnosti oveľa väčší.

Spojenie tela ako páky a kyvadla

Biomechanické prepojenia sú akési páky a kyvadla.

Ako viete, páky sú prvého druhu (keď sily pôsobia na protiľahlé strany otočného bodu) a druhého druhu. Príklad páky druhého druhu je znázornený na obr. 9, L: gravitačná sila (F^) a protiľahlá sila svalového ťahu (; F2) pôsobia na jednu stranu otočného bodu, ktorý je v tomto prípade v lakťový kĺb. V ľudskom tele je veľa takýchto pák. Existujú však aj páky prvého druhu, napríklad hlava (obr. 9, B) a panva v hlavnom postoji.

Úloha: nájdite páku prvého druhu na obr. 9, A.

Páka je v rovnováhe, ak sú momenty protichodných síl rovnaké (pozri obr. 9, L):

G2 - ťažná sila bicepsového svalu ramena; /2 - krátke rameno páky, rovnajúce sa vzdialenosti od miesta pripevnenia tetivy k osi otáčania; a je uhol medzi smerom sily a kolmicou k pozdĺžna os predlaktie.

Pákové ústrojenstvo motorického aparátu dáva človeku možnosť vykonávať hody na diaľku, silné údery atď. Ale nič na svete nie je dané za nič. Získavame na rýchlosti a sile pohybu za cenu zvýšenia sily svalovej kontrakcie. Napríklad na premiestnenie bremena o hmotnosti 1 kg (t. s. s gravitačnou silou 10 N) ohnutím ramena v lakťovom kĺbe, ako je znázornené na obr. 9, A, biceps ramena by mal vyvinúť silu 100-200 N.

„Výmena“ sily za rýchlosť je tým výraznejšia, čím väčší je pomer ramien páky. Ilustrujme si tento dôležitý bod na príklade z veslovania (obr. 10). Všetky body telesa vesla pohybujúce sa okolo osi majú rovnakú uhlovú rýchlosť co = -. Ale ich lineárne rýchlosti nie sú rovnaké. Lineárna rýchlosť (u) je tým väčšia, čím väčší je polomer otáčania (r): v = o)-r. Preto, aby ste zvýšili rýchlosť, musíte zväčšiť polomer otáčania. Potom však budete musieť zvýšiť silu pôsobiacu na veslo o rovnakú hodnotu. Preto dlhé veslo

Ryža. 10. Pri rovnakom uhlovom posune (φ) a uhlovej rýchlosti je trajektória (znázornená bodkovanou čiarou) tým dlhšia, sila pôsobiaca na veslo (znázornená šípkami) je tým väčšia a rýchlosť linky V ~ (i> r čím vyššie, tým väčší je polomer otáčania (r), veslovanie je náročnejšie ako krátke, ťažšie je hodiť ťažký predmet na veľkú vzdialenosť ako na blízko atď. Vedel o tom aj Archimedes, ktorý viedol obranu Syrakúz pred Rimanmi a vynašiel pákové zariadenia na hádzanie kameňov.

Ruky a nohy človeka môžu robiť oscilačné pohyby. Vďaka tomu naše končatiny vyzerajú ako kyvadla. Najnižšie náklady na energiu na pohyb končatín vznikajú, keď je frekvencia pohybov o 20-30% vyššia ako frekvencia prirodzených vibrácií ruky alebo nohy:

Ryža. 9. Príklady pák ľudského tela:

1 - predlaktie-páka druhého druhu; B - hlavová páka prvého druhu

Týchto 20 – 30 % sa vysvetľuje skutočnosťou, že noha nie je jednočlánkový valec, ale pozostáva z troch segmentov (stehno, predkolenie a chodidlo). Pozor: vlastná frekvencia kmitania nezávisí od hmotnosti kyvného telesa, ale klesá s rastúcou dĺžkou kyvadla.

Tým, že frekvencia krokov alebo zdvihov pri chôdzi, behu, plávaní a pod. bude rezonančná (teda blízko vlastnej frekvencii kmitov ruky alebo nohy), je možné minimalizovať náklady na energiu.

Zistilo sa, že pri najhospodárnejšej kombinácii frekvencie a dĺžky krokov alebo ťahov človek preukazuje výrazne zvýšený fyzický výkon. Je užitočné vziať to do úvahy nielen pri výcviku športovcov, ale aj pri vedení hodín telesnej výchovy v školách a zdravotných skupinách.

Zvedavý čitateľ sa môže opýtať: čo vysvetľuje vysokú účinnosť pohybov vykonávaných na rezonančnej frekvencii? Oscilačné pohyby horných a dolných končatín sú totiž sprevádzané rekuperáciou mechanickej energie (z lat. recuperatio – opätovné prijímanie alebo opätovné použitie). Najjednoduchšou formou rekuperácie je prechod potenciálnej energie na kinetickú, potom späť na potenciálnu atď. (obr. 11). Pri rezonančnej frekvencii pohybov sa takéto transformácie uskutočňujú s minimálnymi stratami energie. To znamená, že metabolická energia, ktorá sa raz vytvorila vo svalových bunkách a premenila sa na mechanickú energiu, sa využíva opakovane - v tomto cykle pohybov aj v nasledujúcich. A ak áno, potom klesá potreba prílevu metabolickej energie.

Ryža. 11. Jedna z možností rekuperácie energie pri cyklických pohyboch: potenciálna energia tela (plná čiara) sa mení na kinetickú energiu (bodkovaná čiara), ktorá sa opäť premieňa na potenciálnu a prispieva k prechodu tela gymnastky do horná poloha; čísla na grafe zodpovedajú očíslovaným pózam športovca

Vďaka rekuperácii energie vykonávanie cyklických pohybov v tempe blízkom rezonančnej frekvencii vibrácií končatín - efektívna metóda zachovanie a akumulácia energie. Rezonančné vibrácie prispievajú ku koncentrácii energie a vo svete neživej prírody sú niekedy nebezpečné. Známe sú napríklad prípady zničenia mosta, keď po ňom išla vojenská jednotka, ktorá jednoznačne odbila schod. Preto má ísť most zo schodov.

Mechanické vlastnosti kostí a kĺbov

Mechanické vlastnosti kostí sú určené ich rôznymi funkciami; okrem motora plnia ochranné a podporné funkcie.

Chránia kosti lebky, hrudníka a panvy vnútorné orgány. Nosnú funkciu kostí plnia kosti končatín a chrbtice.

Kosti nôh a rúk sú podlhovasté a rúrkovité. Rúrková štruktúra kostí poskytuje odolnosť voči značnému zaťaženiu a súčasne znižuje ich hmotnosť 2-2,5 krát a výrazne znižuje momenty zotrvačnosti.

Existujú štyri typy mechanického pôsobenia na kosť: napätie, stlačenie, ohyb a krútenie.

Pri ťahovej pozdĺžnej sile odoláva kosť namáhaniu 150 N/mm2. To je 30-krát viac ako tlak, ktorý zničí tehlu. Zistilo sa, že pevnosť v ťahu kosti je vyššia ako pevnosť dubu a je takmer rovnaká ako pevnosť liatiny.

Pri stlačení je pevnosť kostí ešte vyššia. Takže najmasívnejšia kosť, veľká kosť, vydrží hmotnosť 27 ľudí. Maximálna kompresná sila je 16000-18000 N.

Pri ohýbaní ľudské kosti tiež vydržia značné zaťaženie. Napríklad sila 12 000 N (1,2 tony) nestačí na zlomenie stehennej kosti. Tento typ deformácie je bežný u Každodenný život a v športovej praxi. Napríklad segmenty Horná končatina sa deformujú ohýbaním pri držaní „krížovej“ polohy v závese na krúžkoch.

Pri pohybe sa kosti nielen naťahujú, stláčajú a ohýbajú, ale aj krútia. Napríklad, keď človek kráča, torzné momenty môžu dosiahnuť 15 Nm. Táto hodnota je niekoľkonásobne menšia ako konečná pevnosť kostí. Na zničenie napr. holennej kosti moment krútiacej sily by mal dosiahnuť 30-140 Nm“.

Prípustné mechanické zaťaženie je obzvlášť vysoké u športovcov, pretože pravidelný tréning vedie k hypertrofii pracovnej kosti. Je známe, že u vzpieračov sa zahusťujú kosti nôh a chrbtice, u futbalistov - vonkajšia časť metatarzu, u tenistov - kosti predlaktia atď.

Mechanické vlastnosti spojov závisia od ich štruktúry. Kĺbový povrch je zmáčaný synoviálnou tekutinou, ktorá sa rovnako ako v kapsule ukladá kĺbové vrecko. Synoviálna tekutina znižuje koeficient trenia v kĺbe asi 20-krát. Zarážajúca je povaha pôsobenia „vytláčacieho“ maziva, ktoré pri znížení zaťaženia kĺbu absorbujú hubovité útvary kĺbu a pri zvýšenom zaťažení sa vytlačí, aby zmáčal kĺb. povrchu spoja a znižujú koeficient trenia.

Veľkosť síl pôsobiacich na kĺbové plochy je skutočne obrovská a závisí od typu aktivity a jej intenzity (tabuľka 2).

Poznámka. Ešte vyššie sily pôsobiace na kolenný kĺb; pri telesnej hmotnosti 90 kg dosahujú: pri chôdzi 7000 N, pri behu 20 000 N.

1 Informácie o veľkostiach síl a momentoch síl vedúcich k deformácii kosti sú približné a čísla sú zjavne podhodnotené, pretože boli získané hlavne na kadaveróznom materiáli. Svedčia však aj o mnohonásobnom rozpätí bezpečnosti ľudskej kostry. V niektorých krajinách sa praktizuje intravitálne stanovenie sily kostí. Takýto výskum je dobre platený, ale vedie k zraneniu alebo smrti testujúcich, a preto je nehumánny. 26