Различают внешнее силовое поле как совокупность всех внешних для человека сил и внутреннее — как совокупность внутренних сил.
Внешнее силовое поле проявляется как силы сопротивления. Их работа отрицательная; для ее преодоления затрачивается энергия движения и напряжения мышц человека. Различают рабочие и вредные сопротивления.
Преодоление рабочих сопротивлений составляет главную задачу движений человека (например, в преодолении веса штанги и заключается цель движений со штангой).
Вредные сопротивления поглощают полезную работу; они в принципе неустранимы (например, силы трения лыж по снегу).
Внешние силы используются человеком в его движениях и как движущие. Для совершения необходимой работы, для преодоления человеком сил сопротивления могут использоваться вес, упругие силы, инерционные и др. Внешние силы являются в этом случае «даровыми» источниками энергии, поскольку человек расходует меньше внутренних запасов энергии мышц.
Человек преодолевает силы сопротивления мышечными силами и соответствующими внешними и совершает как бы две части работы:
а) работу, направленную на преодоление всех сопротивлений (л рабочих и вредных), и б) работу, направленную на сообщение ускорений своим органам движения и перемещаемым внешним объектам.
В биомеханике сила действия человека — это сила воздействия на внешнее физическое окружение, передаваемого через рабочие точки тела человека.
Рабочие точки, соприкасаясь с внешними телами, передают движение (количество движения, а также кинетический момент) и кинетическую энергию (поступательного и вращательного движения) внешним телам. Сила действия человека может быть статической, если она уравновешена внешними силами, и динамической, если она вызывает соответствующие ускорения (положительные, отрицательные, тангенциальные, нормальные).
Задача движений, относящихся к спортивной технике, в самом общем виде заключается в уменьшении действия вредных сопротивлений и увеличении эффективности силы действия человека с наилучшим использованием движущих сил — активных мышечных тяг и особенно сил, имеющих иные источники.
К числу тормозящих сил, входящих в сопротивления, относятся все внешние и внутренние силы, в том числе и мышечные. Какие из сил будут играть роль вредных сопротивлений, зависит от условий конкретного упражнения. Только реактивные силы — силы опорной реакции и трения — не могут быть движущими силами: они всегда остаются сопротивлениями — как вредными, так и рабочими.
Эффективность приложения сил в механике определяют по коэффиценту полезного действия (к. п. д.): отношению работы по преодолению рабочих сопротивлений к работе движущихсил. Чем больше к. п. д., тем эффективнее движение.
При энергетических расчетах для оценки роли силы определяют мощность силы, характеризующую важную сторону ее эффекта — быстроту выполнения работы.
Мощность силы — это мера быстроты приращения работы силы. Мощность силы определяется как отношение выполненной работы к затраченному на эту работу времени:
N=A/Dt, где N — мощность; F — сила, совершающая работу; Ds — элементарный путь; Dt— время, затраченное на преодоление пути Ds .
Внутреннее силовое поле включает и движущие силы и сопротивления (как рабочие, так и вредные). В движениях человека движущие силы имеются не всегда (их может не быть в движениях по инерции), а тормозящие — всегда. В связи с тем что все движения в суставах характеризуются криволинейными траекториями, во всех случаях приложены отклоняющие (центростремительные) силы. От соотношения всех названных сил зависят ускорения звеньев.
Как уже указывалось, движений человека без ускорений в принципе не бывает. Следовательно, во всех движениях возникают силы инерции, направление которых противоположно направлению ускорений. Силы инерции внешних тел относятся к внешним силам; силы инерции, вызываемые взаимодействием частей тела человека,— к внутренним. Чрезвычайное обилие сил инерции (реальных — ньютоновых) очень усложняет управление движениями и, конечно, их анализ. При рассмотрении составного движения кинематических цепей необходимо учитывать также многочисленные переносные и поворотные силы инерции, возникающие в кинематических цепях. Следует постоянно помнить о вращательном характере движений: момент даже постоянной силы с изменением угла ее приложения изменяется.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 428;