Для кинезиологического анализа необходимо знать механические принципы и закономерности движений (биомеханика), анатомические и физиологические основы движения человека и особенно нервной-мышечной функции, а также принципы основных видов двигательной деятельности человека - прямостояние, сохранение равновесия, ходьба и пр. С учетом этого в настоящей главе коротко рассмотрены некоторые вопросы из соответствующих разделов кинезиологии, которые, на наш взгляд, наиболее существенны.
Сила. Сила является одним из основных понятий в механике. Первое представление о силе возникло из ощущения мышечного усилия, необходимого для перемещения какого-либо тела. Для проявления силы необходимо действие одного тела на другое, причем в результате этого действия может быть растяжение или компрессия. Сила проявляется не только когда тела находятся в непосредственном контакте одно с другим, но
также и на расстоянии, например, гравитационная сила тяготения, притяжение и отталкивание частиц с электрическим зарядом и пр.
Сила характеризуется величиной, линией действия, направлением и точкой приложения. Эти параметры относятся также к тем силам, которые действуют на скелетно-мышечную систему человека и приводят к одному или другому движению, обусловливают одну или другую позу. Вот почему при анализе двигательной деятельности человека необходимо установить не только действующие силы, но и их величину, линию действия, направление и точку приложения.
Силы обладают величиной и направлением и представляют собой векторные величины. В кинезиологии используют векторы - прямые линии с направлением действия данной силы и длиной, соответствующей (условно) ее величине, для изображения сил и установления их эффекта при различных диаграммах и подсчетах. При анализе действия сил имеют значение основные законы механики, сформулированные Ньютоном: закон инерции, закон ускорения и закон действия и противодействия.
Иллюстрацией к третьему закону Ньютона служит сохранение равновесия при стоянии прямо - поза. Она возможна только при наличии равной по величине и противоположной по направлению силы, исходящей из площади опоры, на которой стоит человек. Если эта противоположная сила невелика (тонкий лед, который может проломиться от тяжести тела, или очень мягкая почва), равновесие и прямое положение нарушаются.
Далее при своем воздействии на тело человека силы могут проявлять внутренний и внешний эффект. Внешний эффект данной силы заключается в стремлении изменить скорость тела или его равновесие. Внутренний эффект проявляется состоянием перенапряжения структур тела (костей, мышц, суставов, внутренних органов и пр.).
Центр тяжести и равновесие тел. Под действием сил гравитации каждое тело приобретает определенный вес. Точка, в которой концентрируется вся тяжесть тела, называется центром тяжести (центр гравитации) тела. В правильных телах с равномерно распределенной массой центр гравитации находится в геометрическом центре тела. Когда масса распределена ассиметрично, как, например, в отдельных частях тела (конечности), центр тяжести расположен ближе к большему и более тяжелому концу.
В отношении тела человека различаем общий центр тяжести (ОЦ) для всего тела и локальные, частные центры тяжести для его отдельных частей. ОЦ нормально развитого человека в анатомической позиции находится в области таза, на 4-5 см выше поперечной оси тазо-бедренных суставов, приблизительно на уровне второго крестцового позвонка. ОЦ человека может варьировать в зависимости от пола, возраста и индивидуального развития. У женщин он находится немного ниже вследствие большей массивности таза и сравнительно более коротких ног у детей ОЦ расположен выше из-за сравнительно больших головы и туловища.
ОЦ меняет свою локализацию при различном взаимном расположении частей тела при той или иной позе, которые человек занимает в ежедневном быту, при рабочих процессах, разнообразных движениях и т. д. В некоторых случаях ОЦ может быть расположен также вне пределов тела, например, в случае, когда стоящий прямо человек сильно наклонится вперед с вытянутыми руками.
Установление общего центра тяжести тела человека и частных центров его отдельных частей при различных положениях и позах и при различных движениях и видах деятельности весьма существенно. Эти данные, наряду с данными о тяжести отдельных частей тела, представляют собой основу биомеханической части кинезиологического анализа. Они имеют значение также при решении в каждом конкретном случае таких проблем, как равновесие, необходимая мышечная сила для поддержания определенной позы или совершения определенных движений, условия самой эффективной мышечной деятельности и пр. как в нормальных, так и в патологических условиях.
Местоположение ОЦ тела человека во многих случаях является решающим фактором его равновесия. Определению этого местоположения помогает нахождение линии гравитации. Этим понятием обозначают воображаемую вертикальную линию, проходящую через центр гравитации.
Тело находится в равновесии, когда все действующие на него силы взаимно уравновешиваются. Если тело лежит на данной поверхности, то оно будет в равновесии, когда его линия гравитации проходит через его опорную плоскость, т. е. в том случае, когда действующая на него сила гравитации будет уравновешена той же по величине, но направленной вверх силой площади опоры.
Если же линия гравитации выйдет за пределы площади опоры, то равновесие нарушается и тело падает (опрокидывается, передвигается). Так, коробка может быть перемещена к краю стола и сохраняться на столе до тех пор, пока линия гравитации все еще попадает в пределы площади опоры. Как только она выйдет за эти пределы, коробка упадет со стола.
Стабильность равновесия тела, лежащего на данной поверхности, определяется тремя факторами: а) величиной площади опоры, б) высотой центра тяжести от опорной поверхности и в) локализацией линии гравитации в отношении площади опоры. Чем больше площадь опоры чем ниже расположен центр тяжести и чем ближе к центру площади опоры, проходит линия гравитации, тем прочнее стабильность. Исходя из этих критериев при оценке стабильности равновесия человеческого тела, становится ясным, что прямое положение не предлагает большой стабильности с учетом, первых двух факторов. При стоянии площадь опоры сравнительно мала - она ограничивается между крайними опорными точками ступней на полу. С другой стороны, ОЦ расположен сравнительно высоко, выше половины всей высоты тела человека. Однако с точки зрения третьего критерия существуют самые благоприятные условия для сохранения стабильного равновесия. Человек располагает высокоусовершенствованным автоматическим нервно-мышечным механизмом, который весьма эффективен при поддержании линии гравитации постоянно в близости к центру площади опоры.
Следует подчеркнуть, что сохранение равновесия в прямом положении является трудной проблемой для такой сложной сегментарной структуры, какую представляет тело человека. Оно не может сравниваться с выпрямленным твердым предметом, так как отдельные части тела не расположены точно одна над другой по вертикальной линии и линия гравитации каждой части не всегда попадает в пределы площади опоры. Если к этому прибавить и движения (т. е. перемещение частей тела), совершаемые в ежедневии, то придем к выводу, что человек не может пассивно держаться прямо. Равновесие в прямом положении может сохраняться только благодаря сокращению одной или другой группы скелетных мышц. При сокращении мышечная сила противопоставляется действию гравитации и, таким образом, способствует сохранению благоприятного положения общего центра тяжести тела. В ряде случаев для сохранения равновесия в ежедневном быту и труде, при одних или других движениях, поднятии груза и др. требуется также участие различных компенсаторных движений. Например, если в одной руке мы несем какую-либо тяжесть, то тело наклоняется в обратную сторону, а противоположная рука отводится в сторону и пр.
Часть 2 | Часть 3 | Часть 4 | Часть 5 | Часть 6 | Часть 7 | Часть 8 | Часть 9 | Часть 10 | Часть 11