Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии) - Иваницкий М. Ф. 2008

Частная динамическая морфология
Анатомическая характеристика вращательных движений тела. Предварительные замечания

Вращательные движения тела могут происходить как вокруг абстрактных (вертикальной, фронтальной и сагиттальной), так и вокруг материальных (перекладина) осей вращения. К вращательным движениям вокруг материальной оси можно отнести большой оборот в гимнастике, вокруг абстрактной оси — сальто, пируэты, кувырки, различные перевороты и др. Вращательные движения наиболее часто встречаются в гимнастике, фигурном катании на коньках, прыжках в воду и в других видах спорта.

Для выполнения вращательного движения действующая сила должна быть направлена не параллельно оси вращения и не в ОЦТ тела, а на некотором расстоянии от него, создавая момент вращения, который равен произведению величины силы на плечо ее действия (кратчайшее расстояние от оси вращения до точки ПРИЛОЖЕНИЯ силы). Чем больше момент вращения, тем большее ускорение сообщается телу, поэтому чем дальше точка приложения силы от оси вращения, тем эффективнее ее действие.

Как известно, каждое тело имеет инерцию, в связи с чем для выведения его из состояния покоя или для изменения направления его движения необходимо приложить к телу определенную силу. Сила, изменяющая положение или движение тела, встречает своему действию. Такое сопротивление при поступательных движениях прямо пропорционально массе тела, а при вращательных — моменту инерции тела.

Моментом инерции тела в отношении какой-либо определенной оси вращения является величина, характеризующая то сопротивление, которое само тело оказывает силе, стремящейся вращать его около этой оси. Радиусом инерции в отношении оси вращения называется расстояние от нее до точки, в которой как бы сосредоточена вся масса тела. При вращательных движениях момент инерции и момент вращения приложенной к телу силы имеют значения, аналогичные тем, какие при поступательных движениях имеют масса тела и действующая на эту массу сила. Таким образом, момент инерции вращающейся материальной точки прямо пропорционален ее массе и квадрату радиуса: М=mr², где М — момент инерции точки, m — масса тела, r — радиус. Момент инерции всего тела можно представить суммой моментов инерции всех точек тела — У/nr². Моменты инерции разных точек тела неодинаковы и зависят от расположения точки по отношению коси вращения: чем дальше точка (часть тела) удалена от оси вращения, тем больше она сопротивляется движению.

Момент инерции всего тела по отношению к продольной оси в стойке «смирно» равняется примерно 1,2 кг/м²; в стойке на одной ноге в гимнастическом положении «ласточка» — 8 кг/м^! по отношению к вертикальной оси. Для человека, находящегося в положении лежа, этот момент равен по отношению к вертикальной оси, проходящей через его ОЦТ тела, — 17 кг/м².

При выполнении тех или иных упражнений вращательного характера стараются изменять момент инерции всего тела или его звена. Так, при выполнении пируэта, приближая конечности к продольной оси тела, можно уменьшить момент инерции всего тела приблизительно в 7 раз, при выполнении сальто — в 3 раза.

Если момент инерции уменьшается в 3 раза, то во столько же раз увеличивается угловая скорость, и наоборот (тело ускоряет вращение или замедляет его). В качестве примера вращательных движений тела можно рассмотреть сальто назад с места.

Сальто назад с места

Это сложное ациклическое вращательное движение, которое заключается в отталкивании тела от опорной поверхности, полете тела с вращением вокруг свободной оси и последующим приземлении.

Все движения при выполнении сальто можно разделить на 4 фазы: первая — подготовительная, вторая — отталкивание, третья — полет, четвертая — приземление. В свою очередь, в полете выделяют взлет, группировку, вращение и выпрямление тела. Описываемый иногда при выполнении сальто рывок головой имеет своим началом движение, происходящее при отталкивании. Благодаря этому движению инерция массы головы используется для увеличения силы отталкивания. Таким образом, рывок головой—это не самостоятельное движение во время полета, а продолжение движения, начатого во время отталкивания. Данное объяснение логически вытекает из той общей предпосылки, согласно которой самостоятельное выполнение рывка головой во время полета должно было бы вызвать движение, противоположное тому, которое спортсмен стремится выполнить во время сальто.

Первая фаза — подготовительная. Начальным положением тела для выполнения сальто является положение полуприседа (как при прыжке в длину с места). В этой фазе происходит разгибание в голеностопном суставе, сгибание в коленном и тазобедренном суставах, а также сгибание туловища. Руки несколько согнуты в локтевом и разогнуты в плечевом суставе.

Поскольку положение звеньев нижней конечности и туловища обусловлено в основном действием силы тяжести, то работающими мышцами являются антагонисты тех мышц, которые соответствуют движениям в суставах: сгибатели стопы, разгибатели голени и разгибатели бедра. Выполняя вначале уступающую, а затем удерживающую работу, они находятся в растянутом состоянии, что способствует возникновению в них сил упругой деформации, подготавливающих эти Мышцы к преодолевающей работе во второй фазе.

Вторая фаза — фаза отталкивания. В этой фазе в голеностопном суставе и суставах стопы происходит подошвенное сгибание. Его выполняют мышцы подошвенной поверхности стопы, задней и латеральной групп мышц голени. Наибольшее значение имеют трехглавая мышца голени (особенно камбаловидная мышца), задняя большеберцовая, длинный сгибатель большого пальца стопы и длинный сгибатель пальцев, а также малоберцовые мышцы. Разгибание в коленном суставе выполняет четырехглавая мышца бедра, преимущественно ее бедренные головки (медиальная, латеральная и промежуточная широкие мышцы бедра). Разгибание в тазобедренном суставе производят мышцы, расположенные на его задней поверхности (большая ягодичная, задние части средней и малой ягодичных мышц), и отчасти мышцы задней и медиальной групп бедра (полусухожильная, полуперепончатая, двуглавая мышца бедра и большая приводящая).

В области верхней конечности работают мышцы, обеспечивающие сгибание предплечья и разгибание плеча, а на туловище - мышцы-разгибатели позвоночного столба (в основном мышца, выпрямляющая позвоночники поперечно-остистая).

Третья фаза — фаза полета. В этой фазе выполняется группировка и поворот тела, вокруг его поперечной оси. При группировке нижние конечности сгибаются в тазобедренных и коленных суставах, стопа разгибается, верхние конечности опускаются, а ГОЛОВА откидывается назад. В этих движениях участвуют антагонисты тех мышц, которые работали во второй фазе.

Разгибание стопы производит передняя группа мышц голени (передняя большеберцовая, длинный разгибатель большого пальца, длинный разгибатель пальцев); сгибание голени в коленном суставе

- задняя группа мышц бедра и отчасти мышцы голени (двуглавая мышца бедра, полусухожильная и полуперепончатая, тонкая, портняжная, икроножная, а также подколенная); сгибание бедра в тазобедренном суставе - подвздошно-поясничная мышца, прямая мышца бедра, портняжная, напрягатель широкой фасции и отчасти гребенчатая мышцы; опускание пояса верхней конечности и всей руки — нижняя часть трапециевидной, нижние зубцы передней зубчатой, малая грудная, подключичная, а также широчайшая мышца спины и большая грудная мышца. Одновременно происходит сгибание туловища в грудном и поясничном отделах.

Группировка уменьшает момент инерции тела, способствуя увеличению угловой скорости. В конце третьей фазы начинается выпрямление тела, увеличением момента инерции и уменьшением угловой скорости. Происходит разгибание в суставах нижней конечности (кроме голеностопного), опускание верхней конечности, а также выпрямление позвоночного столба. К группе мышц, разгибающих нижнюю конечность в коленном и тазобедренном суставах и сгибающих ее в голеностопном суставе, относятся мышцы подошвенной поверхности стопы, задняя и латеральная группы мышц голени, передняя группа мышц бедра и мышцы задней поверхности тазобедренного сустава. Опускание верхней конечности происходит преимущественно под влиянием силы тяжести.

Четвертая фаза - фаза приземления. В этой фазе полного разгибания в суставах нижней конечности не происходит, так как она используется в качестве рессорного аппарата для амортизации сотрясения тела. Амортизация достигается уступающей работой мышц, участвующих при выпрямлении тела. Не происходит также полного опускания верхней конечности и полного разгибания туловища. Эти отделы тела в значительной мере выполняют работу по балансированию тела, приводя его в такое положение, при котором траектория ОЦТ проходила бы в момент приземления внутри площади опоры; в ином случае произойдет падение.

Таким образом, при выполнении сальто назад требуется кратковременное, но очень энергичное сокращение мышц в момент отталкивания. Во время группировки тела, а также во время его выпрямления и приземления мышечная работа менее интенсивна.

Для успешного выполнения данного упражнения важна точная координация движений всего тела. Это возможно только в том случае, когда спортсмен хорошо чувствует свое тело, т. е. когда двигательный анализатор в результате систематической тренировки тонко воспринимает раздражения, получаемые с периферии, а в ответ на афферентные раздражения следуют точные и координированные импульсы к активной части опорно-двигательного аппарата — к мышцам.

Выполнять сальто тем легче, чем меньше момент инерции тела по отношению к поперечной оси, проходящей через его ОЦТ. Поэтому лицам с небольшой длиной тела выполнять сальто легче, чем тем, у кого та же масса, но больше рост. У высокорослых даже при максимальной группировке тела момент инерции остается сравнительно большим.

Так как выполнение сальто требует большого напряжения мышц, то оно обычно сопровождается задержкой дыхания. Однако она не оказывает заметного влияния на организм благодаря кратковременности движения. Кроме того, перед выполнением упражнения, т. е. непосредственно перед приседанием, спортсмен делает несколько глубоких вдохов и выдохов, а в момент отталкивания, сопровождаемого подниманием рук, Грудная Клетка расширяется и происходит вдох. Поэтому несколько задержанным оказывается выдох, который обычно выполняется уже после приземления. Фаза группировки благоприятна для выдоха, но спортсмен обычно не успевает ею воспользоваться для этой цели. Ввиду того что в фазах отталкивания и взлета туловище разгибается, а руки поднимаются вверх, вдох происходит не за счет опускания диафрагмы, а за счет расширения грудной Клетки подниманием ребер. Опусканию диафрагмы препятствует также растягивание мышц брюшного пресса при отталкивании и взлете.

Сальто назад с места способствует повышению прыгучести, координации и точности движений, является упражнением, тренирующим вестибулярный аппарат.

Динамическая морфология — один из важнейших разделов учебной и научной анатомии, выходящий за рамки интересов спорта. Искусство хореографии, балета и пантомимы требует от исполнителя совершенного владения телом. Оптимизация движений, повышение их выразительности нуждаются в теоретическом осмысливании с позиций динамической морфологии.

Работа у станка, на конвейере нередко складывается из специфических движений, повторяющихся в определенной последовательности и доведенных до автоматизма. Интенсификация и рационализация труда, забота о его безопасности требуют научного обоснования положений и движений тела работающего с динамической, морфологии и эргономики.

Разработка новой промышленной и бытовой техники предваряется обычно эргономическим анализом возможностей человека, а следовательно, также нуждается в их интерпретации с точки зрения динамической морфологии.

Спорт, искусство, трудовые процессы, повседневный быт сопряжены с комплексом не только естественных, но и нестандартных двигательных действий, совершенное владение которыми способствует понижению утомляемости, повышению уровня работоспособности человека. Грамотное владение своим телом возможно только при определенном объеме знаний в области динамической морфологии. Однако следует помнить, что не только Опорно-двигательный аппарат, но и весь организм с его системами регуляции и обеспечения испытывает влияние двигательной деятельности. Рассмотрению этих вопросов посвящен один из разделов современной морфологии — спортивная морфология.