Передача скоростей в биокинематичесних цепях

В составных движениях биокинематических цепей скорости пере­даются от звена к звену через места прикрепления мышц и рабо­чие точки звеньев. Последовательность наращивания скорости зависит от геометрии движения и участия в них инерционных и упругих сил, что определяется двигательной задачей.

Движения звеньев в суставах можно рассматривать приближенно как вращательные (пренебрегая изменением радиуса вращения). По­этому следует различать угловую скорость звена и линейную скорость его рабочей точки. В ки­нематических цепях рабочей точкой каждого очередного звена служит точка контакта его со следующим звеном. В биокинемати­ческих цепях тела такого рода рабочие точки лежат в суставах, соединяющих соседние части тела. Через рабочую точку предыдущего звена скорость передается последующему. Кроме того, естественно, на ско­рость каждого звена влияют силы тяги мышц, прикрепляющихся к нему.

Последовательность наращивания скорости в биокинематических цепях определяется двигательной задачей. При этом важно учитывать геометрию движений, поскольку скорости рабочих точек в заданных направлениях не пропорциональны угловым скоростям звеньев в су­ставах. Так, по мере выпрямления двузвенной пары при одной и той же угловой скоро­сти первого звена линейная скорость рабочей точки падает. Это значит, что для сохранения одной и той же линейной скорости необ­ходимо резкое увеличение угло­вой скорости.

На развитие и передачу скорости в цепях влияют инерционные и упру­гие силы, возникающие в биомеха­нической системе. Ускорения в фазе разгона сопровождаются появлением инерционных сил. Во время торможе­ния также возникают инерционные силы, но уже противоположного на­правления. Силы инерции проявляют­ся как при разгоне, так и при тормо­жении, оказывая влияние на напряже­ние мышц. Упругие силы, если они вызваны своевременно, способ­ствуют и разгону, и торможению. В частности, при маховых движе­ниях с ускорениями, направленными от опоры, силы инерции уве­личивают нагрузку на опорные звенья и связанные с ними мышцы (см. 58.4), чем вызывают возникновение упругих сил.

Таким образом, наращивание и передача скоростей в биокинематических цепях зависят в значительной мере от возникающих инер­ционных сил звеньев и упругих сил мышц.

Наибольшая скорость рабочей точки цепи достигается при оптималь­ной последовательности разгона звеньев, при которой движение начи­нается с самых больших звеньев. Поскольку ускорение одних звеньев растягивает и напрягает мышцы других звеньев, создается множество возможных вариантов сочетаний одновременных и последовательных включений в работу мышечных групп. В спортивных дви­жениях устанавливаются оптимальные ва­рианты последовательности ускорений в си­стеме звеньев, зависящие от геометрии движений и взаимного влияния нарастания напряжения групп мышц.