Контрольная работа по "Биомеханике"

 

 

t_{0,5 Fmax}                                                                                                                                   t

                                       t_oп                            

t_Fmax

 

 

R_x

 

                                                                                                 R_Xmax

 

 

 

 

Исходные данные для  определения угла отталкивания, 
угла вылета и дальности прыжка в длину

Таблица 2

Р, кг	VYв, м/с	VXв, м/с	RYmax, кг	RXmax, кг	RYmax-P, кг	αощ, град	αвылета, град	1, м
81	2,45	8,25	273,0	40,0	192	78	17	11.6

 

Где Р  – вес спортсмена

V_Yв – вертикальная составляющая скорости ОЦМ в момент отрыва  от опоры

V_Xв – горизонтальная составляющая скорости ОЦМ в момент отрыва от опоры

R_Ymax – максимум вертикальной составляющей силы реакции опоры в фазе отталкивания

R_Хmax – максимум горизонтальной составляющей силы реакции опоры в фазе отталкивания

 

 R_Ymax-P

 

                                                                                                α _отт   – угол отталкивания

                                                                           

                                                                                    α_отт=arctg =arctg(192/40)=4.8~78°

 

 

               α _отт

Р_Xmax

Угол отталкивания можно  измерить с помощью транспортира, если масштаб силы по оси Х и  У одинаковый (сложение сил по правилу  параллелограмма)

α _вылета   = arctg

= arctg 2.45/8.25= arctg0.30~17°

 

α _вылета   – угол вылета ОЦМ в момент отталкивания может быть также измерен транспортиром, если масштаб вертикальной и горизонтальной составляющих скоростей ОЦМ одинаковый

 

V_Yв

 

 

 

 

 

                       α _вылета  

                                                                    V_Xв

1 – теоретическая  дальность прыжка

 

1 = , где  (8.25/9.81)(8.25+√(2.45²+2*9.81*1.3))=~11.6

 

g – ускорение свободного падения,

g  = 9,81 м/с²

h_в = 1,3 м – высота ОЦМ в момент вылета

 

5. Анализ энергетических характеристик:

а) потенциальная энергия  –

    Е_пот = mgh   ,

где Е_пот — потенциальная энергия тела, m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем.

б) кинетическая энергия  –

     Е_{кин пост}  = mv²/2

где  m – масса тела, v - скорость тела

в) кинетическая энергия  вращательного движения –  
     Е_{кин вр} = Jω²/2  ,

где  J – момент инерции тела, ω - угловая скорость тела

г) полная механическая энергия  ОЦМ –

    Е_полн = mv²/2 + mgh

 

д) работа поступательного и вращательного движения –

    А_пост =  FS    А_вращ = Mφ   ,

где  M – момент силы, φ – угол поворота, F – сила, S – путь

е) мощность поступательного  и вращательного движения

    N_пост = FV                                   N_вращ = Mω  ,

 

6. Способы определения ОЦМ тела человека:

– аналитический по теореме (формулировка теоремы, понятия «ОЦМ»)

Общий центр  масс— это геометрическая точка, характеризующая движение тела или системы частиц как целого.

ОЦМ движется так, как  двигалась бы материальная точка  с массой m под действием таких  же по величине и направлению сил.

   Х_ОЦМ =(Fb2-Fb1)h/P

   У_ОЦМ =(Fa2-Fa1)h/P

где Fв1 и Fа1 – показания без человека

Fв2 и Fа2 – показания весов с человеком

 

– графический (определение  понятия «ОЦТ» и используемого  правила  
              сложения параллельных сил тяжести)

Центром тяжести  тела называется точка, относительно которой суммарный момент сил тяжести, действующих на систему, равен нулю.

Правило сложения параллельных сил тяжести: равнодействующая двух параллельных сил,  направленных в одну и ту же сторону, равна сумме этих двух сил, параллельна им, направлена в ту же сторону и приложена в точке О, делящей расстояние между точками приложения сил в отношении, обратном отношению сил.

 

F=F1+F2       OB/OA=F1/F2                                                                  F=F2-F1          OB/OA=F1/F2

                                              

Промер – определение- схематическое определение поз в граничных моментах

Р_отн, %  – относительный вес звена

Исходные данные: К_i – коэффициент,определяющий относительное расстояние центра масс от проксимального сустава

– перечислить известные  вам методы:

• экспериментальный
• рассчетный

 

 

 

 

 

а) рассчитать координату У_оцм с помощью уравнения множественной регрессии, полученного на основе применения радиоизотопного метода определения геометрии масс тела 100 испытуемых (В.М. Зациорский, 1979)

У_оцм = 11,6 + 0,675 Х₁ – 0,173 Х₂ – 0,299 Х₃ (см),

Где Х₁ – длина тела, см    Х₁ = 181,6

       Х₂ – обхват голени, см    Х₂ = 38,1

       Х₃ – дина корпуса, см    Х₃ = 81,7

 

У_оцм = 11,6 + 0,675 * 181.6 – 0,173*38.1 – 0,299*81.7=103.1604

 

б) рассчитать координату У_оцм с помощью уравнения множественной регрессии, полученного в результате сравнения антропометрических показателей 255 спортсменок разной квалификации (велосипедистки, пловчихи, теннисистки):

У_оцм = -4,667 + 0,289 Х₄ + 0,383 Х₅ + 0,301 Х₆,

где Х₄ – длина ноги, см     Х₄ = 102

       Х₅ – длина тела, см     Х₅ = 160

       Х₆ – ширина таза, см                Х₆ = 25,9

 

У_оцм =-4,667 + 0,289*102 + 0,383 *160 + 0,301 *25.9 = 93.8869

 

Полученные значения ОЦМ сравнить с табличными и сделать  заключение, каким видом спорта могла  бы заниматься данная спортсменка, исходя из ее антропометрических данных

Таблица 3

Вид спорта	Абсолютная высота ОЦМ, см	Длина тела, см
Велосипед Плавание Теннис	91,65±0,62 94,78±0,50 92,47±0,71	163,21±0,53 166,57±0,54 164,71±0,69

Исходя из полученных данных, предложенными видами спорта данная спортсменка заниматься не может.

7. Анализ двигательных качеств в Вашем виде спорта
1. Силовые качества –характеризуются максимальными величинами силы действия

а) параметрические зависимости  – зависимости между показателями максимальной силы, скорости и длительности в разных двигательных заданиях, отличающихся значениями своих параметрами.

Зависимости:

-силы от скорости  движущегося звена тела (сила действует обратнопропорционально скорости)

-силы от направления  движения (сила действует в уступающих  движениях, может значительно  превосходить максимальную изометрическую  силу человека)

 

        параметрическая                                       непараметрическая

F_м

V_м

б) непараметрические  зависимости – зависимости между лимитными (наивысшими среди максимальных) значениями и величинами максимальной силы, скорости и длительности в отдельных двигательных заданиях

7.2. Скоростные  качества – характеризуются способностью человека совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени

Элементарные формы  проявления скоростных качеств:

а)скорость одиночного движения

б)частота движения

в)латентное время реакции

    Градиенты  силы:

а) показатель взрывной силы – скоростно-силовой индекс I – математическое выражение градиента силы

I = =285/0.011=~51818

б) показатель стартовой  силы – скоростно-силовой индекс Q

Q = = 285/0.0047=~60638

в) коэффициент реактивности R

R = = 570/0.011*60=~864

Таблица 4

Р, кг	Fmax, кг	0,5Fmax, кг	tFmax, c	t0,5Fmax, c	tоп, с	I	Q	R
60	570	285	0,011	0,0047	0,118	51818	60638	864

Где Р – вес спортсмена

   F_max – максимальное значение вертикальной составляющей силы реакции опоры

   t_Fmax – время достижения максимальной силы

   t_0,5Fmax – время достижения половины максимальной силы

    t_оп   – время опорного периода (см. рис.)

7.3. Выносливость – способность противостоять утомлению    

 Эргометрия  – совокупность количественных методов измерения физической работоспособности человека (основные переменные: интенсивность выполнения двигательного задания, объем выполненного двигательного задани, время выполнения). 
Абсолютные показатели выносливости (явные) – без учета развития силовых или скоростных качеств. 
Относительные (латентные) показатели выносливости – с учетом развития силовых или скоростных качеств, когда их влияние каким-либо образом исключается (напр., коэффициент выносливости, запас скорости).

Дистанция анаэробных резервов – величина дистанции, пройденная за счет запасов энергии, не восстанавливаемых по ходу выполнения двигательного действиЯ.

Критическая скорость – максимальная скорость передвижения, которая может быть достигнута за счет энергии из источников, восстанавливаемых по ходу выполнения задания

 

Рассчитайте коэффициент  выносливости (кв), запас скорости (зс) и индекс выносливости (ив)

Таблица 5

tд	tэт	кв	зс	ив
58,5	11,5	~5	3.125	12.5

Где    t_д  – время прохождения всей дистанции (Д=400 м)

t_эт – время прохождения эталонного отрезка (100 м)

n – 4 количество эталонных отрезков

кв – t_д/ t_эт = 58.5/11.5=~5

зс – t_д/n– t_эт=58.5/4-11.5=3.125

ив – t_д– t_эт ·n =58.5-11.5*4=12.5

8. Спортивно-техническое мастерство – характеризуется тем, что умеет делать спортсмен (объем, разносторонность, рациональность) и как он владеет освоенными действиями (эффективность, освоенность)

– объем двигательной деятельности (соревновательный и тренировочный) определяется числом технических действий, которые умеет выполнять и выполняет спортсмен

тренировочный- сумарное число технических действий, которые  освоены данным спортсменом

соревновательный- число  различных технических действий, выполняемых в условиях соревнований

–разносторонность двигательной деятельности (соревновательная и тренировочная) это степень разнообразия двигательных действий, которыми владеет спортсмен и которые он применяет на соревнованиях