Фазы опорной ноги. Биомеханика ходьбы

ЧАСТНАЯ БИОМЕХАНИКА

Этот раздел посвящен биомеханическим закономерностям ходьбы, бега, плавания и других циклических локомоций, бросков, ударов и других переместительных действий, а также общеразвивающих гимнастических упражнений. Рассматриваются: кинематика (длина шага и темп, позы и фазовый состав), топография работающих мышц, динамика (источники сил и их согласование), биоэнергетика и оптимальные режимы двигательной деятельности.

ГЛАВА 7. БИОМЕХАНИКА ХОДЬБЫ И БЕГА

Ходьба оживляет и воодушевляет мои мысли.
О ставаясь в покое, я почти не могу думать.
Необходимо, чтобы мое тело находилось в движении,
тогда ум тоже начинает двигаться.
Жан-Жак Руссо

Ходить и бегать для здоровья!

Ходьба и бег относятся к самым древним способам передвижения.

За 70 лет жизни человек совершает в среднем 500 миллионов шагов и преодолевает путь, приблизительно равный расстоянию от Земли до Луны (384 тыс. км.).

Мы привыкли, что идти пешком - это значит идти медленно. Но в наш век больших скоростей и ходьба стала стремительной. Победитель Кубка мира в спортивной ходьбе в 1983 г. прошел 20 км со средней скоростью 15,9 км/ч.

Результаты в беге также не стоят на месте. Мужчины в 100-метровом спринте перешагнули десятисекундный барьер, а женщины освоили марафон.

Будучи «фундаментальными человеческими движениями», ходьба и бег интересны сами по себе. Но, кроме того, ввиду своей общедоступности они используются для изучения общих закономерностей циклических локомоций.

Рис. 69. Скорость как произведение длины и частоты шагов; пунктир - изоспида (все точки изоспиды соответствуют одной и той же скорости)

Рис. 70. Простейшие хронограммы обычной ходьбы, спортивной ходьбы, бега трусцой и спринтерского бега;
периоды опоры заштрихованы; вверху - левая нога, внизу - правая (по В. Е. Панфилову, Nigg, Denoth, M. А. Каймин, В. В. Тюпе)

КИНЕМАТИКА ХОДЬБЫ И БЕГА.
ТОПОГРАФИЯ РАБОТАЮЩИХ МЫШЦ

Как и во всех циклических локомоциях, при ходьбе и беге скорость передвижения прямо пропорциональна длине шага и темпу (рис. 69):

где v - скорость передвижения (м/с); l - длина шага (м); п - частота шагов (1/мин). Чтобы определить темп ходьбы или бега, обычно регистрируют число шагов в минуту, или частоту шагов ( Так же поступают и в конькобежном спорте. Но в плавании, гребле и велоспорте определяют темп как число циклов в минуту, а длиной шага считают расстояние, преодолеваемое за один цикл. В велоспорте это расстояние называется укладкой ) .

Одна и та же скорость может быть достигнута при разных сочетаниях длины и частоты шагов. Кривая, все точки которой соответствуют одной и той же скорости, называется изоспидой. На рис. 69 изображены две изоспиды. Видно, что увеличить скорость можно тремя способами: повысив длину шага, подняв темп и увеличив одновременно и длину, и частоту шагов.

Для того чтобы понять, как человек ходит или бегает, прежде всего нужно изучить фазовый состав этих локомоций. На рис. 70 представлены простейшие хронограммы ходьбы и бега. Из них видно, что по мере увеличения скорости передвижения:

при ходьбе сокращается период двойной опоры (когда обе ноги находятся на земле) вплоть до почти полного его исчезновения при спортивной ходьбе;

при беге увеличивается отношение длительности периода полета (когда обе ноги не касаются опоры) к длительности периода опоры.

Вопросы для самоконтроля знаний

1) Как можно отличить ходьбу от бега?

2) Почему на соревнованиях по спортивной ходьбе спортсмена снимают с дистанции, если в хронограмме его действий появляется период полета?

Сведения о скорости, темпе, длине шага, длительностях опоры, переноса ноги и полета необходимы для совершенствования тактики ходьбы и бега и дают самое общее представление о технике. Но их недостаточно, чтобы ответить на два очень важных вопроса:

1) Как организовано двигательное действие ?

2) Как им овладеть?

Для ответа на эти вопросы прежде всего нужны более подробные хронограммы.

На рис. 71 показано, что каждый полуцикл обычной ходьбы состоит из пяти фаз (римские цифры). Фазы отделены друг от друга пятью граничными позами (арабские цифры). Шагающий человек на рисунке изображен в граничных позах. Назовем эти позы и фазы между ними для одного полуцикла:

1 - отрыв стопы правой ноги от опоры;

I - подседание на левой (опорной) ноге, ее сгибание в коленном суставе;

2 - начало разгибания левой ноги;

II - выпрямление левой ноги, ее разгибание в коленном суставе;

3 - момент, когда правая нога в процессе переноса начала опережать левую;

III - вынос правой ноги с опорой на всю стопу левой ноги;

4 - отрыв пятки левой ноги от опоры;

IV - вынос правой ноги с опорой на носок левой ноги;

5 - постановка правой ноги на опору;

V - двойная опора, переход опоры с левой ноги на правую.

Во втором полуцикле фазы и граничные позы те же, только в их названиях правую ногу нужно заменить левой, а левую - правой.

Рис. 71. Фазы ходьбы, граничные позы и элементарные действия

Рис. 72. Мышцы туловища и ног, на которые приходится основная нагрузка при ходьбе (по В. С. Гурфинкелю):

1 - прямая м. живота; 2 - четырехглавая м. бедра; 3 - передняя большеберцовая м.; 4 -длинная малоберцовая м.; 5 - трехглавая м. голени; 6 - полусухожильная м.; 7 - двуглавая м. бедра; 8 - большая ягодичная м.; 9 - напрягатель широкой фасции; 10 - средняя ягодичная м.; 11 - м., выпрямляющая позвоночник; цифры в кружках - номера граничных поз в соответствии с рис. 71

Рис. 73. Фазы и граничные позы бега
(по Д. Д. Донскому, переработано)

Когда говорят о фазовом составе двигательного действия, имеют в виду движения всего тела (в данном случае обеих ног). Но для понимания механизмов ходьбы нужно знать, какие элементарные действия выполняются каждой ногой. По времени они не всегда совпадают с фазами ходьбы (см. рис. 71). В периоде опоры выполняются: амортизация, перекат с пятки на всю ступню, отталкивание и перекат со всей ступни на носок. В периоде переноса нога сначала сгибается, а затем разгибается в коленном суставе. Из элементарных действий формируются фазы.

Топография мышц, работающих при ходьбе, показана на рис. 72.

Фазовый состав бега показан на рис. 73. Каждая половина цикла состоит из четырех фаз (римские цифры), отделенных друг от друга граничными позами (арабские цифры). В том числе:

1 - отрыв левой стопы от опоры;

I - разведение стоп;

2 - начало выноса левой ноги вперед;

II - сведение стоп с выносом левой ноги вперед;

3 - постановка правой стопы на опору;

III - амортизация, или подседание со сгибанием правой (опорной) ноги;

4 - начало разгибания правой ноги;

IV - отталкивание с выпрямлением правой ноги до отрыва от опоры.

Вторая половина цикла симметрична первой. В названиях фаз и граничных поз правая нога заменяется левой и наоборот.

Топография работающих мышц у бегуна ясна из рис. 41. Из сравнения рис. 41 и 72 видно, что нагрузка при беге ложится в основном на те же мышцы, что и при ходьбе. Однако неодинакова межмышечная координация (последовательность включения и выключения мышц). И кроме того, степень напряжения мышц при беге существенно больше.

ДИНАМИКА ХОДЬБЫ И БЕГА

Человек является самодвижущейся системой, поскольку первопричиной его движений служат внутренние силы, создаваемые мышцами и приложенные к подвижным звеньям тела. К внутренним относятся и силы инерции, приложенные к центрам масс разгоняемых и тормозимых звеньев тела («фиктивные» силы инерции) или к другим звеньям тела либо к внешним предметам («реальные» силы инерции) (рис. 74).

Сила инерции (F ин) равна произведению массы всего тела или отдельного звена на его ускорение и направлена в сторону, противоположную ускорению. Поэтому сила инерции замедляет и разгон, и торможение.

Наряду с внутренними на человека действуют внешние силы. При ходьбе и беге к ним относятся: сила тяжести, сила реакции опоры, сила сопротивления воздуха (см. рис. 74).

Рис . 74. Силы, действующие на человека во время ходьбы и бега: G - сила тяжести, F ин - сила инерции, Р - вес тела, R ст иR дин - статический идинамический компоненты реакции опоры, F B - сила сопротивления воздуха; обратите внимание: 1) F - сила действия ноги на опору (как и сила реакции опоры) содержит двесоставляющие: вертикальную и горизонтальную; 2) если линия действия опорной реакции не проходит через общий центр масс тела, то возникает опрокидывающий момент (показано круговой стрелкой)

Сила тяжести (гравитационная сила) приложена к центру масс и равна произведению массы тела на ускорение земного тяготения:

Например, при массе тела 50 кг сила тяжести близка к 500 Н.

Сила лобового сопротивления воздуха приложена к центру поверхности тела. Она увеличивается пропорционально квадрату скорости. Например, при скорости 9 м/с сила лобового сопротивления воздуха в 4 раза больше, чем при скорости 4,5 м/с, и в 9 раз больше, чем при скорости 3 м/с. Расчеты показывают, что при скорости бега 8 м/с ее величина достигает 20 Н.

Сила реакции опоры не является движущей силой. Но ее измеряют и изображают графически (см. рис. 74), для того чтобы определить результат совместного действия всех сил (и внутренних, и внешних). Как же формируется опорная реакция?

Отталкиваясь от опоры, человек воздействует на нее с силой отталкивания, которая состоит из двух компонентов: статического - веса (постоянного и равного силе тяжести) и динамического компонента. Динамический компонент может иметь место только при движениях, выполняемых с ускорением, когда все тело или отдельные звенья разгоняются или тормозятся. Наиболее отчетливо это видно на динамограммах подтягивания, приседания и т. п. (см. в главе 12).

Объясните, почему у вертикально стоящего человека вес равен силе тяжести, а у человека в позе, изображенной на рис. 74, вертикальная составляющая веса меньше силы тяжести и, кроме того, появляется горизонтальная составляющая веса.

Динамограммы ходьбы и бега имеют более сложную форму (рис. 75), чем, например, динамограмма приседания. Это объясняется тем, что динамический компонент силы действия ноги на опору зависит от разнонаправленных сил инерции многих сегментов тела. Каждая из них приложена к центру масс ускоряемого или тормозимого сегмента, но передается через опорную ногу на опору. Эти силы инерции возникают при движениях, сопровождающих ходьбу и бег, в том числе:

1) при маховых движениях; например, при отталкивании правой ногой маховое движение левой ноги увеличивает силу действия правой ноги на опору. Впечатляют следующие цифры: при спринтерском беге вклад маховых движений обеих рук в опорную реакцию достигает 20%, а вклад маховой ноги к середине периода опоры - 50%;

2) при сгибании или разгибании опорной ноги; например, в начале фазы амортизации сгибание опорной ноги бегуна приводит к возникновению силы инерции, уменьшающей силу действия на опору.

В конечном итоге силы действия ног на опору отображают всю совокупность внутренних и внешних сил, действующих на тело человека. То же можно сказать и о силе реакции опоры, которая равна по величине силе действия на опору, но противоположно направлена. Как видно из рис. 74, сила действия на опору (а также и реакция опоры) имеет две составляющие: вертикальную и горизонтальную. Их величины изменяются во времени, о чем судят по динамограмме ходьбы или бега (рис. 75).

Горизонтальная составляющая динамограммы бега и ходьбы состоит из двух полуволн: отрицательной и положительной. Отрицательная полуволна соответствует начальной фазе периода опоры, когда происходит неизбежное торможение. Ее следует по возможности уменьшать, для чего непосредственно перед постановкой ноги на опору надо делать активное «загребающее» движение.

Рис. 75. Вертикальная (сплошная линия) и горизонтальная (пунктир) составляющие силы действия на опору в обычной ходьбе и спринтерском беге
(по М. А. Каймин, В. В. Тюпе)

Рис. 76. Динамограмма бега трусцой по жесткому (сплошная линия) и мягкому (пунктир) покрытию
(по Nigg, Denoth)

В результате раньше начинается вторая, положительная полуволна динамограммы, показывающая, как изменяется во времени сила, продвигающая тело бегуна или ходока вперед. Ее величина у высококвалифицированных бегунов достигает 500-600 Н.

Значительно больше амплитуда вертикальной составляющей динамограммы. При беге она достигает у мастеров спорта 2800 Н, а у новичков 1300 Н. При ходьбе амплитуда вертикальной составляющей всреднем достигает 1000 Н.

На величину силы действия на опору влияют свойства дорожки и материал, из которого изготовлена обувь. Разница в величине вертикальной составляющей опорной реакции при ходьбе в обуви с жесткой кожаной подошвой и подошвой из микропористой резины достигает 350 Н.

Мягкое покрытие дорожки и обувь с амортизаторами делают технику ходьбы и бега более соответствующей критерию комфортабельности (рис. 76). Тем самым уменьшается давление на суставы и межпозвоночные диски. Эти перегрузки вреднее, чем принято думать. И не случайно те, кто бегает трусцой по асфальту и в жесткой обуви, часто жалуются на боли в пояснице и суставах.

ЭНЕРГЕТИКА ХОДЬБЫ И БЕГА

При ходьбе и беге механическая энергия определяется скоростями движения тела и его звеньев и их расположением, т. е. кинетической и потенциальной энергией. При ходьбе и беге человек затрачивает энергию не только на горизонтальные, но и на вертикальные и поперечные перемещения общего центра масс.

В зависимости от фазы цикла величина кинетической и потенциальной энергии тела изменяется. Характер этих изменений в ходьбе и беге принципиально различен. Кинетическая и потенциальная энергия в ходьбе изменяется в противофазе; например, в момент постановки ноги на опору максимум кинетической энергии совпадает с минимумом потенциальной, а в беге - синфазно (например, в высшей точке полета максимум кинетической энергии совпадает с максимумом потенциальной). Следовательно, при ходьбе происходит рекуперация энергии, т. е. ее сохранение путем перехода кинетической энергии в потенциальную энергию гравитации и обратно, а при беге этот вид рекуперации практически отсутствует. Зато при беге значительно более выражен другой вид рекуперации, когда кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию сокращающихся мышц, действующих подобно пружине.

Энергозатраты на 1 м пути при ходьбе меньше, чем при беге, но только при низких скоростях передвижения. При высоких скоростях бег, наоборот, экономичнее ходьбы (см. рис. 53). Зона, где более выгоден бег, отделена от зоны, где более выгодна ходьба, граничной скоростью. Граничная скорость определяется числом Фруда (Ф), которое вычисляется по формуле

где g - ускорение земного тяготения (м/с 2); v -скорость передвижения человека (м/с); L o -высота общего центра масс тела в основной стойке (м).

Рис. 77. Энергетическая стоимость метра пути при различных сочетаниях длины и частоты шагов: пунктир - изоспиды; сплошные линии- линии одинаковых величин частоты пульса; стрелками указаны оптимальные по экономичности сочетания длины и частоты шагов

Если число Фруда меньше единицы (Ф<1), то выгоднее ходьба, а при Ф>1 выгоднее бег. Граничная скорость соответствует условию Ф=1 и, следовательно, может быть рассчитана по формуле

Энергетические затраты зависят от многих факторов, в том числе от сочетания длины и частоты шагов. При слишком коротких или чересчур длинных шагах (что соответствует недостаточной или чрезмерной силе отталкивания) энергозатраты на 1 м пути выше, чем при оптимальном сочетании длины и частоты шагов (рис. 77). Например, отклонение длины шага от оптимальной величины на 6% при беге со скоростью 4 м/с увеличивает энергетические затраты, приходящиеся на метр пути в среднем на 1 Дж.

Какой вид передвижения (бег или ходьба) более экономичен и почему?

ОПТИМИЗАЦИЯ ХОДЬБЫ И БЕГА

Для оптимизации ходьбы и бега прежде всего необходимо минимизировать непроизводительные энергозатраты.

Это важно и в том случае, когда критерием оптимальности служит экономичность и когда основной целью является повышение соревновательного результата.

Вопрос для самоконтроля знаний

Какой критерий оптимальности является основным, когда спортсмен стремится максимизировать среднедистанционную скорость?

В процессе оптимизации ходьбы и бега решаются следующие задачи:

1) Выбор оптимальной скорости, длины шага и темпа. Наиболее экономичные величины скорости, длины шага

и темпа изменяются с возрастом (рис. 78). Из рисунка видно, что у детей и пожилых людей уровни оптимальных показателей ниже (за исключением темпа у детей), чем у здоровых людей в возрасте расцвета двигательных возможностей. На их величину оказывает влияние ряд факторов: состояние здоровья, спортивная квалификация, степень тренированности, утомление, качество обуви и т. д.

2) Снижение вертикальных и поперечных колебаний о. ц. м.

Рис. 78. Возрастные изменения оптимальной по экономичности скорости и оптимального сочетания длины и ча стоты шагов при ходьбе (А) и беге (Б); вертикальными отрезками показаны доверительные интервалы, в пределы которых попадает 95% всех случаев

В ходьбе и беге полезной работой является только горизонтальная внешняя работа . Вертикальные и поперечные перемещения тела относятся к непроизводительным движениям. Однако ошибочно думать, что, устранив вертикальные перемещения тела совсем, можно сделать ходьбу и бег более экономичными. Наоборот, при полном отсутствии вертикальных колебаний их энергетическая стоимость возрастает, так как движения становятся скованными и теряется та часть энергии, которая при естественной технике движений рекуперируется. Существует оптимальная величина размаха вертикальных колебаний о. ц. м., при которой энергозатраты при ходьбе и беге минимальны.

Для устранения непроизводительных перемещений тела целесообразно использовать повороты таза (рис. 79). Благодаря поворотам таза не только уменьшаются вертикальные и боковые колебания тела, но также удлиняется шаг и ускоряется постановка стопы на опору.

Задание для самоконтроля знаний

Пройдите по комнате своей обычной походкой. А затем измените походку следующим образом: активно выполняйте подгребающее и отталкивающее движения опорной ногой и в то же время поворачивайте таз так, как показано на рис. 79. Вы заметите, что стук каблука об опору стал значительно меньше - походка сделалась мягче.

Почему так получилось? Как это отразилось на скорости и экономичности ходьбы?

Наряду с оптимальной скоростью, о которой уже рассказывалось, имеет важное значение зона экономичных режимов передвижения (рис. 80). Зоной экономических режимов называется диапазон скоростей от оптимальной (наиболее экономичной) до пороговой, соответствующей уровню анаэробного порога (Анаэробный порог - это интенсивность физической нагрузки, начиная с которой из-за значительного усиления анаэробного метаболизма происходит накопление лактата в крови. Подробное объяснение этого феномена в курсе биохимии ). Уменьшение скорости бега и ходьбы по сравнению с оптимальной нерационально, так как приводит к возрастанию энергетической стоимости метра пути. Бег со скоростью выше пороговой вызывает накопление в организме молочной кислоты и других продуктов метаболизма, а это приводит к сильному утомлению.

Передвижение с наиболее экономичной скоростью используется в качестве поддерживающей физической нагрузки, для больных и ослабленных такая нагрузка является развивающей. Пороговая интенсивность бега в спорте считается оптимальной при формировании основ выносливости.

Рис. 79. Движения таза при ходьбе:
а - увеличение длины шага за счет поворота таза
(по Д. А. Семенову, цит. по Д. Д. Донскому, 1960 г.)

Рис. 80. Границы зоны экономических режимов при ходьбе, беге и передвижении на лыжах (пунктир): о - оптимальная (наиболее экономичная) скорость; ■ - анаэробный порог: 1 - мальчики 5-7 лет; 2 - мальчики 11 - 12 лет; 3 - мужчины 55-65 лет; 4 - юноши 15-

17 лет; 5 - женщины 20-22 лет; 6 - мужчины 20-25 лет; 7 - мальчики 5-7 лет; 8 - женщины 20-22 лет; 9 - мальчики 11 - 12 лет; 10 - нетренированные мужчины 20- 22 лет; 11 -тренированные девушки 15- 16 лет; 12 - тренированные юноши 15- 16 лет; 13 - тренированные мужчины 21-24 лет; 14 - тренированные девушки 15-17 лет; 15 - тренированные юноши 15-17 лет; 16 - тренированные мужчины 18-26 лет; 17 - высокотренированные мужчины 19-24 лет;

18 - мужчины 45-60 лет после инфаркта

миокарда

Ходьба - это сложное, локомоторное, симметричное, цикличное движение, связанное с отталкиванием тела от опорной поверхности и перемещением его в пространстве. При ходьбе тело никогда не теряет связи с опорной поверхностью. Опора происходит то на одну ногу (одноопорный период), то на обе ноги (двуопорный период). Циклом движений при ходьбе является двойной шаг, который состоит из двух одиночных шагов - одного, произведенного одной ногой, и другого, произведенного другой ногой.

Каждый одиночный шаг, в свою очередь, состоит из двух простых шагов - заднего и переднего. Задний шаг - это та часть одиночного шага, при которой нога находится сзади фронтальной плоскости, проходящей через туловище, а передний шаг - это та часть, при которой нога находится впереди фронтальной плоскости. Границей между задним и передним шагом является момент вертикали.

Если из положения "стойка ноги имеете" вынести вперед левую ногу, будет сделан простой передний шаг, при этом левая нога будет находиться спереди туловища, а правая сзади (двухопорный период). Если затем правую ногу поставить впереди левой, будет сделан одиночный шаг, в котором можно выделить двухопорный период, задний шаг, период вертикали и передний шаг. Два таких одиночных шага(один, сделанный левой другой - правой ногой) и составляют двойной шаг. Таким образом, двойной шаг состоит из двух одиночных или четырех простых шагов. Но поскольку во время ходьбы происходит "наложение" одного шага на другой (заднего на передний), то по пройденному расстоянию двойной шаг состоит из трех простых шагов.

Двойной шаг - сложное движение, поэтому для удобства анализа его целесообразно разделить на отдельные фазы, - менее сложные движения. Двойной шаг состоит из шести фаз, три из них относятся к опорной ноге, три - к свободной:

* (Хотя момент вертикали очень кратковременный, по важности и особенности работы двигательного аппарата его относят условно к фазам. )

Эти шесть фаз двойного шага относятся к одной какой-либо ноге, так как каждая нога в цикле движений при ходьбе (двойном шаге) бывает то опорной, то свободной, повторяя последовательно аналогичные движения (рис. 73).

Рис. 73. Фазы ходьбы: 1, 2, 8, 9, 12 - периоды двойной опоры; 3, 4, 5, 6, 7 - периоды одинарной опоры на правой ноге; 10, 11 - периоды одинарной опоры на левой ноге; 5, 11 - момент вертикали (по М. Ф. Иваницкому)

Ходьба, как и любое другое движение, происходит в результате взаимодействия внешних и внутренних сил. Взаимодействие силы тяжести и силы реакции опоры различно в этом движении в зависимости от его фаз. Сила тяжести действует на протяжении всего цикла движения, а сила реакции опоры - лишь в фазе опорной ноги. В первой фазе - фазе переднего шага опорной ноги, когда тело соприкасается пяткой с опорной поверхностью, - действие силы тяжести направлено вниз-вперед, а силы реакции опоры - вверх-назад. Силу реакции опоры можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие.

Вертикальная составляющая направлена вверх и противодействует силе тяжести. Если эта составляющая больше силы тяжести, то тело испытывает толчок, направленный вверх, если меньше, то тело, а следовательно и о.ц.т. тела, опускается. Уменьшение толчков, плавность движений при ходьбе достигается использованием амортизационных свойств нижней конечности (приземление на несколько согнутую ногу), мышц-антагонистов и силы инерции.

Горизонтальная составляющая силы реакции опоры в первой фазе опорной ноги направлена назад и несколько уменьшает скорость движения тела. В фазе заднего шага опорной ноги она направлена вперед и способствует увеличению скорости движения, достигая максимума при толчке. Сила реакции опоры передается на о, ц. т. тела, который испытывает колебания в трех плоскостях: вверх-вниз, в стороны и вперед. Наиболее высокое положение о.ц.т. тела занимает в момент вертикали опорной ноги, наиболее низкое - в период двойной опоры. Вертикальные колебания о.ц.т. тела при ходьбе могут достигать 4-6 см, причем чем больше выпрямлена опорная нога, тем колебания о.ц.т. тела больше.

Поскольку стопы при ходьбе несколько развернуты кнаружи, сила реакции опоры направлена не строго в передне-заднем направлении и о. ц. т. тела с переносом тяжести тела на опорную ногу перемещается то вправо, то влево. При выносе ноги вперед (в 1-ю фазу опорной ноги) о. ц. т. тела несколько смещается вперед. Скорость движения о. ц. т. тела при ходьбе неодинакова: в фазе переднего шага опорной ноги она несколько уменьшается, а в фазе заднего шага увеличивается.

Площадь опоры при ходьбе изменяется. В период одиночной опоры она наименьшая и соответствует площади одной стопы, в двухопорный период - наибольшая и представлена площадью опорных поверхностей стоп и площадью пространства между ними.

Опорная поверхность при ходьбе должна обладать определенной плотностью и шероховатостью. Так, ходьба по рыхлому снегу затруднена из-за невысокой плотности, а ходьба по льду - из-за незначительного трения. Тело при ходьбе находится в состоянии неустойчивого равновесия. Степень устойчивости в зависимости от величины площади опоры и высоты расположения о. ц. т. тела различна. В период одинарной опоры она невелика (площадь опоры меньше, и о. ц. т. тела расположен выше), в период двойной опоры значительно больше (о. ц. т. тела ниже, и площадь опоры больше).

Различия в направлении, величине и взаимодействии внешних сил в отдельные фазы ходьбы обусловливают и неодинаковое функционирование опорно-двигательного аппарата. Следует заметить, что при ходьбе в работе участвуют почти все мышцы тела человека, но больше других - мышцы нижних конечностей. Для установления особенностей работы двигательного аппарата при ходьбе проводят анализ одного цикла. Вначале рассматривается работа органов движения: нижних конечностей, затем туловища и, наконец, верхних конечностей.

Работа мышц опорной ноги. Во всех фазах опорного периода нижняя конечность выполняет функции амортизатора, опоры всего тела и обеспечивает отталкивание. Соответственно последовательность включения мышц и их напряжение будут различными в отдельные фазы этого периода. В первую фазу, когда необходимо обеспечить амортизацию и фиксацию звеньев нижней конечности, наиболее напряженными оказываются мышцы передней поверхности голени (разгибатели стопы и пальцев), которые выполняют уступающую работу, способствуя плавному опусканию стопы, и малоберцовые мышцы, которые вместе с передней большеберцовой мышцей увеличивают поперечный свод стопы. Несколько согнутое положение ноги в коленном суставе удерживается сокращением мышц задней поверхности бедра, а в тазобедренном суставе - мышц передней поверхности бедра (четыреглавой мышцы бедра, портняжной и других мышц, осуществляющих сгибание бедра). Однако напряжение последних невелико. К концу первой фазы усиливается напряжение задней группы мышц голени, мышц передней поверхности бедра и мышц, окружающих тазобедренный сустав (рис. 74).

Рис. 74. Напряжение мышц при ходьбе: черный цвет - максимальное напряжение; двойной штрих - сильное напряжение; одинарный штрих - среднее напряжение; точки - слабое напряжение; белый цвет - расслабленное состояние; 1 - прямая мышца живота; 2 - прямая мышца бедра; 3 - передняя большеберцовая мышца; 4 - длинная малоберцовая мышца; 5 - икроножная мышца; 6 - полусухо-жильная мышца; 7 - двуглавая мышца бедра; 8 - большая ягодичная мышца; 9 - мышца-напрягатель широкой фасции; 10 - средняя ягодичная мышца; 11 - мышца, выпрямляющая туловище

В момент вертикали особенность работы мышц состоит в том, что кроме мышц, фиксирующих голено-стопный, коленный и тазобедренный суставы, напрягаются мышцы, отводящие бедро, которые, работая при дистальной опоре, препятствуют наклону таза в сторону свободной ноги (вокруг передне-задней оси). В фазе заднего шага опорной ноги в наибольшей мере напрягаются мышцы- сгибатели стопы (мышцы задней поверхности голени), разгибатели голени (в основном бедренные головки четырехглавой мышцы бедра) и разгибатели бедра (главным образом большая ягодичная мышца).

Работа мышц свободной ноги. После толчка свободная нога переносится вперед в согнутом положении для уменьшения момента инерции. Поэтому в четвертой фазе - заднем шаге свободной ноги - сокращаются мышцы-сгибатели в коленном суставе (в основном мышцы задней поверхности бедра). В пятой фазе - момент вертикали свободной ноги - происходит сокращение мышц-разгибателей стопы, уменьшающих возможность соприкосновения ее с опорной поверхностью, и сгибателей бедра, способствующих переносу ноги вперед. В шестой фазе к указанным мышцам присоединяется четырехглавая мышца бедра. Ее специфическая так называемая "баллистическая" работа - быстрое сокращение мышцы, сменяющееся столь же быстрым их расслаблением, - обусловливает движение голени вперед по инерции.

Работа мышц туловища. Во время ходьбы движения туловища происходят вокруг трех осей вращения - поперечной, передне-задней и вертикальной. Этим объясняется своеобразие в напряжении отдельных групп мышц. В первой фазе опорной ноги (передний шаг) туловище под влиянием действующих сил несколько наклоняется вперед. Для удержания его напрягаются мышцы задней поверхности туловища (разгибатели). В фазе заднего шага опорной ноги для предотвращения падения тела назад напрягаются мышцы передней поверхности туловища (сгибатели), преимущественно мышцы живота. Они напряжены и в первой фазе свободной ноги. Сокращаясь при верхней опоре, они фиксируют таз и создают опору для выноса вперед маховой ноги.

В момент вертикали опорной ноги происходят наклоны туловища в сторону. При этом мышцы туловища, сокращаясь, закрепляют его к нижней конечности, а напряжение мышцы, выпрямляющей позвоночник, на противоположной стороне (на стороне свободной ноги) препятствует опусканию таза и уменьшает наклон туловища в сторону опорной ноги.

В наибольшей мере выражены повороты туловища - скручивание. При выносе вперед свободной ноги (передний шаг) туловище вместе с тазом поворачивается вокруг вертикальной оси в сторону опорной ноги. При этом напрягаются внутренняя косая мышца живота с той стороны, в которую поворачивается туловище, а также наружная косая мышца живота, поперечно-остистая (особенно подвздошно-реберная), подвздошно-поясничная и другие - с противоположной стороны.

Голова при ходьбе держится прямо. Этому способствуют мышцы, расположенные в верхнем отделе задней поверхности туловища (трапециевидная, пластырная и др.).

Работа мышц верхних конечностей. Большое значение при ходьбе имеет согласованное движение верхних и нижних конечностей, так называемая "перекрестная координация", при которой вынос вперед правой ноги сочетается с выносом вперед левой руки, и наоборот. Перекрестная координация уменьшает вращательные движения туловища. Движения рук при обычной ходьбе не требуют больших усилий. Движение руки вперед происходит благодаря напряжению мышц, расположенных спереди плечевого сустава (большой грудной, передней части дельтовидной мышцы и клювовидно-плечевой), движение назад обусловлено мышцами, находящимися на задней поверхности плечевого сустава, - задней частью дельтовидной мышцы, широчайшей мышцей спины и длинной головкой трехглавой мышцы плеча. Для этих движений может быть достаточно поочередного сокращения передней и задней частей дельтовидной мышцы. Небольшие сгибания и разгибания в локтевом суставе происходят при сокращении двуглавой мышцы плеча и плечевой мышцы (движение вперед), а также трехглавой мышцы плеча (движение назад).

План

Введение.

Краткая характеристика техники ходьбы и бега.

Взаимосвязь внутренних и внешних сил при ходьбе и беге.

Особенности техники бега.

Особенности бега на различные дистанции

Спортивная ходьба.

Техника в спорте – это способ выполнения какого-либо упражнения. Любое упражнение, в том числе и легкоатлетическое, можно выполнять несколькими способами. По своим кинематическим характеристикам различные способы могут значительно отличатся один от другого, однако основы у них остаются общими.

К технике относится не только форма движения (направление, амплитуда, темп), но и его качество, сущность – чередования усилий, смена скоростей, ритм, т.е. все то, что вытекает из взаимодействия внутренних и внешних сил. Любое перемещение человека возможно лишь в результате взаимодействия внутренних и внешних сил и подчиненно определенным физическим законам.

При выполнении любого легкоатлетического упражнения помимо требований, предъявляемых правилами соревнований, спортсмены руководствуются главными критериями – экономичностью и эффективностью.

На примере любого вида легкой атлетики можно проследить эволюцию его техники, применение все более рациональных способов движений, обеспечивающих непрерывный рост спортивных результатов.

Чем совершеннее техника, тем полнее будут использованы физические возможности спортсмена и тем выше будут спортивные достижения.

Однако в настоящее время в процессе обучения и тренировки применяются не только совершенная техника, наиболее эффективные способы, но и менее эффективные, зато более простые способы.

Таким образом под совершенной техникой понимают наиболее рациональный и эффективный способ выполнения спортивного упражнения, позволяющий достигнуть наилучшего спортивного результата.

На начальных этапах обучения и спортивной подготовки также применяют более простые менее рациональные способы техники спортивных упражнений, в частности это объясняется прикладностью этих способов.

Ходьба и бег – естественные способы передвижения человека. Характеризуется циклическими и постоянно повторяющимися движениями, выполняемыми отталкиванием от грунта.

Основной задачей ходьбы и бега является преодоление дистанции за наименьшее время. Ходьбы и бега имеют сходства и различие. Разница между ходьбой и бегом заключается в том, что при ходьбе спортсмен все время имеет контакт с землей. При беге же после отталкивания следует фаза полета, которая оканчивается приземлением.

Шаг одной и затем другой ногой, т.е. двойной шаг в ходьбе и беге, образует – цикл двойного шага.

Цикл двойного шага можно проследить с момента отталкивания до момента следующего отталкивания. С момента отталкивания до момента исходного положения означает конец одного и начало другого цикла.

Рассмотрим цикличность движения в ходьбе.

Фазы ходьбы. Необходимо отметить, что в ходьбе опора о грунт осуществляется то одной, то другой ногой, то одновременно обеими ногами. Каждая нога в ходьбе бывает опорной или маховой.

В ходьбе каждый цикл движения состоит из двух периодов одиночной опоры (правой и левой ногой) и двух периодов двойной опоры.

Каждый период состоит из фаз и моментов.

Период опоры – длится с момента приземления до отрыва ноги после отталкивания. В опорном периоде для каждой ноги выделяется две фазы – переднего и заднего толка.

Фаза переднего толчка – начинается с момента постановки ноги на грунт впереди проекции ОЦМ и длится до момента вертикали.

Фаза заднего толчка – главная фаза, начинается с момента вертикали и длится до конца опорного периода, т.е. до отрыва стопы от грунта.

При отталкивании от грунта все части тела получают ускорение.

Моменты в ходьбе это постановка левой ноги при передней опоры, отрыв правой ноги при заднем шаге, момент прохождение вертикали маховой и опорной ноги, отрыв левой ноги, постановка правой ноги, вертикаль.

Движения рук и ног при ходьбе и беге перекрестные. Они движутся вперед-внутрь и назад-наружу согнутые в локтевых суставах.

Плечо и таз при ходьбе совершают встречные движения, а ОЦМ тела при ходьбе совершает вертикальные и горизонтальные колебания с амплитудой несколько сантиметров.

Фазы бега. В беге циклично чередуется период опоры и период полета.

С момента постановки ноги начинается фаза передней опоры.

Момент вертикали опорной ноги (маховой) – опорная нога проходит вертикальное положение.

Фаза отталкивания или фаза задней опоры – опорная нога начинает активно отталкиваться.

Фаза передней и задней опоры образуют период опоры.

После отрыва ноги от грунта начинается период полета или приземления. Фазы заднего шага и фазы переднего шага разделяются моментом вертикали маховой ноги.

Таким образом, для ходьбы характерно двухопорное положение, а для бега фаза полета. Ходьба отличается также от бега длительностью фаз, скоростью, и амплитудой движений в суставах, работой мышц. В беге отсутствует постоянное опорное положение.

В беге, как и в ходьбе, длина шага (L) и частота шагов (n) связаны соотношением V = L ∙ n, где V – скорость бега. Во время бега спортсмен может менять длину и частоту шагов сохраняя неизменной скорости движения.

Частота и длина шагов различна у разных спортсменов, хотя они могут бежать с одной и той же скоростью. Общей закономерностью является следующее: с увеличением длины дистанции и с уменьшением скорости длина шага уменьшается. У спринтеров длина шага может достигать 2,5 м, а у марафонцев не превышает 1,5 м Для того чтобы увеличить длину шага при данной скорости, необходимо увеличить силу отталкивания, т.е. длина шага зависит также от силы отталкивания. Это требует дополнительных энергетических затрат. Выигрыш в том, что при увеличении длины шага увеличивается время отдыха для мышц.

Каждый спортсмен стремится приобрести такое соотношение длины шага и частоты, при котором данную скорость можно было бы поддерживать максимально длительное время.

В ходьбе и беге имеется прямая зависимость между скоростью перемещения человека, длиной и частотой шага.

Чем длинней шаг и выше частота шагов, тем больше скорость. Для достижения лучших результатов в ходьбе и беге необходимо концентрировать мышечные усилия в фазе отталкивания, а в фазе маха создавать условия для отдыха ведущим мышечным группам. Во время ходьбы и бега сохранение постоянного темпа и длины шага более эффективно для достижения максимального результата. Но не всегда это выгодно. В соревнованиях бегуну и скороходу приходится для решения тактических задач менять скорость бега, особенно темп шагов.

Ходьба и бег происходит в результате взаимодействия внутренних и внешних сил. К внутренним силам относятся силы, которые возникают в двигательном аппарате при сокращении мышц, к внешним – силы тяжести, сопротивление среды и реакция опоры.

Силы тяжести (P) – действует постоянно и всегда направленно вертикально вниз, независимо от того, находится человек в покое или в движении, опирается на землю или летит в воздухе.

Реакция опоры (R) – величина переменная, появляется при касании грунта и зависит от веса и от сопротивления спортсмена, она действует в период постановки ноги на грунт, при этом направление непрерывно изменяется в зависимости от моментов и фаз опорного периода.

Это можно представить в следующем виде:

Момент вертикали

Задний толчок Передний толчок

В фазе переднего толчка - тормозящее, к моменту вертикали постоянно уменьшающееся, а в фазе заднего толка - движущая.

Появление фазы полета можно объяснить следующим образом. Любая сила, действующая на грунт, вызывает противодействие.

Проекция ОЦМ при ходьбе и беге.

В ходьбе и беге наблюдается вертикальное и боковое колебание ОЦМ. В момент вертикали ОЦМ находится непосредственно над площадью опоры. Пройдя момент вертикали перемещается вперед. ОЦМ имеет вертикальные колебания при беге 8-12 см, а при ходьбе 4-6 см. Боковые колебания ОЦМ происходят при его переноси с одной ноги на другую.

Наивысшая точка траектории движения ОЦМ в период полета, а наименьшая в момент вертикали опорного периода. Колебания ОЦМ в основном зависит также от постановки стопы на грунт.

Положение тела . Наклон тела недолжен превышать - 85°. Большой наклон вперед сокращает длину шага. Голова держится прямо, подбородок опущен, взгляд направлен вперед.

Движения ног. Главная и важная фаза при беге – это отталкивание. Начинается с момента прохода через положение вертикали, сопровождается махом свободной ноги в направлении вперед-вверх. Эффективность отталкивания тем больше, чем согласованней движения толчковой и маховой ноги. Интенсивная работа рук в некоторой степени способствует отталкиванию и выносу маховой ноги.

Приземление совершается на согнутую в коленном суставе ногу, на переднюю часть стопы. Согнутая нога смягчает удар о грунт и уменьшает его тормозящее действие в момент приземления. Степень сгибания ноги и место постановки ее зависит от скорости бега.

Движение рук. Движение рук при беге происходит в строгом соответствии с движениями ног и туловища. Основное назначение этих движений – поддержать устойчивое положение тела. Руки при беге держат согнутыми в локтевых суставах примерно под прямым углом. Руки двигаются плавно, мягко, маятникообразно.

Спортивный бег можно разделить на два вида бега - бег на быстроту (бег на короткие дистанции - спринт) и бег на выносливость (бег на средние, длинные и сверхдлинные дистанции).

Основная задача бегуна на любую дистанцию это пробежать ее за наименьшее время. Однако при беге на короткие дистанции техника бега должна обеспечивать наивысшую амплитуду и быстроту движения, а при беге на выносливость техника должна способствовать экономичному, но эффективному выполнению движений.

В технике спортивного бега выделяют отдельные фазы: положение бегуна на старте, старт и стартовый разгон, бег по дистанции, финиширование и бег после финиша.

Бег на любую дистанцию начинается со старта. На старте бегун занимает выгодное для себя положение у стартовой линии. В беге на короткие дистанции используется разновидности низкого старта. В других видах бега применяется высокий старт. Во время старта бегун для быстрого набора скорости выполняет движения с сильным наклоном туловища вперед (особенно в спринте).

Первые шаги со старта выполняются на передней части стопы. Нога ставится в близи проекции ОЦМ. Постепенно спортсмен усиливает силу отталкивания и набирает скорость за счет быстрой постановки стопы и увеличения длины шага. Стопа на грунт ставится быстро и упруго с последующим активным отталкиванием. Энергичное движение руками активизирует движение ног (частоту шагов), а также увеличивает силу отталкивания.

При переходе к бегу на дистанции бегун постепенно уменьшает наклон туловища вперед и переходит к технике обычного махового бегового шага.

Особенности техники во всех фазах бега зависят от длины дистанции и подготовленности бегуна.

Бег на короткие дистанции (спринт) . В беге на короткие дистанции для выполнения старта применяются стартовые колодки и различные варианты старта: обычный, растянутый и сближенный.

Впервые низкий старт применил американский спортсмен победитель I Олимпийских игр современности – Томас Брек.

Во всех вариантах низкого старта подается три команды: «На старт!», «Внимание!» и «Марш!». По команде «На старт!» бегун выходит вперед стартовых колодок, устанавливает толчковую ногу на впереди стоящую колодку и, сгибая ее, устанавливает маховую ногу в сзади стоящую колодку. Опускается на колено маховой ноги, устанавливает руки перед стартовой линией на ширину плеч. Плечи при этом должны быть выведены вперед площади опоры рук. Спина прямая, взгляд направлен вниз, перед собой, на дорожку.

По команде «Внимание!» бегун выпрямляет ноги настолько, чтобы таз оказался несколько выше плеч, но голова не должна изменять своего

положения по отношению к туловищу.

По команде «Марш!» бег начинается с отталкивания двумя ногами от колодок. Направление усилия выпрямляющихся ног под более острым углом, что позволяет начать бег с наибольшим ускорением и быстрее достичь максимальной скорости. Маховая нога после окончания выпрямления быстро выносит вперед, бедро образует острый угол с туловищем.

Длительное сохранение наклонного положения при беге на короткие дистанции позволяет бурно наращивать скорость. Наклон туловища уменьшается постепенно (25-30 м) и доходит до 7° от вертикали. Скорость увеличивается до середины дистанции 50-56 м, а потом необходимо удержать ее до конца дистанции. Спортсмен высокого класса достигает скорости – 11-12 м/с, а начинающий – 7,5-9 м/с.

При финишировании в беге на короткие дистанции применяются различные способы такие как: бросок грудью, заход правым или левым плечом.

Бег на 200 м и более производится по повороту дорожки. При беге по повороту дорожки туловище следует наклонять к центру поворота. Это связанно с возникающей центробежной силой, величина которой повышается при росте повышении скорости бега и уменьшением радиуса поворота.

Трудности бега по повороту дорожки не позволяют добиться скорости, равной максимальной при беге по прямой.

Старт в беге на 200, 400 и 800 м (по отдельным дорожкам) производиться на повороте дорожки, что осложняет технику бега.

Бег на средние и длинные дистанции . Техника бега на средние и длинные дистанции отличается от техники бега на короткие дистанции меньшим наклоном туловища вперед, и меньшей амплитудой движения рук и ног.

При беге на 800 м и более, применяется высокий старт.

Каждая дистанция заканчивается финишированием. При финише спортсмен стремиться по возможности ускорить набегание или поддержать набранную высокую скорость, или делает заключительные усилия на последних шагах, чтобы первым коснуться финишной ленточки бросковым движением.

Разновидности бега на выносливость – кроссовый бег, в котором спортсмену приходится бежать по пересеченной местности. На дистанции встречаются различные препятствия, поэтому техника бега имеет свои особенности. При беге на крутых склонах нога ставится с пятки, туловище несколько отклонено назад, а во время бега на подъем, нога ставится с передней части стопы, туловище больше наклонено вперед. Встречающиеся препятствия преодолеваются различными способами (перепрыгивая, перелазивая, наступая на препятствие и пр.).

Первые соревнования состоялись во Франции в 1892 г. по маршруту Париж – Бельфор (496 км). Победил Раможе со временем 100 часов 5 минут. В 1908 г. спортивная ходьба включена в программу Олимпийских игр. Основными и олимпийскими дистанциями являются у мужчин 20-50 км, у женщин 5-10 км. У юношей 15-16 лет соревнуются на дистанциях в 1,3 и 5 км, юноши 17-18 лет – на 3,5 и 10 км.

Техника спортивной ходьбы значительно отличается от техники обычной ходьбы. Это отличие заключается, прежде всего, в более энергичном отталкивании, в поворотах таза вокруг вертикальной оси, в постановке выпрямленной в коленном суставе ноге, в более энергичной работе руками.

Главное требование к технике спортивной ходьбы – непрерывный контакт скорохода с землей и выпрямление опорной ноги.

Работа мышц верхних и нижних конечностей при ходьбе носит преимущественно динамический характер, наибольшая нагрузка падает на мощные мышечные группы. Чередование фаз напряжения и расслабления мышц длительное время не вызывает утомления.

Ходьба - прекрасное средство для развития двигательного аппарата, поскольку частоту и длину шагов, а также темп ходьбы легко регулировать. Она оказывает влияние почти на все мышцы человека и на все системы органов.

Ходьба - это автоматизированный двигательный акт, осуществляемый в результате крайне сложной координированной деятельности скелетных мышц туловища, нижних конечностей. Ходьба человека складывается из отдельных шагов, представляющих собой простой локомоторный цикл, где выделяются две фазы:

Переноса.
Опоры.

В фазе переноса происходит непосредственно перенос стопы в воздухе на более отдаленную позицию. В фазе опоры стопа контактирует с поверхностью, по которой перемещается человек. В начале переноса нижней конечности вперед (так называемое начало фазы переноса) происходят следующие движения (рис. 1А):

Сгибание тазобедренного сустава, которое осуществляется при помощи пояснично-подвздошной мышцы.
Сгибание коленного сустава при согласованном действии двуглавой мышцы бедра и седалищно-бедренных мышц (полуперепончатая, полусухожильная мышцы, и длинная и короткая головки двуглавой мышцы бедра).
Сгибание голеностопного сустава с задействованием мышц-сгибателей голеностопного и передней большеберцовой и третичной малоберцовой мышц.
Разгибание пальцев стопы мышцами-разгибателями пальцев стопы (длинный разгибатель пальцев, длинный разгибатель большого пальца стопы, короткий разгибатель пальцев, короткий разгибатель большого пальца стопы).

При начальном контакте стопы с поверхностью наблюдаются такие процессы, как (рис. 1В):

Окончание процесса сгибания тазобедренного сустава пояснично-подвздошной мышцей.
Разгибание коленного сустава четырехглавой мышцей бедра.
Окончание сгибания голеностопного сустава мышцами разгибателями пальцев стопы и сгибателями голеностопного сустава.

В тот момент, когда переносимая нога полностью опирается на поверхность , то наблюдается настойчивое действие четырехглавой мышцы бедра и начало работы большой ягодичной мышцы (рис. 1С).

Рис. 1. Фазы ходьбы человека

Следующая фаза ходьбы заключается в переносе тела вперед . Тут мы наблюдаем такие действия (рис. 2А):

Разгибание тазобедренного сустава посредством воздействия большой ягодичной мышцы и седалищно-бедренных мышц.
Антагонизм-синергизм с четырехглавой мышцей бедра.
Сгибание голеностопного сустава мышцами-сгибателями в синергизме с большой годичной мышцей.

В процессе первого двигательного толчка перед опорой на две ноги наблюдаются такие процессы, как (рис. 2В):

Продолжающееся разгибание тазобедренного сустава большой ягодичной мышцей и седалищно-бедренными мышцами.
Продолжающееся разгибание коленного сустава четырехглавой мышцей бедра.
Разгибание голеностопного сустава двуглавой мышцей бедра и сгибателями пальцев стопы (длинный сгибатель пальцев, длинный и короткий сгибатели большого пальца стопы, короткий сгибатель пальцев.).

В фазе второго двигательного толчка , действующего на несущую ногу человека при полном разгибании, тогда как колеблющаяся конечность собирается наступить на пол наблюдается усиление действия четырехглавой мышцы бедра, большой ягодичной мышцы, седалищно-бедренных мышц, двуглавой мышцы бедра и мышц-сгибателей пальцев стопы (рис. 2С).

В начале перехода с одной несущей конечностью на другую наблюдается процесс укорочения переносимой конечности за счет сокращения седалищно-бедренных мышц и мышц-сгибателей голеностопного сустава, а также сгибание тазобедренного сустава пояснично-подвздошной мышцей (рис. 2D).

В процессе движения конечности спереди усиливается действие пояснично-подвздошной и четырехглавой мышцы бедра с расслаблением седалищно-бедренных мышц. В мести с этим происходит разгибание коленного сустава путем сокращения четырехглавой мышцы беда и поднятие пальцев стопы действием мышц-разгибателей пальцев стопы (рис. 2Е). Далее следует начало нового цикла .

Рис. 2. Фазы ходьбы

Мышцы ног - это не единственные группы мышц, которые участвуют в ходьбе.

Для удержания туловища человека в наклонном положении при переносе ноги сокращаются мышцы задней поверхности туловища такие, как:

1. Трапециевидная мышца.

2. Широчайшая мышца спины.

3. Ромбовидная мышца спины, которая состоит из большой ромбовидной мышцы и малой ромбовидной мышцы.

4. Мышца, выпрямляющая позвоночник.

5. Длиннейшая мышца спины.

С целью предотвращения падения тела назад при заднем шаге происходит напряжение мышц передней поверхности туловища, в большей степени это касается мышц живота:

Прямая мышца живота.
Наружная косая мышца живота.
Внутренняя косая мышца живота.
Поперечная мышца живота.
Квадратная мышца поясницы.

Данные мышцы также работаю в случае, если нужно зафиксировать таз и обеспечить тем самым опору для выноса ноги вперед.

Обратите внимание, что в процессе выноса вперед ноги туловище вместе с тазом совершает поворот вокруг вертикальной оси в направлении опорной ноги. Для этого со стороны опорной ноги напрягаются внутренняя косая мышца живота, а с противоположной стороны - наружная, поперечно-остистая и подвздошно-поясничная мышцы.

Мышцы, которые выпрямляют позвоночник, способствуют уменьшению отклонения всего туловища в одну из сторон (мышца, выпрямляющая позвоночник) и длиннейшая мышца спины.

В определенных случаях можно наблюдать сокращение задних мышц шеи. Помимо уже указанных мышц туловища требуется отметить следующие мышцы:

1. Задняя лестничная мышца.

2. Мышца, поднимающая лопатку.

3. Верхняя задняя зубчатая мышца.

4. Ременная мышца головы и ременная мышца шеи.

5. Полуостистая мышца головы.

6. Полуостистая мышца шеи.

Работа мышц верхней конечности при обычной ходьбе незначительна. Во время движения руки вперед сокращаются мышцы-сгибатели в плечевом и отчасти в локте-вом суставах, а во время движения назад - мышцы-разгибатели в этих суставах.

К мышцам сгибателям плеча относятся :

Передняя часть дельтовидной мышцы.
Большая грудная мышца.
Клювовидно-плечевая мышца.
Двуглавая мышца плеча.

К мышцам-разгибателям плеча относятся :

Задняя часть дельтовидной мышцы.
Широчайшая мышца спины.
Подкостная мышца.
Малая круглая.
Большая круглая.
Длинная головка трехглавой мышцы плеча.

Мышцы-сгибатели плечевого сустава :

Плечевая мышца.
Плечелучевая мышца.
Двуглавая мышца плеча.
Длинный разгибатель лучезапястного сустава.
Локтевая мышца.
Круглый пронатор.

Мышцы-разгибатели локтевого сустава - это трехглавая мышца плеча.

Работа мышц регулирует маятникообразного движения свободной верхней конечности, что возможно в результате одного попеременного сокращения передней и задней частей дельтовидной мышцы.

Когда все перечисленные мышцы не имеют проблем с растяжением и сокращением, то человек ходит и бегает правильно и легко. Таких людей в мире очень мало . В основном, мышцы имеют те или иные дефекты, связанные с каких-то участков мышц. Отек участка мышцы не дает ей растянутся полностью.

Внутри мышечного волокна, который полностью не растягивается, происходит смещение ядер мышечных клеток в одно место и уменьшение количества митохондрий, которые вырабатывают энергию для полного растяжения мышцы. В зависимости от того, какие мышцы отекшие, а какие остались нормальные, проявляются те или иные дефекты: неправильная походка, неровные ноги, походка на носочках, искривление позвоночника.

Например , мышцы спины, рук и ног не двигаются при тетрапарезе (одна из форм ).

Правильное питание. Диеты. Рецепты блюд. Спорт и упражнения

ЧАСТНАЯ БИОМЕХАНИКА

ГЛАВА 7. БИОМЕХАНИКА ХОДЬБЫ И БЕГА

СХОЖИЕ СТАТЬИ