Анатомический характер бега на длинные дистанции
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Анатомия
Тема: Анатомический характер бега на длинные дистанции
Оглавление
- Динамическая морфология бега ______________________________
____________________________ стр. 3-5
- Характеристика с позиции законов механики ______________________________
______________ стр. 6-8
- Характеристика работы мышц ______________________________
___________________________ стр. 9-10
4. Состояние регуляторных и обеспечивающих
систем ______________________________
5. Влияние движения на организм ______________________________
Список используемой литературы
______________________________
- Динамическая морфология бега на длинные дистанции
Бег, как и ходьба - сложное локомоторное, переместительное, разновременно - симметричное движение. Между бегом и ходьбой имеются как черты сходства, так и черты различия. Для бега характерны тот же циклы движений, те же действующие силы и функциональные группы мышц.
Для того чтобы понять, как человек бегает, прежде всего нужно изучить фазовый состав этих локомоций. На рисунке 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.
Простейшие хронограммы
периоды опоры заштрихованы; вверху — левая нога, внизу — правая
Основным отличием бега от ходьбы является отсутствие при беге фазы двойной опоры, и наличие фазы полета (тело передвигается, не соприкасаясь с опорной поверхностно).
Отталкивание в беге выполняется более энергично, быстро и под более острым углом руки движутся более порывисто, сохраняя положение сгибания в локтевых суставах, что способствует уменьшению момента их инерции. Перекрёстная координация при беге выражена больше, чем при ходьбе. Наклон туловища при беге больше, чем при ходьбе, и зависит от скорости бега. Угол наклона тела в беге на короткие дистанции равен примерно 55 - 60°, в беге на средние дистанции - 70 - 75°, а на длинные - 75 - 80°, т.е. чем меньше дистанция и больше скорость, тем больше наклон тела вперед.
Если в положении стоя стопы ног обычно несколько развернуты, а при ходьбе стопы располагаются более параллельно, то при беге они или параллельны друг другу, или даже обращены носками несколько внутрь. Такое положение стоп позволяет в большей мере использовать для толчка заднюю и латеральную группы мышц голени и подошвенной поверхности стопы. С этой же целью применяется способ постановки стоп строго одна впереди другой, т. е. на одной прямой. Положительной стороной этого способа является то, что ОЦТ тела движется в основном над площадью опоры и его колебательные движения в поперечном направлении сводятся к минимуму.
При беге, как и при ходьбе, различают задний и передний простые шаги, составляющие полный одиночный шаг; два одиночных шага правой и левой ноги составляют двойной шаг. Некоторое выпрямление ноги, согнутой в коленном суставе в момент соприкосновения с землей, происходит приблизительно в положении вертикали, а полное разгибание – в момент отталкивания. После отталкивания, когда нога переходит в четвертую фазу, наблюдается сильное сгибание голени, которая при этом может находиться по отношению к бедру под углом меньше прямого. Такое сгибание способствует значительному уменьшению момента инерции ноги, облегчению и ускорению ее переноса из заднего шага в передний.
Туловище при беге производит
те же движения, что и при
ходьбе. Кроме поступательного
Амплитуда движения рук при беге более значительная, чем при ходьбе. Характерным для движений рук является то, что полностью они не разгибаются, как при ходьбе во время заднего маха.
Фазовый состав бега показан на рисунке. Каждая половина цикла состоит из четырех фаз (римские цифры), отделенных друг от друга граничными позами (арабские цифры).
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.
Обычно бег характеризуется быстрым темпом движения. Бег в медленном темпе представляет собой ряд последовательных прыжков с одной ноги на другую, вызывая крайне неравномерное поступательное движение тела, связанное с его значительными, главным образом вертикальными, колебаниями. Чем бег быстрее, тем период контакта опорной ноги с землей меньше, а продолжительность фазы полета больше.
При беге замедление происходит каждый раз, когда нога касается земли. Сразу после контакта скорость тела (движение вперед) уменьшается во время "фазы перелома движения". При беге эта критическая фаза вынуждает центр тяжести подняться, что создает дополнительную потенциальную энергию, большую вертикальную скорость при контакте и еще большую кинетическую энергию. Таким образом, переломное движение конечности происходит дополнительно к "удару" тела как реакция на реактивную силу земли. Бег - это комбинация движений нижних конечностей, включающих в себя поддержание движения вперед и акцентирование центра тяжести против внутреннего и внешнего сопротивления. Плюс к этому нижние конечности также должны поддерживать вес тела и абсорбировать (поглощать) силу удара в момент контакта с землей. При повышении скорости бега повышается производство и потребление энергии из-за усиленного движения вперед.
Вынесенная
вперед нога, во время приземления
на нее, несколько согнута в
коленном суставе, в результате чего
получаемый телом толчок значительно
смягчается. Сотрясение тела уменьшается
также за счет работы стопы: если приземление
происходит с пятки, то передняя группа
мышц голени в этот момент выполняет
уступающую работу и этим амортизирует
толчок. Различные способы приземления
имеют свои положительные и отрицательные
стороны. К достоинствам приземления
с носка относится большая
эластичность движения, большая длина
шага и меньшая отдача, получаемая
телом; для амортизации толчка используется
вся стопа с ее сводами, связочнно-мышечным
аппаратом. Однако такое приземление
требует чрезвычайно большого напряжения
мышц-сгибателей стопы и пальцев.
Задняя и латеральная группы мышц
голени, особенно энергично работающие
не только во время приземления, но
и в момент толчка, оказываются
в сильно сокращённом состоянии.
Таким образом, в беге на короткие
дистанции большую часть
Приземление
с пятки не требует столь энергичного
напряжения мышц задней и латеральной
поверхностей голени, но вызывает сильный
передний толчок. Приземление с латерального
края стопы возможно только в том
случае, когда спортсмен в фазе
полета успевает расслабить мышцы голени
и стопа принимает несколько
супинированное положение. Однако сделать
это в короткую фазу полета крайне
трудно. Так могут бегать только
высококвалифицированные
- Характеристика с позиции закон
ов механики
Во время бега на человека действуют различные силы. 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):
Силы, действующие на человека во время ходьбы и бега: G — сила тяжести, Fин — сила инерции, Р — вес тела, Rст и Rдин — статический и динамический компоненты реакции опоры, FB — сила сопротивления воздуха; обратите внимание: 1) F — сила действия ноги на опору (как и сила реакции опоры) содержит две составляющие: вертикальную и горизонтальную; 2) если линия действия опорной реакции не проходит через общий центр масс тела, то возникает опрокидывающий момент (показано круговой стрелкой)
Сила инерции () 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 беге к ним относятся: сила тяжести, сила реакции опоры, сила сопротивления воздуха.
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 , 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.
Вертикальная (сплошная линия) и горизонтальная (пунктир) составляющие силы действия на опору в обычной ходьбе и спринтерском беге
Динамограмма бега трусцой по жесткому (сплошная линия) и мягкому (пунктир) покрытию
Динамограммы ходьбы и бега имеют более сложную форму, 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;
2)
при сгибании или разгибании
опорной ноги; например, в начале
фазы амортизации сгибание
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 рисунка, 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. 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.
В
результате раньше начинается вторая,
положительная полуволна
Если при ходьбе самое низкое положение ОЦТ тела и максимум опорного давления приходятся на фазу двойной опоры, то в беге – на фазу переноса одной ноги мимо другой, а при широко разведенных вперед и назад ногах ОЦТ тела занимает наивысшее положение, а опорное давление равно нулю.
Движения
тела в беге начитаются с выведения
вертикали ОЦТ тела за передний
край площади опоры, в результате
чего тело принимает положение
Чтобы сохранить равновесие, бегун выносит ногу вперед. Если этого не сделать - произойдет падение. Так как отталкивание задней ногой выполняется очень резко, тело отделяется от земли, далее следует фаза полета, которая соответствует фазе двойной опоры в ходьбе. Затем происходит приземление на «переднюю» ногу, после чего весь цикл движений повторяется. Во время продвижения центр тяжести должен быть сдвинут в сторону противоположной ноги. Сила уменьшается, а движение максимизируется. В конце вес полностью перенесен на противоположную ногу. При ходьбе центр тяжести сдвигается через опорную ногу, а при беге ноги передвигаются ниже центра тяжести, поэтому его переноса не происходит.
- Характеристика работы мышц
Топография работающих мышц у бегуна ясна из следующего рисунка. 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.
1 — большая ягодичная
м.; 2 — прямая м. бедра; 3 — латеральная
широкая м. бедра? 4 — двуглавая
м. бедра; 5 — передняя большеберцовая
м.; 6 — икроножная м.; 7 — камбаловидная
м.; одинарная косая штриховка
— уступающая работа; двойная
косая штриховка —
Вся
работа мышц при беге более интенсивна.
Сильное сокращение бедренных головок
четырехглавой мышцы бедра
Большую
роль в беге играют мышцы – разгибатели
тазобедренного сустава, в первую очередь
большая ягодичная мышца. В момент
толчка, как и во время заднего
шага свободной ноги (четвертая фаза),
эта мышца находится в
Шок происходит после удара
пятки о землю. Реактивные силы земли
переносятся в пятку как шок. Этот шоковый
удар обычно абсорбируется и рассеивается
нормальным движением ноги. Но когда движение
некоторых суставов нижней конечности
ограничено, тогда через ногу в корпус
тела передается шоковый удар повышенной
степени. Одна из главных функций подтаранного
сустава – абсорбировать шок при пяточном
контакте. Подтаранный сустав быстро пронирует,
чтобы непосредственно абсорбировать
шок. Дополнительный шок абсорбируется
сгибом колена. Но колено не может сгибаться
быстро, если только большеберцовая кость
не будет вращаться внутри быстрее и дальше,
чем бедренная кость. Пронация подтаранного
сустава позволяет большеберцовой кости
вращаться быстрее и дальше, чем бедренной,
освобождая колено, чтобы оно могло сгибаться
и участвовать в абсорбции шока. У бегуна
с большим шагом и большой скоростью дополнительные
реактивные силы земли переносятся через
пятку, когда она касается земли. Подтаранный
сустав будет больше пронировать, увеличивая
способность ноги абсорбировать дополнительный
шок. Таким образом, адекватная абсорбция
шока не может иметь место при контакте
пятки, пока подтаранный сустав не пронирует.
Плюс к этому на мышечную
функцию также влияет действие подтаранного
сустава. Когда движение подтаранного
сустава ограничено, может иметь место
так называемый "эффект зыби" аномальной
мышечной функции. Это усложнит сгибаемость
колена и создаст больший шок на колено
и нижнюю часть ноги. Задача задней большеберцовой
мышцы при контакте пятки – замедлить
пронацию подтаранного сустава. Однако,
когда ступня и подтаранный сустав полностью
пронированы, задний большеберцовый мускул
будет сжиматься проксимально, а не дистально.
Колено останется разогнутым, его способность
к абсорбции шока ограничится. При беге
колено сгибается до 35 – 40 градусов при
контакте, а при ходьбе – только до 15.
Пронация подтаранного сустава длится
дольше в цикле бега, и переход ноги в супинацию
происходит позже, примерно на 70 % фазы
опоры. Если нога демонстрирует аномальную
пронацию подтаранного сустава, развивается
патологический шок. Бегун испытывает
увеличенный шок в конечности, который
поднимается вверх и через таз воздействует
на позвоночник. Этого можно избежать,
если уменьшить шаг и ступать более плоской
стопой.
- Состояние регуляторных и обеспечивающих систем
Во
время и после бега активизируется
процесс кроветворения –
Активизируется
дыхание, стимулируется поглощение
организмом свободных электронов из
воздуха. Этот процесс происходит в
лёгких за счёт активизации газообмена
и через кожу. Увеличение количества
свободных электронов повышает работоспособность
(физическую и умственную) и стимулирует
все функции и системы
Во время бега активизируется выработка организмом углекислоты, что очень благотворно сказывается на всех биохимических процессах, происходящих в клетках. В частности в тканях увеличивается количество кислорода, что активизирует обмен веществ в организме.
Во время бега средней продолжительности (30–60 минут) в организме активизируется распад клеток, что, в свою очередь, после беговой тренировки стимулирует синтез новых молодых и здоровых клеток. В первую очередь разрушаются старые больные клетки, а на их место синтезируются новые. С помощью бега происходит омоложение и обновление всего организма.
В организме взрослого человека находится примерно 35 литров жидкости (5 литров крови, 2 литра лимфы и 28 литров внутриклеточной жидкости). При малоподвижном образе жизни вся эта жидкость застаивается, как вода в болоте. Во время бега жидкость начинает активно циркулировать, устраняя застойные зоны в организме.
Снабжение
клеток питательными элементами и кислородом
происходит по такой схеме. На первом
этапе необходимые вещества с
помощью диффузии через стенки капилляров
перемещаются из крови в межклеточную
жидкость. На втором этапе происходит
перенос кислорода и
Каждое мгновение в организме человека отмирают миллионы клеток. Чтобы всё это самостоятельно утилизировать, необходима неинтенсивная нагрузка средней продолжительности. Лучше всего для этого подходит медленный бег. В противном случае мёртвые клетки организма начинают разлагаться с образованием ядов, которые с током крови разносятся по всему организму, вызывая отравление и, например, такое состояние, как хроническая усталость.
Во время бега активизируется работа гипофиза, который вырабатывает особые гормоны – эндорфины. Эндорфины вызывают естественное ощущение счастья, блаженства, оказывая противоболевой эффект. Это действие наблюдается примерно ещё 1 час после завершения бега.
Организм будет здоровым только при условии активного движения всей жидкости (кровь, лимфа, внутриклеточная жидкость) внутри организма. Запустить и поддерживать на должном уровне круговорот жидкости в органах и тканях проще и эффективнее всего с помощью регулярного бега.
Сердечнососудистая система первой получает оздоровительный импульс при занятиях бегом. Как утверждают специалисты, сердце и сосуды очень положительно реагируют именно на неторопливые нагрузки средней (30–60 минут) продолжительности. Занятия на силовых тренажёрах или со штангой (гантелями) хорошо развивают скелетную мускулатуру, при этом абсолютно не стимулируя развития сердечной мышцы и сосудов. В отличие от этого бег считается одним из лучших способов восстановления и поддержания сердечно-сосудистой системы на должном уровне.
Такое
положительное воздействие
1.
Периодическое напряжение и
2.
Во время бега тело человека
выполняет периодические
3.
Во время бега дыхание
Теперь
подробнее о положительных
1.
Во время бега с постоянной
периодичностью сокращается
2.
Поднимаясь по венам ног,
3.
Большинство капилляров в теле
человека расположены
4.
При регулярных занятиях бегом
тренируется одна из важнейших
мышц организма – сердце. Сердечная
мышца развивается только при
длительных нагрузках (

- Анатомическое строение корня
- Анатомическое строение ногтей
- Анатомическое строение пловца и его влияние на технику
- Анатомическое строение растения
- Анатомическое строение. Сердечный цикл. Значение клапанного аппарата
- Анатомическое строение стебля
- Анатомическое строение стебля
- Анатомический анализ низкого старта
- Анатомический анализ положений и движений тела. Низкий старт
- Анатомический анализ положений и движений тела. Низкий старт
- Анатомический анализ положения тела пловца на стартовой тумбе.
- Анатомический анализ попеременного двухшажного хода
- Анатомический анализ стойки бкосёра
- Анатомический анализ « Теневой позиции » партнерши в спортивных танцах латиноамериканской программы