Начало и единицы отсчета времени

Кроме протяженности движения (в пространстве) необходимо изме­рять его длительность (во времени). В обычных условиях жизни в сут­ках приняты два начала отсчета времени (полночь и полдень), на тран­спорте и в технике связи — одно (астрономическое — полночь). В спор­тивных соревнованиях, естественно, существует одно общее начало отсчета — это либо астрономическое время, либо судейское («секундо­меры на ноль»). В биомеханике в качестве начала отсчета времени вы­бирается момент начала изучаемого движения.

Единица отсчета времени — секунда (составляет 1/60 минуты, или 1/.3600 часа). В современном спорте учитываются еще деся­тые и сотые доли секунды, а в биомеханических исследованиях также и тысячные. Течение времени, естественно, рассматривается от прошлого к будущему, но при анализе движений иногда целесообразно вести отсчет также и в обратную сторону.

Кинематические характеристики. Системы отсчета расстояний и времени: начало, направление и единицы отсчета. Тела отсчета инерциальные и неинерциальные.

Пространственные характеристики: положения – координаты точки, тела и системы тел (линейные и угловые) и движения – траектория точки(путь, перемещение, кривизна и ориентация траектории, положения: начальное, промежуточное и конечное). Поступательное и вращательное движение тела. Траектории прямолинейные и криволинейные (постоянного и переменного радиуса кривизны). Временные характеристики: момент времени, длительность движения тела и его частей, темп и ритм движений. Пространственные характеристики: скорости и ускорения точек и звеньев тела человека. использование характеристик при биомеханическом обосновании спортивной техники. Скорости: средняя, мгновенная (линейные и угловые) ускорения: положительное и отрицательное (линейные и угловые), нормальные.

Динамические характеристики. Инерционные характеристики тела человека: масса, центр масс, момент инерции тела, радиус инерции. Силовые характеристики: сила и момент силы, импульс силы и момента силы, количество движения и кинетический момент. Энергетические характеристики: работа силы, кинетическая и потенциальная энергия, энергия упругой деформации, мощность, коэффициент полезного действия.

Исследование движений человека есть процесс регистрации биомеханических характеристик тела (размеры, пропорции, распределение масс, подвижность в суставах и др.), движений всего тела и его частей. Биомеханические характеристики – это меры механического состояния биомеханической системы и его изменения (поведения системы).

При выполнении системного анализа движений (установлении состава системы движений) характеристики позволяют различать различные движения. При осуществлении системного синтеза (определении структуры системы движений) биомеханические характеристики дают возможность установить меру влияния одних движений на другие.

Количественные характеристики измеряются прямо (регистрируются), либо косвенно (рассчитываются). Качественные характеристики описываются словесно, без указания количественной меры (например, свободно, широко, медленно, плавно, стремительно и т.п.).

Кинематические характеристики – этомеры положения и движения человека в пространстве и во времени: пространственные, временные и пространственно-временные. Кинематические характеристики дают возможность сравнивать размеры тела и его звеньев, а также кинематические особенности движений у различных людей (спортсменов). Кинематика движений тела человека определяет геометрию (пространственную форму) движений и их изменения во времени (характер) без учета масс и действующих сил.

Системы отсчета расстояний и времени. Система отсчета расстояний – условно выбранное твердое тело, по отношению к которому определяют положение других тел в различные моменты времени, а также направление отсчета, единицы отсчета, пункт (линия) отсчета. Абсолютно неподвижных тел не существует, все материальные объекты движутся. Но одни из них движутся так, что изменения их скорости (ускорения) несущественны и ими можно пренебречь – это инерциальные тела или инерциальные системы отсчета. Такими телами являются Земля и все объекты, связанные с ней неподвижно. Другие тела – неинерциальные – движутся с ускорениями, которые существенно влияют на решение биомеханической задачи.

С телом отсчета связывают начало и направление измерения расстояния и устанавливают единицы отсчета. Система отсчета расстояний включает в себя также пункт отсчета (точка на исследуемом теле), либо линию отсчета (при вращательном движении). В некоторых случаях движущееся тело рассматривают как материальную точку.

Для описания (задания) движения применяются естественный, векторный, координатный способы.

При естественном способе положение точки отсчитывают от начала отсчета, выбранного на заранее известной траектории (трасса, дорожка).

При векторном способе положение точки определяют радиус-вектором, проведенном из центра «0» системы координат к движущейся точке.

При координатном способе перемещение точки описывается (задается) изменением численных значений ее координат (численных значений проекции точки на координатные оси).

Различают линейные и угловые единицы измерения расстояния. основная линейная единица 1 метр, угловая – радиан (угол между двумя радиусами круга, вырезающими на окружности дугу, равную радиусу), 1 радиан равен 180^о /p, приблизительно 57^о.

В систему отсчета времени входят начало и единицы отсчета. В биомеханике за начало отсчета принимается момент начала движения или его части, либо момент начала наблюдения за движением. В течение одного наблюдения пользуются только одной системой отсчета времени. Единица отсчета времени – 1 секунда. Время движется от прошлого к будущему. Но в биомеханических исследованиях можно отсчитывать время в обратном направлении (например, за 0,5 с до постановки стопы на опору).

¹ Вектор — направленный отрезок прямой линии, характеризующий численное значение величины в определенном масштабе (модуль) и ее направление.

Поиск по сайту: