Статті
Назад
Біомеханіка

Біомеханіка - наука про ричаги людського тіла. Вивчає види та взаємодія ричагів у тілі людини при виконанні технічних дій:
- Чим більше опора - тим сильніше удар.
- При зсуві центру тяжінняв бік удару,зростає його потужність.
- Чим нижче знаходиться центр тяжіннятіла, тим стійкіші буде позиція, тим сильніше буде удар.
- М х V = F, маса х швидкість = сила удару (для збільшення сили удару необхідно збільшити масу або швидкість).
- При послідовному участю більшої кількості м'язів збільшується сила удару.
- Якщо велику силу застосувати в менший відрізок часу, різко зростає ефект від дії цієї сили.
- Дистанція грає велику роль в ударі (або поштовх, або удар не дістає).
- Сильніше удар по прямій лінії (паралельно підлозі).
- Потужність удару Р = Ркінет. + Рстатіч.
- Швидкість тіла (передв.) = ударна швидкість кінцівок + Рк РСТ
- Швидкість удару залежить:
1. Від реакції мозку.
2. Від реакції тіла (імпульс).
3. Від швидкості роботи м'язів (координація), кінцівок.
4. Від швидкості руху тіла.
- Різниця між закріпаченням і розслабленням певних м'язів збільшує швидкість удару.
- Руйнівна сила удару залежить від того, під яким кутом він нанесений до наголошеної площині.
- Сила удару на площині поділяється на:
1. Руйнівну (яка входить в цю площину).
2. Ковзних (яка скользитьвздовж площини).
- При зміні кута, під яким завдано удару до площини тіла від 90 град. (Cos 90 град. = 0, втрати 0) руйнівна сила зменшується, а сила ковзання збільшується (cos 0 = -1, вся сила йде в втрати).
- Треба, щоб втрати були мінімальними, тобто сила ковзання дорівнювала 0, значить, удар повинен наноситися під кутом 90 град. (Cos 90 град. = 0).
- Чим більше удар відхиляється від перпендикуляра до площини тіла, тим менше руйнування в цьому ударі.
- При захисті потрібно використовувати своє тіло під таким кутом, щоб більше було втрат в ударі, прийнятому на вашу ділянку тіла.
- У КАРАТЕ-ДО практично всі удари, блоки, пересування тіла побудовані таким чином, що завжди присутній обертання, тобто рух по колу.
- При лінійному і круговому ударі рукою присутній обертання стегон, плечей, кулака.
Біомеханічна модель, що бере участь в русі, вивірена віками. Не можна відмовлятися від такого багатого досвіду, щоб не винаходити нове колесо. Руху, що їх каратекой, здаються природними і довільними. При ретельному розгляді виявляється, що всі рухи підпорядковані певним фізичним принципам.
Один з найважливіших принципів - збереження енергії. Розглянемо приклад руху маятника. При коливальних рухах маятнику необхідний лише початковий імпульс потенційної енергії, після чого рух здійснюється практично без витрачання цього запасу енергії, і для здійснення роботи з подолання сил, що перешкоджають руху, потрібно періодично додавати маятнику мінімальний імпульс енергії. Максимально можлива робота з переміщення маси тіла маятника в просторі при маятниковому русі відбувається в момент повного переходу потенційної енергії в кінетичну, тобто в момент найбільшої швидкості. Якщо напрямок здійснення роботи буде збігатися з напрямком вектора швидкості, то, згідно закону збереження енергії, "за будь-яких процесах, що відбуваються в замкнутій системі, її повна енергія не змінюється".
Тіло людини можна розглядати як систему ричагів. Рух цієї системи повністю підпорядковане законам біомеханіки. Тому, якщо потрібно вчинення роботи в певному напрямку системою "людина", використовуючи принцип збереження енергії в замкнутій системі, необхідна наявність переходу одного виду енергії в інший. Так, наприклад, боксер при нанесенні серії сильних ударів руками скручує стегна і плечі то в одну, то в інший бік. І саме в момент закінчення руху рукою відбувається різке зниження швидкості руху руки, і, одночасно з цим - сильне скручування в стегнах і плечах, що створює накопичення імпульсу потенційної енергії, що дозволяє зробити наступний удар. Розглянемо малюнок.

З цього малюнка видно, що початок руху "А" відповідає закінчення руху "В". Ці моменти накладаються один на інший і між ними немає тимчасового поділу. У відрізок часу t 'відбувається максимальна робота імпульсу В, але в той же час відбувається початок руху А, внаслідок того, що в А в цей момент часу максимальне накопичення енергії Р. Тому під час t' відбувається як би 2 руху одночасно А і В (потенційне і кінетичне). Щоб рух не припинявся, а переходило одне в інше, необхідно стежити, щоб завжди один рух служило джерелом енергії іншого руху. При дотриманні цього принципу відбувається мінімальний витрата енергії і в два рази скорочується час на здійснення наступного руху. За час t "здійснюється рух В і половина А.
Принцип ефективності криволінійного руху, який застосовується в КАРАТЕ-ДО.
Розглянемо завдання по переміщенню тіла масою m з точки А в точку В. Відстань між А і Б одно S. Робота по переміщенню маси m з А в В залежить від величини прикладеної сили і відстані, на якому діє сила:
А = FS
Згідно першого закону Ньютона, під час рівномірного прямолінійного руху на тіло не діють зовнішні сили, а значить, - і не відбувається робота. Якщо знехтувати силою тертя на шляху АВ, то при переміщенні маси m по прямій АВ зі швидкістю V на тіло буде діяти сила F, на відрізку АА 'розганяються масу зі стану спокою до швидкості V і на відрізку В'В зупиняє масу m.
Графік зміни швидкості при такому русі є рівнобедрений трапецію.
При переміщенні тіла по колу АВ з тією ж швидкістю
 

величина сили F і час впливу на тіло маси m практично те ж саме. Нескінченно малий відрізок дуги можна розглядати як відрізок прямої. За рахунок збільшення шляху збільшується лише час переміщення.
t = S / V
Якщо врахувати присутність сили тертя Fтр., То при русі за прямолінійним відрізку вплив цієї сили максимально, тому що воно спрямоване проти руху.


У випадку руху по колу сила тертя компенсується відцентровою силою і з збільшенням швидкості прямує до 0. Тому, при русі тіла по колу сила тертя мінімально впливає на рух тіло, а значить, - і витрата енергії мінімальний.
Q1 - кількість енергії, що витрачається при прямолінійному русі тіла, з огляду на швидкість тертя. Q2 - кількість енергії, що витрачається при русі тіла по колу. S - довжина шляху.
 

Може здатися, що при русі по колу за рахунок подовження шляху має відбутися збільшення часу руху. Це не зовсім так. При русі по колу легше збільшити швидкість за рахунок присутності відцентрової сили.
Під обертальному русі відбувається збільшення сили удару випрямленою руки, якщо напрямок розгину збігається з напрямком відцентрової сили, тобто розгину походить від центру обертання по радіусу. Тоді сила випрямленою руки складається з відцентровою силою.
Швидкість руху тіла по колу змінюється обернено пропорційно квадрату радіусу обертання.
Можливість виграшу в швидкості дає суттєвий виграш у силі, тому що енергія удару пропорційна першого ступеня маси і квадрату швидкості (Е = mV / 2). Отже, якщо вдвічі утяжелить вагу, то і удар буде в 2 рази сильніше, а якщо збільшити в 2 рази швидкість, то удар в 4 рази буде сильніше (круговий удар на 30% -40% швидше прямого).
- Стійкість
Стійкість підвищується при:
- Зниженні центру ваги;
- При збільшенні площі опори;
- При обертанні (стійкість буде тим вище, чим більше швидкість).
Отже, стійкість залежить від трьох компонентів, і для того, щоб зберегти або збільшити стійкість, необхідно зберегти або збільшити сумарний потенціал стійкості.

 

матеріал з книжки "Карате-до". Автор Галан В.В.