к целенаправленным относятся движения какие
целенаправленные движения
ДВИЖЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ — [от греч. automatos самопроизвольный, самодействующий] целенаправленные движения, осуществляемые без сознательного регулирования (см. Автоматизм, Движения постпроизвольные, Навыки) … Психомоторика: cловарь-справочник
Движения (биол.) — Движения (биологическое) у животных и человека Д. ‒ одно из проявлений жизнедеятельности, обеспечивающее организму возможность активного взаимодействия со средой, в частности перемещение с места на место, захват пищи и др. Д. осуществляются при… … Большая советская энциклопедия
Движения автоматизированные — Целенаправленные Д., осуществляемые без сознательного их регулирования в размеренных темпе, степени выраженности, амплитуде, соответствующие прежнему жизненному опыту … Толковый словарь психиатрических терминов
Движения — (биологическое) у животных и человека Д. одно из проявлений жизнедеятельности, обеспечивающее организму возможность активного взаимодействия со средой, в частности перемещение с места на место, захват пищи и др. Д. осуществляются при… … Большая советская энциклопедия
Де́тские параличи́ — непрогрессирующие неврологические расстройства, возникающие в результате повреждения нервной системы на разных этапах развития. Различают детские периферические параличи (см. Родовая травма новорожденных (Родовая травма новорождённых)) и детские… … Медицинская энциклопедия
Биомеханика — У этого термина существуют и другие значения, см. Биомеханика (театральная). Биомеханика раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и систем, или организма в… … Википедия
Ятромеханики — Биомеханика (новолат. biomechanics: греч. bios жизнь + греч. mechanike механика (наука о машинах) движение живого. раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и… … Википедия
Ятромеханика — Биомеханика (новолат. biomechanics: греч. bios жизнь + греч. mechanike механика (наука о машинах) движение живого. раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и… … Википедия
Ятрофизика — Биомеханика (новолат. biomechanics: греч. bios жизнь + греч. mechanike механика (наука о машинах) движение живого. раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и… … Википедия
Целенаправленная механика
Содержание
[править] История
[править] Предмет целенаправленной механики
Целенаправленная механика представляет собой способ построения теории движений, подчиняющихся как воле человека, так и трем законам Ньютона. Целенаправленная механика имеет двоякое назначение. С одной стороны, она представляет собою средство математического исследования двигательной деятельности человека, биотехнических систем и, возможно, прочих живых существ. С другой стороны, она есть средство теоретического обеспечения проектирования сложных технических и биотехнических систем, предназначенных для управления движением неживых тел. В целенаправленная механика различаются два основных раздела: механика человека и механика управляемого тела, которая занимается движением неживых тел. В биотехнических системах эти два раздела работают вместе. [3]
[править] Основные понятия
Целенаправленная механика построена на ряде понятий и принципов [3] [18] [9]
Задача движения — есть указание(любым способом) как тех явлений которые должны произойти, так и тех, которые не должны произойти вследствие осуществления целенаправленного принуждения. Примеры. Автомобиль должен переместиться из одного места в заранее заданное другое (явление, которое должно произойти); при этом не должно быть аварий или наездов (явление которое не должно произойти). Зенитная ракета должна уничтожить самолет противника, но не уничтожать своих самолетов
Цель движения — есть указание тех свойств, которые движение должно приобрести в результате целенаправленного принуждения, то есть тех свойств, которые обеспечивают выполнение задачи движения. Эти свойства обязательно отличаются от свойств естественного движения, потому что в противном случае не требовалось бы целенаправленного принуждения, то есть управления движением. Цель движения должна быть сформулирована математически, и притом в виде, удобном для использования всего аппарата классической механики. Как только цель управления сформулирована, в теоретических исследованиях и проектных работах можно заменить выполнение задачи движения достижением цели движения.
Основная гипотеза целенаправленной механики. Всякую цель движения можно представить в виде условных уравнений, связывающих координаты движущихся обьектов.
Программа движения — есть условные уравнения, выражающие цель движения. Можно сказать, также, что программа содержит в себе предвидимое будущее: если она будет осуществлена, то задача движения, поставленная человеком заранее, будет решена. Можно показать, что каждой из формулировок цели управления соответствует больше одной программы, то есть что одна и та же цель управления может может быть запрограммирована различными способами.
Программы движения делятся на 2 типа:
Принцип дополнения. Всякая неполная программа движения может быть сделана полной путем постановки дополнитеьных задач движения.
Предсказуемое и непредсказуемое движение. Если движение можно определить по начальным условиям, то оно называется предсказуемым. Движение, опеределяемое решением задачи Коши, предсказуемо. Если движение известно только вплоть до настоящего момента времени, но нельзя узнать, каково оно будет в последующие моменты времени, движение называется непредсказуемым. Непредсказуемое движение отличается от случайного тем, что неизвестны даже вероятностные характеристики движения.
Начальные условия совместные с программой движения — есть такие условия, которые удоволетворяют уравнениям программного движения, то есть обращают их в тождество.
Уравнения целенаправленного движения — есть такие уравнения движения, каждое решение которых, полученное для начальных услови совместных с программой движения, будет совместно с программой движения, то есть будет обращать его в тождество.
Принцип совместности. Чтобы получить целенаправленные уравнения движения, достаточно любым образом изменить уравнения естественного движения, лишь бы способ изменения не противоречил законам механики, а решение задачи Коши для измененных уравнений было бы совместно с программой движения.
Обстановка в которой совершается целенаправленное движение — есть все явления, которые нельзя отнести к самому процессу управления.
Приспособляемость целенаправленного движеия — есть процесс классификации обстановки и переключения программ движения в завимости от текущего класса обстановки
Событие — есть всякое изменение обстановки во времени и простанстве.
Непредсказуемые события — есть такие события относительно которы известно только то, что они могут произойти, но неизвестно, где или когда. Для непредсказуемого события неизвестна даже вероятность его появления; этим оно отличается от случайного события.
Предсказуемые события — есть такие, относительно которых нам точно известно, где и когда они произойдут. Например, затмения Луны или Солнца являются предсказуемыми событиями.
[править] Системы управления с искусственным интеллектом
Целенаправленная механика определяет что система управления обьектом обладает искусственным интеллектом, если управляющий комплекс может выполнять следующие действия:
Элементы, составляющие искусственный интеллект, следующие:
[править] Механика человека
Механика человека — это раздел механики, в котором методы целенаправленной механики применяются к движениям человека [22]
Основные посылки
Процесс принятия решения относится к совместной области психологии и целенаправленной механики. Решение состоит в том, чтобы выполнить то самое движение, результатом которого будет желаемое предвидимое будущее. Для этого человек должен:
[править] Механика в тензорном изложении
Для описания систем твёрдых тел со многими степенями свободы, в целенаправнной механике был разработан формализм, использующий тензорное исчисление. Для применения этого формализма вводится два набора координат — опорные, описывающие движение свободных твердых тел, составляющих систему, и обобщенные — описывающие её степени свободы. Кинематика задаётся уравнениями связей опорных и обобщенных координат. Доказывается теорема, согласно которой уравнения Лагранжа 2-го рода можно получить в виде тензорной свёртки уравнений Ньютона-Эйлера поступательного и вращательного движения свободных твёрдых тел с так называемой структурной матрицей — матрицей частных производных опорных координат по обобщённым. Эта теорема позволяет получить уравнения Лагранжа 2-го рода, не выписывая выражения для кинетической энергии системы, что уже для плоского двузвенника представляет собой трудоёмкую задачу, не говоря о более сложных многозвенниках.
Глава одиннадцатая ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ (конкретность, экономичность, точность и освобождение мышц)
Глава одиннадцатая
ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ (конкретность, экономичность, точность и освобождение мышц)
К сложным двигательным навыкам относятся:
1. Целенаправленное физическое действие.
2. Непрерывность и прерывность в исполнении физических действий.
3. Выполнение физических действий движениями различного характера.
4. Умение соединять речь и движение, пение и движение.
5. Частные двигательные навыки (сценические трюки).
6. Стилевые действия, манеры поведения.
7. Скульптурность, как высшая форма физической выразительности в роли.
В учебнике каждому из этих сложных навыков посвящена специальная глава. В данной главе рассматривается сложный навык, стоящий в нашем перечне на первом месте, — целенаправленное физическое действие.
Целенаправленное физическое действие и движение есть главный фактор физической выразительности актера в роли, главный признак физической пластичности актера.
Ритмичное, ловкое, легкое, собранное, плавное, грациозное, изящное выполнение движений желательно в бытовых действиях всех людей. Но в первую очередь эти признаки характерны для так называемых «моторных движений». Под этим условным названием К. С. Станиславский подразумевал движения, разрешающие только тренировочные задачи. Такими движениями являются, например, гимнастические движения, балетный экзерсис, начальные упражнения ритмической гимнастики, некоторые упражнения предмета «основы сценического движения» и т, п. Все эти виды движений служат подготовке психофизических качеств человека. Двигательные навыки, создаваемые этими упражнениями, в бытовой, трудовой и общественной деятельности не применяются. Люди занимаются тренировочными движениями, чтобы укрепить здоровье, сделать пластичным тело, получить удовольствие. Нетрудно обнаружить, что эта пластичность, с точки зрения деятельности человека, ничего не выражает. К. С. Станиславский по поводу этой пластичности сказал: «Им нужны движения и пластика ради самих движений и пластики. Они изучают свой танец как «па», вне зависимости от внутреннего содержания, и создают форму, лишенную сути. Нужно ли драматическому артисту такое внешнее бессодержательное пластическое действие?» 1 Мы понимаем, что, определяя так танцевальное «па», Станиславский говорил не о современном содержании хореографического искусства, полноценно выражающего жизнь (дух) роли, а о танцевальных экзерсисах и номерах, не имеющих сюжетного содержания. В сценической деятельности такая «пластичность вообще» превращается только в условную красивость, эффектность. Понятно, что актерам «пластичность ради пластичности» не нужна, она даже приносит вред, т. к. приучает их к условной изобразительности, а иногда, что еще хуже, к самолюбованию своими движениями.
Сценическое понимание «выразительности», как уже известно, требует от актера такого выполнения движений, чтобы зритель понимал содержание действия.
Второй принцип выразительности физических действий — «экономичность» в исполнении каждого дробного действия.
Экономичность состоит в отборе таких движений, которые решают задачу наиболее коротким путем. Почти всегда ее можно выполнить несколькими способами; в одном будет только два движения, а в другом — четыре. Отдавать предпочтение нужно наиболее лаконичному из них. Лаконизм всегда предполагает конкретность. Вот, например, молодому и ловкому герою предложили сесть. Актер стоит за стулом и это действие выполняет так: шаг правой ногой вправо и немного вперед, затем шаг левой ногой влево, чтобы оказаться спиной к сиденью стула, затем сесть — всего три движения. А можно сделать и так: шаг левой ногой вправо, шаг правой ногой вперед, шаг левой влево, чтобы оказаться перед сиденьем и сесть. Всего четыре движения. Исполните это сами, для того чтобы убедиться, насколько первый способ лаконичнее второго. Главное его достоинство в отсутствии лишних движений. Ловкий человек не делает большего количества движений, чем нужно.
Для характеристики физического поведения старого и больного человека или неуклюжего, хоть и молодого, актер должен сознательно, в том же действии выполнить большую серию движений.
Актер, желающий играть выразительно, должен избегать движен-ческого «мусора» в физических действиях. Самый короткий и потому простой способ выполнения действия понятен зрителям, потому что он логичен, хотя в жизни этот принцип люди сами часто нарушают. «Мусор» отвлекает зрителя от основной линии поведения героя и тем самым делает актера физически невыразительным. Лаконично двигающийся актер делает мало движений, естественно, что зритель внимательно их просматривает.
Кроме соблюдения принципов конкретности в физических действиях и экономичности в дробных, актер должен точно выполнять каждое движение.
Точность. Зритель только тогда понимает содержание дробных действий, когда движения, их осуществляющие, выполняются точно. Точность определяется соответствием между темпом движения, его амплитудой, характером, направлением, количеством повторений (чувством эстетической меры) и мышечным напряжением, затрачиваемым на исполнение каждого движения. Все эти признаки отвечают логике сценической жизни и внешней характерности героя.
От этих признаков зависит правда сценической жизни, то есть верный темпо-ритм физического действия. Как тсмпо-ритм является основой выразительности в физическом действии, так соответствие между темпом, амплитудой, характером и мышечным напряжением является такой же основой в каждом движении. Именно поэтому так важно понять содержание этих признаков движения, их взаимосвязь и взаимозависимость, их влияние на выразительность каждого дробного действия. Так, например, в комедии Шекспира «Двенадцатая ночь» актриса, играющая роль юноши Цезарио, должна не только выполнять основную линию действия, но и убедить героев спектакля в том, что перед ними юноша. Она вынуждена делать основные физические действия в роли движениями, большими по амплитудам, более быстрыми по темпу, более резкими по характеру, чем это свойственно женщине.
Мужественность в ходьбе невозможно передать малыми шагами, однако есть актрисы и актеры, которые вообще не в состоянии делать широкие движения. Когда им нужно идти скорее, они начинают только чаще перебирать ногами, не увеличивая шага. Такая семенящая походка уничтожает верную внешнюю характерность. Предположим, что от актера требуется создать в мужском образе такую характеристику: «он был очень женоподобным». В этом случае движения актера в походке и жестах будут малыми по амплитудам. Неверные связи между признаками движений могут быть и выразительным средством: в том случае, когда они являются способами комедийных характеристик.
Как уже говорилось прежде, актеры, создавая в первый раз физическое поведение в новой роли, как бы подбирают необходимые для выполнения этого действия двигательные навыки. Они выполняют это безусловно сознательно, потому что природа артиста еще творить не может. Условность пространства и времени, не освоенная сценическая ситуация поначалу мешают актеру найти верные связи в признаках движения, и тогда на сцене возникает ложь. В этих случаях актеры сами или с помощью режиссера должны, сознательно обдумывая ситуацию, подбирать нужные дробные действия, т. к. от их правильности зависит правда физического действия. Ни актер, ни режиссер, за редким, сключением, не занимаются анализом и подбором темпов, амплитуд и мышечных напряжений, т.е. признаков движений, осуществляющих дробные действия, хотя подбирают и меняют в дробных действиях отдельные движения, стараясь достичь лаконизма выражения. Специалисты-консультанты по сценическому движению, педагоги кафедры сценического движения по всем ее предметам должны уметь не только анализировать содержание дробного действия и движений, которыми оно осуществляется, но и указывать ученику на необходимое соответствие между темпом, амплитудой, характером и мышечным напряжением в каждом отдельном движении, когда в них появляются ошибки.
Понятия темпа, амплитуды и характера движений раскрыты, с точки зрения сценической выразительности, в главе «Темпо-ритм физического действия», но мышечное напряжение — «освобождение мышц» — требует дополнительного анализа, как фактор, обеспечивающий точность в выполнении движений.
Освобождение мышц. Каждое движение и действие человека производится благодаря соответствующей деятельности скелетной мускулатуры. Эта деятельность состоит в правильном чередовании сокращений и расслаблений мышц, в правильном их напряжении. Правильное мышечное напряжение в театральном искусстве принято называть освобождением мышц (термин К. С. Станиславского). Что же это за «освобождение»? «Сорвать воображаемый персик следует так, чтобы найти для этого необходимое напряжение в руке и убрать его в тот момент, когда персик сорван». В этом высказывании образно и четко выражается мысль о том, что каждому моменту физического действия должно соответствовать верное мышечное напряжение. Не больше, но и не меньше, чем необходимо.
Итак, не расслабление мускулатуры, а нужное ее напряжение, точно соответствующее каждому моменту сценического действия, необходимо актеру для выразительного физического поведения в роли; перед началом движения — это верный тонус мышц, обеспечивающий готовность к действию.
К. С. Станиславский в своих работах не затрагивает противоположного закрепощению мышц состояния, а именно — расслабления (видимо, потому, что этот вид ошибок встречается у актеров значительно реже). Между тем расслабление мускулатуры делает актера физически несобранным, вялым. Непроизвольное расслабление мышц порочно, потому что приводит к безволию, к пассивности: оно, как и закрепощение, делает актера совершенно неорганичным в действии.
Сознательное применение мышечных закрепощений и расслаблений в нужных местах сценического действия является само по себе прекрасным выразительным средством. Примером сознательного закрепощения мышц может служить заключительная сцена в комедии Н. В. Гоголя «Ревизор». Крайнее изумление всех присутствующих, узнавших о неожиданном приезде настоящего ревизора, возможно выразить в позах персонажей только через мышечное закрепощение. Если актеры, сохранив позы, снимут напряжение мышц, активность действия мгновенно пропадет. Примером сознательного мышечного расслабления могут служить сцены обмороков и смерти.
Непроизвольно возникающие мышечные перенапряжения или расслабления нужно уничтожать, поскольку они мешают правильному творческому процессу. Но как это делать? В ответ на этот вопрос И. П. Павлов сказал, что природа наградила человека такой высокой организацией, которая при наличии полной увлеченности действием всегда так мобилизует системы организма, что они действуют помимо воли человека продуктивно и правильно. Применительно к движению на сцене это означает, что если возникло подлинное желание действовать, то сама природа актера отберет необходимые, целесообразные амплитуды и темпы для выполнения нужных движений. Увлеченность создает верное напряжение, а это — залог правдивого поведения в роли.
Итак, чтобы актер имел возможность действовать выразительно, он должен: владеть темпом, уметь двигаться непрерывно и прерывно, пользоваться различными по характеру движениями, уметь соединять речь и движение, пение и движение в одинаковых и разных темпо-ритмах, знать и пользоваться техникой движения прошедших исторических эпох (этикет и манеры поведения), владеть техникой специальных сценических приемов (сценических трюков).
Применение этой техники облегчит актеру решение сложных задач внешней выразительности в роли.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
Глава одиннадцатая В вечерний час
Глава одиннадцатая В вечерний час Самая объемная глава книги по праву должна быть посвящена российскому провинциальному досугу. Первейший из которых, разумеется — сидение в кабаках и прочих заведениях, торговавших «распивочно и на вынос». Не нами сказано — «веселие
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ «СПЯЩИЙ ПРОРОК»
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ «СПЯЩИЙ ПРОРОК» Многие считают Эдгара Кейси величайшим ясновидцем и пророком со времен апостольского откровения. Брэд Штейгер Его называли «спящем пророком». Это был гениальный провидец, выделяющийся среди всех остальных в нашу эпоху, изобилующую
Глава одиннадцатая
Глава одиннадцатая В Москве мы расстались с Пекарским.Я пошел в свою московскую квартиру; мама с сестрой жила на даче, и опустелые комнаты показались мне такими глухими и неприятными. Было уже темно, когда я вошел. Не зажигая свечи, не раздеваясь, бросился я на кровать.
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. БОРЬБА С ПРОСТРАНСТВОМ
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. БОРЬБА С ПРОСТРАНСТВОМ Мы уже говорили о том, что эффект кадра строится на установлении изоморфизма между всеми пространственными формами реальности и плоским, ограниченным с четырех сторон пространством экрана. Именно это уподобление различного
Глава 2 Место действия
Глава 2 Место действия IЕсли бы нам каким-то чудом удалось воскресить преподобного Томаса Маршема и вернуть его домой, он бы здорово удивился, обнаружив, что его дом сейчас практически незаметен со стороны. Сегодня дом стоит в густом лесу, находящемся в частном владении, и
Глава одиннадцатая
Глава одиннадцатая В Москве мы расстались с Пекарским.Я пошел в свою московскую квартиру; мама с сестрой жила на даче, и опустелые комнаты показались мне такими глухими и неприятными. Было уже темно, когда я вошел. Не зажигая свечи, не раздеваясь, бросился я на кровать.
Глава III. КОНКРЕТНОСТЬ КАК ПУТЬ К ПОДЛИННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ
Глава III. КОНКРЕТНОСТЬ КАК ПУТЬ К ПОДЛИННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ О конкретности вещей и фактов В наших этюдах, понятное дело, нет ни декораций, ни театральных костюмов, нет и грима. Все как будто бы рассчитано только на воображение и на фантазию участников. А между тем здесь, право
Конкретность-путь к „личному»
Конкретность-путь к „личному» Обстановка парка действует, конечно, очень сильно — здесь атакованы сразу все чувства: и зрение, и слух, и обоняние, и осязание. Такого рода сильного воздействия мы не сможем получить на наших школьных уроках или на репетициях в театре.Тем
Биомеханика физических упражнений ( PDFDrive ) — копия. 1. предмет и методы биомеханики
1. ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ БИОМЕХАНИКИ
Основы учебной дисциплины наиболее полно раскрываются в пред мете и методе соответствующей науки.
Любая наука имеет свой предмет исследования. Предметнауки рас крывает:
∙ Что именно изучается (объект познания).
∙ Какую сторону действительности наука изучает (область позна ния).
∙ С какой целью изучается.
1.1. Общая характеристика биомеханики
как учебной и научной дисциплины
Метод науки показывает основной способ исследования, путь познания закономерностей исследуемых явлений, получения новых знаний. Биомеханика – наука о законах механического движения в живых системах.
В биомеханике, как науке, можно выделить следующие прикладные направления исследования:
1. Биомеханика физических упражнений.
2. Инженерная биомеханика.
3. Медицинская биомеханика.
Биомеханика физических упражнений ориентирована на поиск рациональной техники физических и соревновательных упражнений, на совершенствование их кинематической и динамической структуры, на научное обоснование эффективной методики обучения двигательным действиям.
Инженерная биомеханика смыкается с бионикой, инженерной психологией («человек и машина»), связана с разработкой роботов, манипуляторов и других технических устройств, умножающих возможности человека в трудовых двигательных операциях.
Медицинская биомеханика дает обоснование методам протезирования, протезостроения, травматологии, ортопедии, лечебной физической культуры.
Объект познания биомеханики
Объект познания биомеханики – двигательные действия как системы взаимно связанных активных движений и положений тела человека. Как наука биомеханика изучает не только движения человека, но и движения животных. Однако двигательные действия человека существенно отличаются от движений животных:
− осознанная целенаправленность движений человека;
− возможность контролировать движения и планомерно совершенствовать двигательные действия.
Учебный курс биомеханики направлен на изучение движений только человека, которые совершаются на высшем уровне управления ими. Именно эти особенности движений человека не имеют объяснения ни со стороны классической механики, ни со стороны биологических наук.
Как отмечает основоположник отечественной школы биомеханики Н.А.Бернштейн (1966): «В норме человек производит не просто движения, а всегда действия». Действия человека всегда имеют цель, определенный смысл. Из действий человека, как из кирпичиков движений, складывается его двигательная деятельность. Двигательные действия, составляющие двигательную деятельность, осуществляются посредством целенаправленных активных движений. Именно активные движения человека (а также сохранение положений тела) является объектом изучения биомеханики.
И здесь следует отметить, что активные движения изучаются как системы движений в двигательных действиях человека.
Область изучения биомеханики
Область изучения биомеханики – механические и биологические причины возникновения движений и особенности построения и выполнения движений в различных условиях.
Причины возникновения движений человека и причины их изменения необходимо рассматривать как с позиций механики, так и с точки зрения биологии, учитывая роль человеческого сознания в управлении движения ми.
Механическое движение в живых системах, в частности, в движениях человека проявляется:
− в передвижении биосистемы относительно внешней среды; − в деформации самой биосистемы – перемещение одних ее частей относительно других.
Движения абсолютно твердых тел, которые не деформируются, опи сываются основными законами Ньютона. В живых же системах работа внешних сил (тяжести, трения, сопротивления внешней среды и др.), а так же внутренних сил (тяги мышц) расходуется и на деформацию опорно двигательного аппарата.
Действие внутренних сил обусловлено управлением со стороны цен тральной нервной системы. Поэтому, для корректного описания законо мерностей движений человека, недостаточно ограничиться изучением непосредственно механики движения, но и необходимо рассматривать биологическую сущность организации действия внутренних сил в иссле дуемом двигательном действии. Именно управление движениями с помо щью внутренних сил обеспечивает высокую эффективность двигательных действий в различных условиях исполнения.
Закономерности функционирования мышечного аппарата тела чело века определяются рядом особенностей (зависимость «сила – скорость», зависимость «сила – суставной угол», инерционность процесса мышечного напряжения, позно-тонические рефлексы и т.п.), которые необходимо учи тывать при построении движений. Все это не является предметом исследо ваний в классической механике и поэтому содержание биомеханики суще ственным образом отличается от классической механики.
Целевая направленность биомеханики
Цель изучения биомеханических закономерностей двигательных дей ствий человека заключается:
− оценка эффективности действия приложенных сил для более со вершенного решения двигательной задачи;
− выявление возможностей и путей совершенствования техники со ревновательных упражнений;
− научное обосновании рациональной методики обучения двигатель ным действиям на основе биомеханического анализа техники реально ис полняемых и синтезированных на ПЭВМ упражнений.
Цель изучения учебного курса биомеханики на факультете физиче ского воспитания:
− ознакомить студентов с общими основами биомеханики как науки о движениях человека;
− дать необходимые сведения по биомеханическому обоснованию использования физических упражнений в физическом воспитании; − вооружить знаниями, необходимыми для эффективного применения физических упражнений в качестве средства физического воспитания, по вышения технического мастерства спортсменов и уровня спортивных до стижений.
Системно-структурный подход исследования в биомеханике
Биомеханика, как наука о движениях человека, основывается на си стемно-структурном подходе изучения и понимания двигательных дей ствий. Системно-структурный подход исследования позволяет:
1. Рассматривать тело человека как движущуюся систему. 2. Рассматривать процесс движения как развивающуюся систему. В теории структурности движений заложены следующие основные принципы:
1) принцип структурности построения систем движений – все дви жения в системе взаимосвязаны, что определяет целостность и совершен ство действия;
2) принцип целостности действия – все движения в двигательном действии образуют единое целое. Изменения в одном движении, так или, иначе, влияют на всю систему;
3) принцип иерархичности – отдельные структуры являются состав ными частями более крупных структур;
4) принцип сознательной целенаправленности систем движений – человек сознательно ставит цель двигательного действия, применяет целе-
сообразные движения и управляет ими для эффективного достижения по ставленной цели.
1.2. Формы движения материи.
Естественные и целенаправленные движения
Рассматривая биомеханику как науку, изучающую закономерности механического движения живых систем, целесообразно рассмотреть ос новные понятия о движении вообще и особенности движений человека, в частности.
Движение – одна из форм существования материи и оно так же мно гообразно, как многообразен мир.
Как известно, Ф. Энгельс различал:
1) простые формы движения материи;
2) сложные, высшие формы движения материи.
Простые формы движения материи
Простые формы движения материи включают в себя следующие: − механическое движение;
Рассматриваемые формы движения материи проявляются как в живой, так и в неживой природе.
Механическое движение проявляется в перемещении объектов в про странстве и во времени. Физическое движение – изменение физических свойств материи. Например, изменение температуры, электрического со противления, объема, плотности, состояния и т.п. Химическое движение обусловлено происходящими в материи химическими реакциями.
Сложные формы движения материи
К сложным, высшим формам движения материи относятся: − биологическая;
Биологическая форма движения материи характеризует развитие жи вых систем в онтогенезе и в филогенезе, в частности, человека и животно го мира. Социальная форма движения материи (общественные отношения, мышление) присуща только человеку.
Каждая сложная форма движения материи всегда включает в себя бо лее простые формы. Простейшая форма движения материи – механиче ская, – существует везде. Чем выше форма, тем менее значима механиче ская форма движения материи.
Чем выше форма движения материи, тем труднее выполнить прогноз ее эволюции. Можно заранее рассчитать траекторию движения спутника, предсказать его поведение на орбите, но задача несоизмеримо усложняется при прогнозе «предсказания событий» в социальной форме движения ма
терии, в сфере общественных отношений.
Естественные и целенаправленные движения
Классификация механической формы движения материи на есте ственные и целенаправленные была предложена отечественным ученым В.Г.Кореневым в 1974 г. С позиций биомеханики, предложенная класси фикация корректна и обоснована. Сущность проявления «естественности» и «целенаправленности» в движениях объекта проявляется в следующем.
Если со стороны движущегося объекта вырабатываются управляю щие силы для изменения траектории движения и достижения цели, то такое движение трактуется как целенаправленное.
Движения человека, как самоуправляемой биомеханической системы, относятся к подклассу целенаправленных движений. Для достижения цели движения человек вырабатывает управляющие воздействия (сила тяги мышц), изменяя и формируя тем самым траекторию движения.
В понятии о целенаправленных движениях присутствует философская категория: цель движения. Цель движения можно сформулировать различ ным образом:
− в содержательно-смысловой форме;
− в математической форме.
Содержательно-смысловая постановка цели движения и двигательной задачи
Содержательно-смысловая формулировка цели движения предполага ет описание того движения, которое необходимо выполнить и его конеч ный результат. Например: сделать выпад правой вправо, выполнить пры жок в длину с места толчком двумя, выполнить прыжок вверх толчком ле вой и т.п.
Иначе говоря, конечный результат двигательного действия содержит в себе цель движения. Цель движения характеризует качество выполне ния двигательного задания. Например:
1. Выполнить прыжок в длину с места толчком двумя как можно дальше.
2. Выполнить прыжок вверх с места толчком двумя как можно выше. 3. Пробежать 100 метров как можно быстрее.
4. Проплыть 100 метров за минимально возможное время. В этих примерах качественная картина движений описывается терми нами: дальше, выше, быстрее и т.п. В математической теории оптимизации динамических систем качество исследуемого процесса представлено функ ционалом, заданным в виде математической конструкции определенного вида. Поэтому, можно сказать, что если цель движения задана в математи ческих терминах, то цель движения есть функционал двигательного дей ствия.
Двигательная задача, в отличие от цели движения, может ставиться для отдельных фаз упражнения и для всего упражнения в целом и указы вать или математически описывать те явления, которые должны произойти или не произойти в процессе выполнения двигательного действия. Напри мер, при выполнении большого оборота назад на перекладине формулиру ется цель движения: в момент прохождения общим центром масс (ОЦМ) тела спортсмена вертикального положения над опорой достичь макси мальной линейной скорости ОЦМ. Двигательная задача для рассматрива емого гимнастического упражнения ставится следующим образом:
1. До момента прохождения ОЦМ исполнителя вертикального поло жения под опорой звенья тела спортсмена должны быть расположены на одной прямой.
2. После прохождения ОЦМ исполнителя вертикального положения под опорой выполнить сгибательные движения в суставах таким образом, чтобы:
− сгибание начиналось с дистальных суставов;
− амплитуда сгибательных движений в плечевых суставах не превы шала 30 0 ;
− амплитуда сгибательных движений в тазобедренных суставах не превышала 45 0 ;
− в вертикальном положении над опорой звенья тела спортсмена должны быть расположены на одной прямой.
Таким образом, двигательная задача, представленная в рассматривае мом примере пунктами 1–2, регламентирует технику большого оборота назад на перекладине и указывает на то, что должно произойти или не произойти в процессе выполнения упражнения. По сути дела здесь накла дываются определенные ограничения на кинематику движения.
Математическое представление цели движения
и двигательной задачи (формализация)
Содержательно-смысловую формулировку цели движения и двига тельной задачи всегда можно формализовать (дать математическое пред ставление), в частности, представив их в виде биомеханических характери-
стик в математической форме. Например, выразить биомеханические ха рактеристики движения математическими символами:
Формализовать качество решения двигательной задачи можно с по мощью экстремальных параметров биомеханических характеристик: ми нимум (min), максимум (max) функции. Например, для вышерассмотрен ных примеров формализованная запись качества (F) решения двигательной
− Максимальная длина прыжка – F = S (max).
− Максимальная высота прыжка – F = H (max).
− Максимальная скорость бега – F = V (max).
− Минимальное время бега – F = T (min).
Возможность формализации цели движения и качества решения дви гательной задачи позволяет использовать средства компьютерной техники для построения оптимальной (самой наилучшей) техники соревнователь ных упражнений в вычислительном эксперименте на ПЭВМ.
1.3. Общая задача и частные задачи биомеханики
В биомеханике выделяют две группы задач, решение которых опреде ляет ее содержание – теорию и метод:
− общая задача биомеханики;
− частные задачи биомеханики.
Общая задача охватывает всю область теории биомеханики в целом; частные же задачи важны при изучении конкретных вопросов исследуе мых явлений.
Общая задача биомеханики
Общая задача изучения движений человека состоит в оценке эффек тивности действия внешних и внутренних сил для более совершенного до-
стижения цели движения. Технология решения общей задачи биомехани ки включает в себя три этапа:
1. Определить все силы, действующие на тело спортсмена в процессе выполнения двигательного действия.
− которые оказывают положительное воздействие на достижение це ли движения и эффективное решение двигательной задачи; − которые оказывают отрицательное воздействие на достижение це ли движения и эффективное решение двигательной задачи. 3. Сконструировать такую технику изучаемого упражнения, при кото рой действие сил, оказывающих положительное воздействие на формиро вание рациональной структуры движения, будет максимальным, а дей ствие тех сил, которые оказывают отрицательное воздействие – мини мальным.
Рассмотрим следующий пример. Допустим, спортсмен выполняет большой оборот назад на перекладине (рис.1.1). Ставится цель движения: в момент прохождения вертикального положения над опорой приобрести максимально возможную скорость звеньев тела.
Рис. 1.1. Большой оборот назад на перекладине
В первой половине оборота (I), на тело спортсмена оказывают дей ствие силы: сила тяжести (Р), момент силы трения кистей рук гимнаста о гриф перекладины, сопротивление внешней среды. Во второй половине
Во второй половине оборота эта же сила оказывает отрицательное воздействие: сила тяжести тормозит (-) звенья тела спортсмена. Совокуп ное тормозящее действие моментов силы тяжести и силы трения кистей рук гимнаста о гриф перекладины приведут к тому, что гимнаст, не доходя примерно 30 0 до вертикального положения над опорой (угол Q), остано вится, что не позволит ему успешно решить двигательную задачу.
Анализ решения общей задачи биомеханики в исследуемом упражне нии показывает, что для увеличения положительного действия момента силы тяжести в первой половине оборота необходимо выполнять движе ние выпрямленным телом (руки, туловище, ноги располагаются на одной прямой) для того, чтобы положительная работа момента силы тяжести на всей траектории оборота была наибольшей.
Для уменьшения отрицательного воздействия момента силы тяже сти, во второй половине оборота, гимнасту необходимо выполнить сгиба тельные движения рук в плечевых и ног в тазобедренных суставах, что позволит приблизить общий центр масс звеньев тела спортсмена к опорной вертикали и поддержать набранную скорость.