Программа дисциплины федерального компонента для студентов, обучающихся по специальности 032101 «Физическая культура и спорт»

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА И ТУРИЗМА

БИОМЕХАНИКА

Программа дисциплины федерального компонента для студентов, обучающихся по специальности 032101 «Физическая культура и спорт»

МОСКВА–2009

Программа утверждена и рекомендована

Протокол № _____ от «______» _________ 2009 г.

Составители: Шалманов Анатолий Александрович – доктор педагогических наук, профессор кафедры биомеханики РГУФКСиТ,

Шалманов Александр Александрович – профессор, кандидат педагогических наук кафедры биомеханики РГУФКСиТ

Рецензент: Яшкина Елена Николаевна – к.п.н., доцент кафедры ЕНДиИТ РГУФКСиТ

Программа дисциплины федерального компонента цикла ОПД составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования второго поколения по специальности 032101 «Физическая культура и спорт».

Примерная программа дисциплины «Биомеханика» федерального компонента цикла ОПД составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования второго поколения по специальности 032101 «Физическая культура и спорт».

Ознакомить студентов с биомеханическими основами строения двигательного аппарата человека и физических упражнений как специфического средства оздоровительной физической культуры и спортивной тренировки.

Раскрыть сложность строения двигательных действий человека, которая обусловлена сложностью строения его двигательного аппарата, системы управления движениями, подчинением движений законам не только механики, но и биологии, обусловленностью движений психической деятельностью человека.

Овладение студентами профессионально-педагогическими умениями и навыками самостоятельного обоснования техники соревновательных и тренировочных упражнений и умелое их использование как во время практических занятий с обучаемыми, так и при проведении театрализованных праздников и представлений.

3. Место курса в профессиональной подготовке

Необходимость введения учебного курса «Биомеханика» обусловлена тем, что одной из основных ее задач является изучение закономерностей строения, формирования и совершенствования двигательных действий, используемых в качестве физических упражнений, одного из основных средств физического воспитания и спортивной тренировки. С практической точки зрения биомеханика позволяет найти ответ на один из главных вопросов педагогики – чему учить?

Для более глубокого понимания физической сущности двигательных действий человека и сложности управления ими знаний основных законов механики недостаточно, необходимо учитывать закономерности более высокого порядка (биологические, социальные, психологические и др.). Поэтому изучение данного курса тесно связано с такими дисциплинами, как анатомия, физиология и психология.

4. Требования к уровню освоения содержания курса

В результате изучения курса студент должен знать основные понятия и методы исследования в биомеханике, научиться глубоко разбираться в сложности двигательных актов и понять зависимость этой сложности от множества факторов. Познакомиться с различными подходами к биомеханическому обоснованию техники спортивных движений и уметь применять их на практике.

Отличительной особенностью данного курса является то, что большинство положений и выводов, вытекающих из биомеханического обоснования двигательных действий человека, требуют экспериментального подтверждения и применения математических вычислений. В связи с этим необходимо использование лабораторного практикума с соответствующим аппаратурным оснащением, компьютерной техникой и программным обеспечением.

Особое место в овладении данным курсом отводится самостоятельной работе студентов, которая включает, кроме расчетно-графических работ, подготовку курсовых и дипломных проектов (с использованием знаний по биомеханике спорта), участие в студенческом научном кружке по биомеханике и разработку тем в кружках других кафедр (преимущественно по спортивно-педагогическим дисциплинам). Биомеханическое обоснование спортивной техники в конкретном виде спорта рекомендуется проводить (на занятиях по спортивной специализации, в период педагогической практики) более углубленно с использованием знаний по биомеханике спорта. Особое внимание студентов должно быть обращено: на подбор упражнений для формирования комплексов для восстановления функций ОДА качеств и овладения техникой спортивных упражнений; оценку их исполнения и разбор ошибок; анализ нарушений осанки учащихся и применение корригирующих упражнений; особенности современной спортивной техники; привитие учащимся интереса к проведению научных исследований по биомеханическому обоснованию физических упражнений.

Для лучшего освоения материала программы студентам рекомендуется изготовлять наглядные пособия: приборы и устройства для изучения движений, таблицы с графическим материалом обработки данных биомеханического исследования.

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1. Разделы курса.

Курс включает в себя изучение двух основных разделов. В первом слушатели знакомятся с общей и дифференциальной биомеханикой, в которую входят предмет и методы исследования биомеханики, биомеханические основы строения и функции двигательного аппарата человека, биодинамика и управление движениями человека, биомеханика двигательных качеств, а также индивидуальные и групповые особенности моторики и спортивно-техническое мастерство.

Во втором разделе рассматриваются общие сведения об основных группах спортивных движений (локомоции, движения вокруг осей, перемещающие движения и т.п.).

Организация учебного процесса предусматривает лекционный курс, практические лабораторные, семинарские занятия и самостоятельную работу, включающую в себя выполнение расчетно-графических работ по программе курса.

Тема 1.1. Введение (предмет и история биомеханики). Биомеханика как наука и учебная дисциплина. Механические явления в живых системах. Понятия о формах движения материи. Особенности механического движения человека. Задачи и направления развития общей биомеханики движений человека. Цель и задачи спортивной биомеханики.

Развитие биомеханики. Возникновение биомеханики как науки – Джовани Альфонсо Борелли, Е. Майбридж, Э. Марей, В. Брауне и О. Фишер. Возникновение и развитие отечественной биомеханики - П. Ф. Лесгафт, И. М. Сеченов, А. А. Ухтомский, Н. А. Бернштейн и др. Современное состояние биомеханики. Направления развития биомеханики. Связи биомеханики с другими науками.

Тема 1.2. Методы исследования в биомеханике. Методологические основы изучения двигательной деятельности человека. Понятие о двигательном действии, умении и навыке. Роль и место биомеханики в их изучении.

Логика построения исследований в «статистической биомеханике» (логико-статистический метод и метод регрессионных остатков). Методы качественного биомеханического анализа.

Системно-структурный подход и метод биомеханического обоснования спортивной техники. Строение двигательного действия. Система движений, ее состав и структура. Основы действия: механические - детерминизм, неопределенность, непредсказуемость; биологические - неоднозначность, целенаправленность, вариативность, адаптация и психологические - мотивация, смысловое содержание, самоконтроль. Системные свойства двигательного действия.

Методы механико-математического моделирования движений человека. Эволюция моделей тела человека. Прямая и обратная задачи механики. Скелетно-мышечные модели.

Метод определения биомеханизмов двигательных действий. Этапы создания теоретических (умозрительных и математических) моделей опорно-двигательного аппарата человека (определение цели исследования, построение модели объекта, изучение свойств модели, решение задач исследования с помощью модели и экспериментальная проверка следствий теории).

Инструментальные методики исследования движений. Механо-электрические (гониометрия, спидометрия, акселерометрия, динамометрия, стабилометрия и др.). Оптические и оптико-электронные системы (биомеханическая фото и киносъемка, видеосъемка, телевизионные системы, оптронные пары, лазерные устройства и др.). Электрофизиологические (электромиография).

Тема 1.3. Биомеханика двигательного аппарата человека. Строение пассивной части двигательного аппарата человека. Тело человека как многозвенная система. Кинематические пары и движения в суставах (понятие о степенях свободы). Механические свойства связок и сухожилий. Трибология суставов. Движения в кинематических цепях. Открытые и замкнутые кинематические цепи.

Биомеханика мышц. Механические свойства и механическая модель мышцы. Режимы и механика мышечного сокращения. Работа, мощность и энергия мышечного сокращения. Особенности действия мышц на костные рычаги (золотое правило механики). Биомеханика двусуставных мышц.

Тема 1.4. Биодинамика движений человека. Геометрия масс тела человека: массы и моменты инерции звеньев тела человека, общий и частный центр масс тела и его звеньев, центр объема и центр поверхности тела.

Силы в движениях человека. Силы внешние как меры действия внешних тел, среды и опоры на тело человека. Силы инерции внешних тел, силы упругой деформации, силы тяжести и веса, силы реакции опоры. Роль сил в движениях человека. Силы внутренние как мера взаимодействия частей тела и тканей тела человека.

Силы в пассивных элементах двигательного аппарата человека. Силы внутрибрюшного давления. Экспериментальные и аналитические способы определения внутренних сил.

Фракции полной механической энергии. Теорема Кенига. Работа перемещения: внутренняя и внешняя работа, вертикальная и продольная работа. Экономия механической энергии: обмен энергии, переход энергии от звена к звену, использование потенциальной энергии упругой деформации мышц и сухожилий.

Методы измерения работы и энергии при движениях человека.

Тема 1.5. Биомеханические аспекты управления движениями человека. Основные понятия теории управления. Аппарат управления и аппарат исполнения. Состояния аппарата исполнения – начальное, промежуточное и конечное. Цели управления, программа поведения, конечный результат. Воздействия управляющие и сбивающие.

Способы организации управления в самоуправляемых системах. Программный способ управления. Каналы прямой и обратной связи. Незамкнутые и замкнутые контуры управления. Циклы взаимодействия – центральные и периферические. Движение информации по каналам связи.

Биомеханические аспекты управления мышечной активностью. Проблемы избыточности в управлении мышечной активностью. Принцип неоднозначности нервного импульса, мышечной силы и заданного движения. Модель потребного будущего. Управление и регуляция. Произвольный контроль и сенсорные коррекции. Функциональные системы двигательного действия – энергообеспечивающие и формообразующие

Тема 1.6. Биомеханика двигательных качеств. Понятие о моторике человека как совокупности его двигательных возможностей. Двигательные качества – качественно различные стороны моторики. Явные, видимые, доступные непосредственному измерению и латентные, скрытые, недоступные непосредственному измерению показатели двигательных качеств.

Параметрические и непараметрические зависимости между силой, скоростью и длительностью двигательных заданий.

Биомеханическая характеристика силовых качеств. Сила действия человека. Понятие о силовых качествах.

Зависимость силы действия человека от параметров двигательных заданий (перемещаемой массы, скорости, направления движения, природы сил сопротивления). Положение тела и сила действия человека. Выбор положения тела при тренировке силы.

Топография силы. Биомеханические особенности тренировки силы отдельных мышечных групп. Биомеханические требования к специальным силовым упражнениям. Метод сопряженного воздействия.

Биомеханическая характеристика скоростных качеств. Понятие о скоростных качествах.

Динамика скорости. Скорость изменения силы – градиент силы. Параметрические и непараметрические зависимости между силовыми и скоростными качествами. Биомеханические аспекты двигательных реакций.

Биомеханическая характеристика выносливости. Основы эргометрии. Правило обратимости двигательных заданий. Утомление и его биомеханические проявления. Выносливость и способы ее измерения.

Проблема экономизации спортивной техники; брутто-, нетто- и дельта-коэффициенты экономичности. Биомеханические основы экономизации спортивной техники. Особенности спортивной техники в упражнениях, требующих большой выносливости.

Биомеханические характеристики гибкости. Понятие о гибкости. Методы ее измерения. Активная и пассивная гибкость. Влияние гибкости на спортивную технику.

Биомеханические требования к построению и использованию тренажеров для воспитания двигательных качеств.

Тема 1.7. Спортивно-техническое мастерство. Понятие о спортивной технике. Показатели технического мастерства. Две группы показателей: 1) что умеет делать спортсмен (объем, разносторонность, рациональность техники); 2) как он это умеет делать (эффективность и освоенность техники). Разновидности эффективности (абсолютная, сравнительная и реализационнная) техники и способы их оценки. Показатели освоенности техники (стабильность, устойчивость, автоматизированность выполнения). Дискриминативные признаки спортивной техники.

Тема 1.8. Дифференциальная биомеханика. Дифференциальная биомеханика – раздел биомеханики, изучающий индивидуальные и групповые особенности движений и двигательных возможностей человека.

Телосложение и моторика человека. Влияние тотальных размеров тела людей на их двигательные возможности. Влияние пропорций тела и конституциональных особенностей.

Онтогенез моторики. Роль созревания и научения в онтогенезе моторики. Двигательный возраст, акселераты и ретарданты. Явление гомеореза моторики. Прогноз развития моторики на основе изучения стабильности двигательных показателей и наследственных влияний.

Развитие движений в различные периоды жизни человека: от момента рождения, в младенческом возрасте до одного года, в дошкольном возрасте до трех лет, дошкольном 3–7 лет, школьном 7–17 лет, в возрасте 18–30 лет, старше 30 лет. Влияние возраста на эффект обучения и тренировки.

Особенности моторики женщин. Двигательные, в частности, спортивные, возможности женщин. Биомеханические особенности телосложения и их влияние на моторику.

Двигательные предпочтения, в частности, двигательная асимметрия и ее значение в спорте.

Тема 2.1. Движения вокруг осей. Понятие о вращательном движении. Движение звеньев в суставе (ось вращения в суставе, качение, скольжение и кручение, понятие о конгруэнтности суставных поверхностей). Зависимость углового ускорения звена от моментов внешних для него сил и его собственного момента инерции. Роль упругих и инерционных сил в биокинематической паре. Вращение звена под действием суставной силы.

Движение звеньев кинематической цепи вокруг осей как результат сложения вращательного и радиального движений. Кинематика пары вращений. Изменения момента инерции при радиальном движении. Теорема об изменении кинетического момента системы в приложении к кинематической цепи.

Движения биомеханической системы без опоры и при опоре. Закон сохранения кинетического момента. Особенности его проявления в незамкнутой системе. Взаимодействие тела человека с опорой как причина изменения движения вокруг осей.

Основные способы управления движениями вокруг осей с изменением и сохранением кинетического момента: приложение внешней силы, изменение радиуса инерции, активное создание момента внешней силы, группирование и разгруппирование тела, встречные круговые движения конечностями и изгибания туловищем. Сложение вращательного и поступательного движений. Мгновенная ось вращения.

2.2. Сохранение положения тела и движения на месте. Положение тела человека (место, ориентация и поза). Силы возмущающие и уравновешивающие (их источники и действие). Условия равновесия тела человека (системы тел) и показатели устойчивости. Сохранение положения тела человека в условиях отсутствия и наличия внешних возмущающих воздействий (реципрокный характер взаимодействия мышц антагонистов, изменение жесткости связи в суставах, компенсаторные и амортизирующие движения, балансирование и др.).

Биодинамика осанки статической и динамической. Нарушения и восстановление правильной осанки.

Движения на месте как изменения позы без перемены опоры. Условия движения на месте, сохранение равновесия и места опоры. Сохранение и изменение движения центра масс системы. Взаимодействие опоры, опорных и подвижных звеньев. Роль реактивных внешних сил. Сохранение и изменение количества движения системы. Преодолевающие и уступающие движения при опоре. Механизмы притягивания и отталкивания. Условия активного и пассивного приближения и отдаления относительно верхней и нижней опоры.

Тема 2.3. Локомоторные движения. Локомоторные движения при взаимодействии с опорой (наземные) и средой (водные). Механические условия создания движущих сил при отталкивании от опоры в наземных и водных локомоциях. Работа внутренних сил и изменение кинетической энергии тела человека. Сила реакции опоры при отталкивании и ее составляющие. Соотношение движущих и тормозящих сил.

Скорость, длина, частота и ритм шагов. Стартовые действия: стартовые положения, движения и разгон. Движение по дистанции и финиширование.

Взаимодействие звеньев тела в наземных локомоторных движениях. Механизм собственно отталкивания от опоры. Механизм движения маховых звеньев. Механизм перевернутого маятника.

Виды наземных локомоций. Биомеханика ходьбы: элементы шагательных движений при опоре и переносе ног; сопутствующие движения туловища и рук. Биомеханика бега: период полета - вынос ноги, опускание на опору; периоды опоры - подседание, отталкивание.

Биомеханика прыжка, подготовка к отталкиванию, отталкивание, полет, амортизация.

Передвижение со скольжением; скользящий шаг на лыжах, отталкивание лыжами и палками.

Передвижение с опорой на воду: плавучесть, сопротивление среды, механизм гребка.

Передвижения с механическими преобразованиями движений. Передача усилий при педалировании на велосипеде. Передача усилий при академической гребле.

2.4. Перемещающие движения. Виды перемещающих движений и требования к ним. Основы механики полета снарядов. Скорость, высота и углы вылета снаряда. Влияние вращения снаряда и сопротивления воздуха на траекторию его полета. Гироскопический эффект и эффект Магнуса.

Биомеханика бросков и метаний. Фазовый состав движений. Взаимодействие звеньев тела и сила действия. Скорость в перемещающих движениях. Механизм «хлеста» и поворотное движение целостной кинематической цепи.

Биомеханика ударных действий. Основы теории удара (понятие о механическом ударе, виды ударов и ударный импульс). Фазы ударных действий. Роль ударной массы.

Точность в перемещающих движениях. Два вида точностных заданий. Понятие о целевой точности и способы ее измерения. Влияние биомеханических характеристик движения и условий их выполнения на целевую точность.

Тема 1.1. Что изучает биомеханика и каковы задачи спортивной биомеханики? В чем отличие механических движений человека от движений обычных материальных тел? Каковы основные направления развития биомеханики как науки?

Тема 1.2. В чем различие между понятиями «движение», «двигательное действие» и «двигательная деятельность»? Какова основная роль биомеханики в изучении двигательных действий? Перечислите основные этапы биомеханического обоснования строения двигательного действия. В чем различие между прямой и обратной задачами механики при использовании механико-математических методов исследования? Перечислите основные этапы создания теоретических (умозрительных или математических) моделей двигательного аппарата человека. В чем принципиальное различие между оптическими и механо-электрическими методиками регистрации движений человека?

Тема 1.3. В чем различие между замкнутыми и незамкнутыми кинематическими цепями? Как определить подвижность кинематической цепи? С какой целью в биомеханике используют механическую модель мышцы? Как зависят сила тяги пассивной и активной мышцы от ее длины? При каких из трех режимах мышечного сокращения (преодолевающий, изометрический или уступающий) мышца проявляет наибольшую силу тяги? При каких соотношениях силы и скорости изменения длины мышцы (в преодолевающем режиме) наблюдается максимальная мощность ее сокращения? Почему в большинстве суставов тела человека мышцы проигрывают в силе тяги за костный рычаг, но выигрывают в скорости его движения? Какова, с биомеханической точки зрения, функция двусуставных мышц?

Тема 1.4. Какие показатели характеризуют распределение масс в теле человека? Почему у годовалого ребенка относительная высота ОЦМ тела над опорой в основной стойке больше, чем у взрослого человека? Почему быстрые сгибания и разгибания в плечевых суставах при беге на месте легче выполнять согнутыми, а не прямыми руками? В чем разница между внешними и внутренними силами в движениях человека? Почему повышение внутрибрюшного давления снижает нагрузку на позвоночник, особенно при наклоне туловища вперед? Как изменяется соотношение внутренней и внешней работы с ростом скорости в циклических локомоциях? Какие существуют способы экономии механической энергии внутри системы при движениях человека?

Тема 1.5. В чем основные трудности управления движениями человека? Чем отличается программный способ управления движениями от управления на основе обратных связей? Какие двигательные действия и на каких этапах их освоения характерны для этих способов управления? В чем суть проблемы избыточности в управлении мышечной активностью?

Тема 1.6. Перечислите основные факторы, влияющие на силовые способности человека. Почему с изменением угла в суставе изменяется внешне проявляемый момент силы мышц? Топография силы и как она связана со спортивной специализацией? Как измерить силовые возможности спортсмена? На какие фазы можно разделить время любой двигательной реакции человека, и какие из них поддаются тренировке? Как связаны между собой показатели скорости и силы в одних и тех же и в разных двигательных заданиях? В чем смысл правила обратимости двигательных заданий и его значение в планировании тренировочной нагрузки? Перечислите основные факторы, определяющие выносливость спортсмена и приведите примеры. Какими способами можно повысить экономичность выполнения двигательных действий? Какими способами можно измерить активную и пассивную гибкость человека?

Тема 1.7. В чем различие между рациональностью и эффективностью спортивной техники? Каким способом можно оценить реализационную эффективность техники, приведите пример? Как измерить показатели освоенности техники?

Тема 1.8. Как влияют размеры тела человека на его двигательные возможности? Каково соотношение созревания и научения в разные возрастные периоды? В чем различие календарного и двигательного возраста человека? В чем отличие акселератов от ретардантов? Как можно интерпретировать высокую корреляцию между ювенильными и дефинитивными показателями двигательных возможностей человека? Какие периоды в жизни человека называют сенситивными? Что означает выражение «доминантная рука»?

Тема 2.1. Каков механизм создания вращательного движения одного звена? При каких условиях можно создать или изменить вращение звена без действия на него момента внешней силы? Как проявляется действие закона сохранения кинетического момента в незамкнутой системе? Почему при выполнении вращений в фигурном катании при приближении рук к туловищу возрастает угловая скорость вращения тела? За счет каких движений можно управлять вращательным движением в безопорном положении?

2.2. Как можно количественно определить место, ориентацию и позу тела человека? Почему сохранение положения тела человека называют равновесием колебательного типа? Всегда ли изменение показателей устойчивости для твердого тела приводит к аналогичным изменениям показателей устойчивости для человека? Чем отличается статическая осанка от динамической?

2.3. Чем определяется скорость тела в циклических локомоциях и как измеряются эти показатели в различных циклических видах спорта? Почему использование движения маховых звеньев повышает эффективность отталкивания от опоры? Перечислите основные кинематические механизмы отталкивания от опоры в наземных и водных локомоциях.

2.4. От каких начальных условий зависит траектория полета спортивного снаряда? В чем смысл эффекта Магнуса? Какие свойства двигательного аппарата человека и законы механики используются при выполнении бросков и метаний по механизму хлеста? Перечислите фазы ударного действия. Какова роль ударной массы и за счет каких действий ее можно увеличить? Как измеряется целевая точность?

Темы расчетно-графических работ

Тема 1. Расчет условий сохранения статического положения (по выбору: положение при верхней или нижней опоре, стартовое положение спринтера, пловца, тяжелоатлета и др.).

Тема 2. Расчет кинематики и динамики движения вокруг осей (по выбору: движение вокруг закрепленной или свободных осей, на спортивном снаряде, в полете и др.).

Тема 3. Расчет кинематики и динамики локомоторного движения (по выбору: прыжок, цикл ходьбы, бега, лыжного хода, бега на коньках, способа плавания и др.).

Тема 4. Расчет кинематики и динамики перемещающего движения (по выбору: удар в теннисе, футболе, волейболе, бросок или удар в хоккее, метание копья, диска, молота, толкание ядра и др.).

Исходные данные получают при выполнении лабораторной работы, а также из литературных источников; расчет и графическое оформление отчета с текстовым анализом выполняется в порядке домашнего задания.

4. Примерная тематика рефератов.

1. Энергия упругой деформации мышечно-сухожильных структур и ее роль в повышении эффективности техники и экономичности выполнения физических упражнений.

2. Внешние и внутренние силы в движениях спортсмена и способы их измерения.

3. Методы измерения масс-инерционных характеристик тела человека.

4. Механическая энергия и работа и способы их измерения при движениях человека.

5. Исторический аспект развития идей о механизмах управления движениями человека.

6. Роль двусуставных мышц в движениях человека.

7. Двигательные качества спортсмена и биомеханические требования к их оценке и воспитанию (одно из качеств по выбору).

8. Оценка технической подготовленности в избранном виде спорта.

9. Биомеханическое обоснование строения двигательных действий (локомоторных, перемещающих и т.п.).

1. 
   Предмет и задачи биомеханики. Особенности механического движения человека. Направления развития биомеханики. Задачи биомеханики спорта.
   
2. 
   Биомеханические свойства мышц. Трехкомпонентная механическая модель мышцы. Возникновение силы упругой деформации в пассивной и активной мышце.
   
3. 
   Тело человека как многозвенная система. Кинематические пары и цепи. Определение подвижности кинематических цепей (степени свободы). Проблема избыточности в управлении кинематическими цепями двигательного аппарата человека.
   
4. 
   Виды рычагов. Условия равновесия и движения костных рычагов. «Золотое» правило механики. Действие мышц на костные рычаги.
   
5. 
   Механика мышечного сокращения. Основные режимы мышечного сокращения. Последовательность механических явлений при мышечном сокращении. Мощность, работа и энергия мышечного сокращения.
   
6. 
   Внешние силы в движениях спортсмена (силы упругой деформа­ции, силы тяжести и веса, силы инерции, силы реакции опоры, силы трения, силы сопротивления среды).
   
7. 
   Внутренние силы в движениях спортсмена и их отличие от внешних сил. Силы в пассивных элементах двигательного аппарата человека. Силы внутрибрюшного давления. Способы измерения внешних и внутренних сил.
   
8. 
   Геометрия масс тела человека. Основные показатели, характеризующие распределение масс в теле человека. Цент объема и центр поверхности тела. Влияние масс-инерционных характеристик на движение человека.
   
9. 
   Механическая энергия и работа в движениях человека. Фракции полной механической энергии звена (теорема Кенига). Понятие о внешней и внутренней работе перемещения тела человека. Способы экономии энергии внутри системы. Методы измерения работы и энергии при движениях человека.
   
10. 
    Двигательное действие как система движений. Системно-структурный подход и метод биомеханического обоснования строения двигательного действия.
    
11. 
    Спортивное действие как управляемая система движений. Понятие об управлении. Программный способ управления и управление на основе обратных связей. Центральный и периферический циклы взаимодействия при управлении движениями человека.
    
12. 
    Особенности управления мышечной активностью. Принцип неоднозначности нервного импульса, силы мышечной тяги и движения. Проблема избыточности в управлении мышечной активностью.
    
13. 
    Понятие о двигательных качествах спортсмена. Параметрические и непараметрические зависимости между показателями, характеризующими двигательные качества спортсмена.
    
14. 
    Зависимость силы действия человека от положения тела. Топогра­фия силы. Выбор положения тела при тренировке силы.
    
15. 
    Зависимость силы действия человека от скорости и направле­ния движения.
    
16. 
    Элементарные формы проявления скоростных качеств. Динамика скорости ОЦМ тела в циклических локомоциях. Градиент силы.
    
17. 
    Биомеханические аспекты двигательных реакций (виды двигательных реакций и их фазовый состав).
    
18. 
    Биомеханическая характеристика гибкости. Пассивная и активная гибкость и способы их измерения.
    
19. 
    Выносливость и способы ее измерения. Явные и латентные показатели выносливости.
    
20. 
    Основы эргометрии. Объем, интенсивность и время выполнения двигательного задания. Правило обратимости двигательных заданий.
    
21. 
    Биомеханические проявления утомления. Фазы утомления. Биомеханические основы экономизации спортивной техники (снижение энерготрат в циклических локомоциях и рекуперация энергии).
    
22. 
    Спортивно-техническое мастерство. Объем, разносторонность и рациональность спортивной техники.
    
23. 
    Абсолютная и сравнительная и реализационная эффективность спортивной техники. Способы оценки эффективности. Метод регрессионных остатков.
    
24. 
    Освоенность техники и показатели ее определяющие (стабильность, устойчивость, автоматизированность). Дискриминативные показатели спортивной техники.
    
25. 
    Телосложение и моторика человека. Влияние размеров и пропорций тела человека на его двигательные возможности.
    
26. 
    Онтогенез моторики человека (роль созревания и научения, двигательный возраст). Онтогенез моторики в отдельные возрастные периоды.
    
27. 
    Движение вокруг осей. Динамика вращательного движения одного звена (механизм вращательного движения звена, изменение вращательного движения звена и системы звеньев). Влияние суставных сил на управление вращательным движением звена.
    
28. 
    Управление движениями вокруг осей с изменением и сохранени­ем кинетического момента. Способы управления вращательным движением в безопорном и опорном положении.
    
29. 
    Положение тела человека (место, ориентация и поза). Условия равновесия тела человека и показатели устойчивости. Сохранение положения тела в условиях отсутствия и наличия внешних возмущающих воздействий. Особенности управления мышечной активностью при сохранении и восстановлении положения тела человека.
    
30. 
    Движение на месте как изменение позы без перемены опоры. Сохранение и изменение движения центра масс системы. Механизмы притягивания и отталкивания. Роль реактивных внешних сил.
    
31. 
    Локомоторные движения. Механизм отталкивания от опоры. Роль маховых движений при отталкивании от опоры.
    
32. 
    Биодинамика ходьбы и бега. Биодинамика прыжка (разбег, отталкивание, полет, приземление).
    
33. 
    Биодинамика передвижений с механическими преобразователями. Передача усилий в велосипедном и гребном спорте.
    
34. 
    Биомеханика водных локомоций. Плавучесть тел. Движущие и тормозящие силы в водной среде. Механизм гребковых движений.
    
35. 
    Полет спортивных снарядов (основные показатели, определяющие траекторию спортивного снаряда). Влияние вращения снаряда на его поведение в полете.
    
36. 
    Сила в перемещающих движениях. Особенности взаимодействия звеньев и выбора положения тела в двигательных действиях, требующих максимального проявления силы. Проблема слабого звена.
    
37. 
    Скорость в перемещающих движениях. Понятие об абсолютной, относительной и переносной скорости. Механизм «хлеста».
    
38. 
    Точность в перемещающих движениях (точность слежения и целевая точность). Показатели точности движений (систематическая и случайная ошибки). Проблемы целевой точности в ударных действиях.
    
39. 
    Основы теории удара (понятие о механическом ударе и мера ударного взаимодействия). Виды ударов.
    
40. 
    Биомеханика ударных действий. Фазовый состав ударных действий. Роль ударной массы и скорости рабочего звена тела.
    

Курс «Биомеханика» общим объемом 92 часа изучается в течение одного семестра.

Изучение курса завершается экзаменом. Обязательным условием допуска слушателя к экзамену является сдача реферата.

1. 
   Донской Д.Д. Биомеханика: Учебник для институтов физической культуры / Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. – М.: ФиС, 1979.
   
2. 
   Практикум по биомеханике: Учебное пособие для институтов физической культуры / Под ред. И. М. Козлова. – М.: ФиС, 1980.
   

1. 
   Донской Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения спортивного действия и его совершенствования): Учебно-методическое пособие для студентов физкультурных вузов и тренеров Д.Д. Донской. – М.: РГАФК, 1995.
   
2. 
   Донской Д.Д. Расчетно-графические работы по биомеханике: Методические разработки для студентов ГЦОЛИФКа / Д.Д. Донской, Л. С. Зайцева, М. А. Каймин. – М.: ГЦОЛИФК, 1986.
   
3. 
   Зациорский В.М. Введение (предмет и история биомеханики): Лекция для студентов ГЦОЛИФКа / В.М. Зациорский. – М.: ГЦОЛИФК, 1990.
   
4. 
   Зациорский В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека / В.М. Зациорский, А.С. Аруин, В.Н. Селуянов. – М.: ФиС, 1982.
   
5. 
   Зациорский В.М. Биомеханические основы выносливости / В.М. Зациорский, С.Ю. Алешинский, Н.А. Якунин. – М.: ФиС, 1982.
   
6. 
   Коренберг В.Б. Спортивная биомеханика: Словарь-справочник. Часть II Биомеханическая система. Моторика и ее развитие. Технические средства и измерения / В.Б. Коренберг. – Малаховка, 1999.
   
7. 
   Лукунина Е.А. Сохранение положения тела человека в условиях отсутствия внешних возмущающих воздействий: Методические разработки для слушателей ФУ и студентов / Е.А. Лукунина, Ан.А. Шалманов. – М.: РГАФК, 2000.
   
8. 
   Сучилин Н.Г. Оптико-электронные методы измерения движений человека / Н.Г. Сучилин, В.С. Савельев, Г.И. Попов. – М.: Физкультура образование наука, 2000.
   
9. 
   Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений / В.Л. Уткин. – М.: Просвещение, 1989.
   
10. 
    Шалманов Ал.А. Основные механизмы взаимодействия с опорой в прыжковых упражнениях: Метод. рекомендации для слушателей Высшей школы тренеров, факультетов усовершенствования и повышения квалификации / Ал.А. Шалманов, Ан.А. Шалманов. – М.: 1990.