Презентация на тему "Звенья тела человека как рычаги и маятники"

• 1 слайд

  Звенья тела человека как рычаги и маятники
  г. Миасс Челябинской обл.
  МКОУ «СОШ № 9»
  Учитель физики:
  Боровкова Елена Юрьевна
  
  

• 2 слайд

  Биомеханика движений человека
  Движения человека
  
  
  Поступательное движение
  
  Вращательное движение
  

• 3 слайд

  Биомеханические звенья
  представляют собой своеобразные рычаги и маятники
  Все звенья имеют точки соединения, которые можно рассматривать либо как точки опоры (для рычага), либо как точки отвеса (для маятника).
  Подвижность кинематических цепей обеспечивается работой мышц. Мышцы, действуя на кости, вращают их вокруг осей суставов.
  

• 4 слайд

  Рычажная система тела человека
  Рычагом называется твердое тело, имеющее ось вращения, к которому приложены силы, создающие моменты относительно этой оси.
  Рычаг характеризуется расстоянием между точкой приложения силы и точкой вращения.
  Моментом силы называется произведение силы на его плечо.
  
  

• 5 слайд

  Рычаги
  Первого рода
  
  
  
  Второго рода
  
  
  
  Третьего рода
  

• 6 слайд

  Рычаг 1 рода
  Ось вращения рычага О проходит через сочленение черепа и первого позвонка. Спереди от точки опоры на относительно коротком плече действует сила тяжести головы R, позади – сила F тяги мышц и связок, прикреплённых к затылочной кости.
  
  

• 7 слайд

  Опорой О рычага, через которую проходит ось вращения, служат головки плюсневых костей.
  Преодолеваемая сила R – вес всего тела – приложена к таранной кости.
  Действующая мышечная сила F, осуществляющая подъём тела, передаётся через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.
  
  Рычаг 1 рода
  Рычаг 2 рода
  

• 8 слайд

• 9 слайд

  Звенья тела как рычаги
  

• 10 слайд

  В двигательном аппарате человека мышцы проигрывают в силе, но выигрывают в расстоянии. Это создает значительные нагрузки на костно-мышечный аппарат, которые могут в несколько раз превышать перемещаемый или поднимаемый груз.
  При различных движениях и положениях туловища возникают нагрузки на растяжение и кручение.
  

• 11 слайд

  Рычажное устройство двигательного аппарата дает человеку возможность выполнять дальние броски, сильные удары.
  Но ничто на свете даром не дается. Мы выигрываем в скорости и мощности движения ценой увеличения силы мышечного сокращения.
  Например, для того чтобы, сгибая руку в локтевом суставе, перемещать груз массой 1 кг двуглавая мышца плеча должна развить силу 100—200 Н.
  
  

• 12 слайд

  Звенья тела как маятники
  У всех локомоторных движений общая двигательная задача – усилиями мышц передвигать тело человека относительно опоры или среды.
  
  
  
  

• 13 слайд

  Звенья тела как маятники
  Колебания обеспечиваются за счет вынуждающей силы, которая поступает в систему с вынуждающей частотой. Кроме того, конечности имеют собственную частоту колебаний.
  
  
  
  
  Собственная частота колебаний не зависит от массы качающегося тела, но зависит от его длины
  
  
  

• 14 слайд

  
  Подвижность кинематических цепей обеспечивается работой мышц.
  Мышцы, действуя на кости, вращают их вокруг осей суставов.
  Фигурист может заставить себя вращаться быстрее, обнимая себя руками, или медленнее, расставляя руки в стороны.
  

• 15 слайд

  
  
  Наименьшие затраты энергии на перемещение конечностей имеют место, когда частота движений на 20— 30% больше частоты собственных колебаний руки или ноги.
  Эти 20—30% объясняются тем, что нога не является однозвенным цилиндром, а состоит из трех сегментов (бедра, голени и стопы).
  При наиболее экономичном сочетании частоты и длины шагов или гребков человек демонстрирует существенный рост работоспособности.
  
  
  

• 16 слайд

  Маховые движения
  Маховые движения при отталкивании – это быстрые движения свободных звеньев тела в основном по направлению с отталкиванием ногой от опоры. При маховых движениях перемещаются центры масс соответствующих звеньев тела, что ведет к перемещению общего центра масс всего тела.
  

• 17 слайд

  Рекуперация энергии
  переход потенциальной энергии в кинетическую, затем снова в потенциальную и т. д.
  
  

• 18 слайд

  При резонансной частоте движений такие преобразования осуществляются с минимальными потерями энергии.
  Это означает, что метаболическая энергия, однажды созданная в мышечных клетках и перешедшая в форму механической энергии, используется многократно — и в этом цикле движений, и в последующих.
  А если так, то потребность в притоке метаболической энергии уменьшается.
  
  

• 19 слайд

  «Обмен» силы на скорость тем более выражен, чем больше соотношение плеч рычага. Проиллюстрируем это важное положение примером из гребли. Все точки весла-тела, движущегося вокруг оси, имеют одну и ту же угловую скорость:
  
  
  
  Но их линейные скорости неодинаковы. Линейная скорость (v) тем выше, чем больше радиус вращения:
  Следовательно, для увеличения скорости нужно увеличивать радиус вращения.
  

• 20 слайд

  При наиболее экономичном сочетании частоты и длины шагов или гребков человек демонстрирует существенный рост работоспособности.
  
  

• 21 слайд

  Вопросы
  Как зависит дальность броска от длины рычага?
  Как увеличить скорость движения при гребле?
  Как скорость движения зависит от его длины?
  Каким веслом легче грести длинным или коротким?
  Как зависит скорость бега от роста спортсмена?
  Рычаги какого рода встречаются в организме человека?
  Как можно достичь высокой экономичности движений человека?
  В чем заключается процесс рекуперации энергии?