Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Ходьба людини



План:


Введення

Ходьба людини - найбільш природна локомоция людини.

  1. Автоматизований руховий акт, що здійснюється в результаті складної координованої діяльності скелетних м'язів тулуба і кінцівок [1].
  2. Різновид двоногого пересування, при якому опора на одну ногу циклічно змінюється двуопорним періодом, а потім опорою на іншу ногу. При ходьбі контакт з опорою не втрачається, на відміну від бігу, при якому двуопорние періоди замінюються відривом від опори обох ніг - періодом польоту.
  3. Самий доступний вид фізичного навантаження [2], різновид аеробного навантаження (К. Купер, 1980), форма оздоровчої тренування.

1. Інші визначення

Існують і інші визначення, що характеризують цю локомоції:

    • Череда рефлекторно контрольованих падінь. Ходьбу образно описують як "кероване падіння". При кожному кроці людина нахиляється вперед і починає падіння, якому перешкоджає висунута вперед нога. Після того як вона стосується землі, на неї переноситься вага тіла, коліно подгибается, амортизуючи падіння, і випрямляється, повертаючи тіло на вихідну висоту.
    • Ходьбу розглядають з позиції моделі прямого і зворотного маятника, розглядаючи сегменти кінцівок і тіло як систему фізичних маятників.
      Ходьба з позиції фізичного маятника
    • За образним висловом Бернштейна, який об'єднав біомеханіку і нейрофізіологію рухового апарату в єдину науку фізіологію рухів, ходьба це:

"... Синергії, що охоплюють всю мускулатуру і весь руховий апарат зверху донизу" [3]
"... Циклічний акт, тобто рух, в якому періодично повторюються знову і знову одні і ті ж фази". [4]

    • Ходьба - це рухова дія, результат реалізації рухового стереотипу, комплексу безумовних і умовних рефлексів.
    • Ходьба - це руховий навик, який представляє собою ланцюг послідовно закріплених умовно рефлекторних рухових дій, які виконуються автоматично без участі свідомості.

2. Види ходьби

як природної локомоції : як спортивної та оздоровчої локомоції: як військово-прикладної локомоції
  1. Ходьба нормальна
  2. Патологічна ходьба:
  • при порушенні рухливості в суглобах
  • при втраті або порушенні функції м'язів
  • при порушенні мас-інерційних характеристик нижньої кінцівки
(Наприклад, ходьба на протезі гомілки, стегна)
  • Ходьба з додатковою опорою на тростину (на дві палиці)
Марширування (eng.) (організована ходьба, вправа в мірній ходінні правильними побудованими рядами) [5]

Не слід плутати види ходьби з видами ходи. Ходьба - руховий акт, різновид рухової активності. Хода - особливість ходьби людини, "манера ходити" [6]


3. Завдання ходьби

Завдання ходьби як важливої ​​локомоторну функції:

  • Безпечне лінійне поступальне переміщення тіла вперед (головна задача).
  • Утримання вертикального балансу, запобігання падіння при русі.
  • Збереження енергії, використання мінімальної кількості енергії за рахунок її перерозподілу протягом циклу кроку.
  • Забезпечення плавності пересування (різкі рухи можуть бути причиною пошкодження).
  • Адаптація ходи для усунення хворобливих рухів і зусиль.
  • Збереження ходи при зовнішніх збурюючих впливах або при зміні плану рухів (Стабільність ходьби).
  • Стійкість до можливих іннерваціоним і біомеханічних порушень.
  • Оптимізація пересування, насамперед, підвищення ефективності безпечного переміщення центру ваги з найменшою витратою енергії.

4. Параметри ходьби

Загальні параметри ходьби

Найбільш загальними параметрами, що характеризують ходьбу, є лінія переміщення центру мас тіла, довжина кроку, довжина подвійного кроку, кут розвороту стопи, база опори, швидкість переміщення і ритмічність.

  • База опори - це відстань між двома паралельними лініями, проведеними через центри опори п'ят паралельно лінії переміщення.
  • Короткий крок - це відстань між точкою опори п'яти однієї ноги і центром опори п'яти контралатеральной ноги.
  • Розворот стопи - це кут, утворений лінією переміщення і лінією, що проходить через середину стопи: через центр опори п'яти і точку між 1 і 2 пальцем.
  • Ритмічність ходьби - відношення тривалості переносний фази однієї ноги до тривалості переносний фази іншої ноги.
  • Швидкість ходьби - число великих кроків в одиницю часу. Вимірюється в одиницях: крок за хвилину або км. на годину. Для дорослого - 113 кроків за хвилину.

5. Біомеханіка ходьби

Ходьбу при різних захворюваннях вивчає розділ медицини - клінічна біомеханіка; ходьбу як засіб досягнення спортивного результату або підвищення рівня фізичної підготовленості вивчає розділ фізичної культури - спортивна біомеханіка. Ходьбу вивчають багато інших наук: комп'ютерна біомеханіка, театральне та балетне мистецтво, військова справа. Основою для вивчення всіх біомеханічних наук є біомеханіка ходьби здорової людини в природних умовах. Ходьбу розглядають з позиції єдності біомеханічних і нейрофізіологічних процесів, які визначають функціонування локомоторну системи людини [7].

Біомеханічна структура ходьби = тимчасова структура ходьби + кінематика ходьби + динаміка ходьби + іннерваціонная структура ходьби

Тимчасова структура ходьби, зазвичай заснована на аналізі результатів подографіі. Подографія дозволяє реєструвати моменти контакту різних відділів стопи з опорою. На цій підставі визначають тимчасові фази кроку.

Кінематику ходьби вивчають з використанням контактних і безконтактних датчиків вимірювання кутів у суглобах (гоніометрія), а також із застосуванням гіроскопів - приладів, що дозволяють визначити кут нахилу сегмента тіла щодо лінії гравітації. Важливим методом в дослідженні кінематики ходьби є методика циклографию - метод реєстрації координат світяться точок, розташованих на сегментах тіла.

Динамічні характеристики ходьби вивчають із застосуванням дінамографіческой (силовий) платформи. При опорі силову платформу реєструють вертикальну реакцію опори, а також горизонтальні її складові. Для реєстрації тиску окремих ділянок стопи застосовують датчики тиску або тензодатчики, вмонтовані в підошву взуття.

Фізіологічні параметри ходьби реєструють за допомогою методики електроміографії - реєстрації біопотенціалів м'язів. Електроміографія, зіставлена ​​з даними методик оцінки тимчасової характеристики, кінематики і динаміки ходьби, є основою біомеханічного і іннерваціонного аналізу ходьби.


5.1. Тимчасова структура ходьби

Проста двоконтактними подограмма

Основний метод дослідження тимчасової структури - метод подографіі. Наприклад дослідження ходьби із застосуванням самої простий, двоконтактними електроподографіі полягає у використанні контактів в підошві спеціального взуття, які замикаються при опорі на біомеханічну доріжку. На малюнку зображено ходьба в спеціальному взутті з двома контактами в області п'яти і переднього відділу стопи. Період замикання контакту реєструється і аналізується приладом: замикання заднього контакту - опора на п'яту, замикання заднього і переднього - опора на всю стопу, замикання переднього контакту - опора на передній відділ стопи. На цій підставі будують графік тривалості кожного контакту для кожної ноги.

Тимчасова структура кроку

Графік найпростішою двоконтактними подограмми зображується у вигляді подограмми правої ноги і подограмма лівої ноги. Червоним кольором виділена подограмма правої ноги. Тобто тієї ноги, яка в даному випадку починає і закінчує цикл ходьби - подвійний крок. Тонкою лінією позначають відсутність контакту з опорою, потім ми бачимо час контакту на задній відділ стопи, на всю стопу і на передній відділ. Локомоторну цикл складається з двох двуопорних і двох переносних фаз. За подограмме визначають інтервал опори на п'яту, на всю стопу і на її передній відділ. Тимчасові характеристики кроку виражають у секундах і в відсотках до тривалості подвійного кроку, тривалість якого приймають за 100%.

Всі інші параметри ходьби (кінематичні, динамічні та електрофізіологічні) прив'язують до подограмме - основного методу оцінки тимчасової характеристики ходьби.


5.2. Кінематика ходьби

Дослідження динаміки ходьби

Проводячи кінематичний аналіз ходьби, насамперед, визначають переміщення загального центру мас тіла і кутові переміщення у великих суглобах нижніх кінцівок і в суглобах стопи.

Кінематичний аналіз проводять, досліджуючи ці рухи в трьох основних анатомічних площинах тіла: у сагітальній, в горизонтальній і у фронтальній площині. Рухи сегментів тіла співвідносять з фазами тимчасової характеристики ходьби.

Реєстрація рухів сегментів тіла проводиться як контактним, так і безконтактним методом. Досліджують лінійні і кутові переміщення, швидкість і прискорення.

Основні методи дослідження: циклографию, гоніометрія і оцінка руху сегмента тіла за допомогою гіроскопа.

Метод циклографию дозволяє реєструвати зміну координат світяться точок тіла в системі координат.

Гоніометрія - зміна кута ноги прямим методом із застосуванням кутових датчиків і неконтактним за даними аналізу циклограми.

Крім того, застосовують спеціальні датчики гіроскопи і акселерометри. Гіроскоп дозволяє реєструвати кут повороту сегмента тіла, до якого він прикріплений, навколо однієї з осей обертання, умовно названої віссю відліку. Зазвичай гіроскопи застосовують для оцінки руху тазового і плечового пояса, при цьому послідовно реєструють напрям руху в трьох анатомічних площинах - фронтальній, сагітальній та горизонтальній.

Оцінка результатів дозволяє визначити в будь-який момент кроку кут повороту таза і плечового пояса в сторону, вперед або назад, а також поворот навколо поздовжньої осі. У спеціальних дослідженнях застосовують акселерометри для вимірювання в даному випадку тангенціального прискорення гомілки.

Для дослідження ходьби використовують спеціальну біомеханічну доріжку, вкриту електропровідним шаром.

Важливу інформацію отримують при проведенні традиційного в біомеханіки ціклографіческого дослідження, яке, як відомо, грунтується на реєстрації методом відео-кінофотос'емкі координат світяться маркерів, розташованих на тілі випробуваного.


5.3. Динаміка ходьби

Динаміка ходьби не може бути вивчена методом прямого вимірювання сили, яка продукується працюючими м'язами. До теперішнього часу відсутні доступні для широкого використання методики вимірювання моменту сили живої м'язи, сухожилля або суглоба. Хоча слід зазначити, що прямий метод, метод імплантації датчиків сили і тиску безпосередньо у м'яз або сухожилля застосовується в спеціальних лабораторіях. Прямий метод дослідження обертаючого моменту здійснюється також при використанні датчиків у протезах нижніх кінцівок і в ендопротезів суглобів.

Подання про сили, які впливають на людину при ходьбі, може бути отримано або у визначенні зусилля в центрі мас усього тіла, або шляхом реєстрації опорних реакцій.

Практично, сили м'язової тяги при циклічному русі можна оцінити, тільки, вирішуючи завдання зворотного динаміки. Тобто знаючи швидкість і прискорення рухомого сегмента, а також його масу і центр мас, ми можемо визначити силу, яка викликає цей рух, слідуючи друга закону Ньютона (сила прямо пропорційна масі тіла і прискоренню).

Реальні сили при ходьбі, які можна виміряти - це сили реакції опори. Зіставлення сили реакції опори і кінематики кроку дозволяють оцінити величину обертаючого моменту суглоба. Розрахунок обертаючого моменту м'яза може бути зроблений виходячи з зіставлення кінематичних параметрів, точки докладання реакції опори і біоелектричної активності м'яза.


5.3.1. Сила реакції опори

Сила реакції опори - сила, що діє на тіло з боку опори. Ця сила дорівнює і протилежна тій силі, яку надає тіло на опору.

Сила реакції опори це сила, що діє на тіло з боку опори. Ця сила дорівнює і протилежна тій силі, яку надає тіло на опору. Якщо при стоянні сила реакції опори дорівнює вазі тіла, то при ходьбі до цієї сили додаються сила інерції і сила, створювана м'язами при відштовхуванні від опори.

Для дослідження сили реакції опори зазвичай застосовують дінамографіческую (силову) платформу, яка вмонтована в біомеханічну доріжку. При опорі в процесі ходьби на цю платформу реєструють виникають сили - сили реакції опори. Силова платформа дозволяє реєструвати результуючий вектор сили реакції опори.

Динамічна характеристика ходьби оцінюється шляхом дослідження опорних реакцій, які відображають взаємодію сил, що беруть участь в побудові локомоторного акта: м'язових, гравітаційних і інерційних. Вектор опорної реакції в проекції на основні площини розкладається на три складові: вертикальну, поздовжню і поперечну. Ці складові дозволяють судити про зусилля, пов'язаних з вертикальним, поздовжнім і поперечним переміщенням загального центру мас. Сила реакції опори включає в себе вертикальну складову, діючу в напрямку вгору-вниз, поздовжню складову, спрямовану вперед-назад по осі Y, і поперечну складову, спрямовану медіально-латерально по осі X. Це похідна від сили м'язів, сили гравітації і сили інерції тіла.

Вертикальна складова сили реакції опори

Вертикальна складова вектора опорної реакції.

Графік вертикальної складової опорної реакції при ходьбі в нормі має вигляд плавної симетричною двогорбий кривої. Перший максимум кривої відповідає інтервалу часу, коли в результаті перенесення ваги тіла на опорну ногу відбувається передній поштовх, другий максимум (задній поштовх) відображає активне відштовхування ноги від опорної поверхні і викликає просування тіла вгору, вперед і в сторону опорної кінцівки. Обидва максимуму розташовані вище рівня ваги тіла і становлять відповідно при повільному темпі приблизно 100% від ваги тіла, при довільному темпі 120%, при швидкому - 150% і 140%.

Мінімум опорної реакції розташований симетрично між ними нижче лінії ваги тіла. Виникнення мінімуму обумовлено заднім поштовхом іншої ноги і наступним її перенесенням; при цьому з'являється сила, спрямована вгору, яка вираховується з ваги тіла. Мінімум опорної реакції при різних темпах становить від ваги тіла відповідно: при повільному темпі - приблизно 100%, при довільному темпі 70%, при швидкому - 40%.

Таким чином, загальна тенденція при збільшенні темпу ходьби полягає в зростанні значень переднього і заднього поштовхів і зниженні мінімуму вертикальної складової опорної реакції.

Поздовжня складова сили реакції опори

Поздовжня складова вектора опорної реакції це, по суті, срезивающіх сила дорівнює силі тертя, яка утримує стопу від переднезаднего ковзання. На малюнку зображений графік залежності поздовжньої опорної реакції залежно від тривалості циклу кроку при швидкому темпі ходьби (помаранчева крива), при середньому темпі (пурпурна) і повільному темпі (синя).

Графік поздовжньої складової опорної реакції має також два, але різноспрямованих максимуму, відповідних переднього і заднього поштовхів і мінімум рівний нулю між ними. Величина цих максимумів при повільному темпі становить 12% і 6%, при довільному темпі - 16 / і 24%, при швидкому - 21% і 30%.

Поздовжня складова характеризується аналогічною тенденцією збільшення переднього та заднього поштовхів при підвищенні темпу ходьби.

Поперечна складова сили реакції опори

Поперечна (медіолатеральная) складова вектора опорної реакції, так само як і поздовжня, породжена силою тертя.

Графік поперечної складової опорної реакції за формою нагадує перевернутий графік вертикальної складової. Крива також має двома максимумами, приуроченими до фаз переднього і заднього поштовхів і спрямованими медіально. Проте на самому початку циклу виявлено ще один максимум, що має протилежний напрямок. Це короткий період опори на зовнішній відділ п'яти.

При збільшенні темпу ходьби все максимуми зростають (червона лінія), їх значення становлять від ваги тіла: при повільному темпі - 7% і 5%, при довільному темпі - 9% і 8%, при швидкому - 13% і 7%. Залежності цих величин від темпу ходьби показані на малюнку. Таким чином, чим вище темп ходьби, тим більше сила і відповідно енергія, яка витрачається на подолання сили тертя.

Точка прикладання сили реакції опори

Реакція опори - ці сили прикладені до стопи. Вступаючи в контакт з поверхнею опори, стопа випробовує тиск з боку опори, рівне і протилежне тому, яке стопа надає на опору. Це і є реакція опори стопи. Ці сили нерівномірно розподіляються по контактної поверхні. Як і всі сила такого роду їх можна зобразити у вигляді результуючого вектора, який має величину і точку додатка.

Точка програми вектора реакції опори на стопу інакше називається центром тиску. Це важливо, для того щоб знати, де знаходиться точка докладання сил, що діють на тіло з боку опори. При дослідженні на силовий платформі ця точка називається точкою прикладання сили реакції опори.

Траєкторія додатка сили реакції опори

Траєкторія сили реакції опори в процесі ходьби зображується у вигляді графіка: "залежність величини сили реакції опори від часу опорного періоду". Графік являє собою переміщення вектора реакції опори під стопою.

Нормальний патерн, траєкторія переміщення реакції опори при нормальній ходьбі являє собою переміщення від зовнішнього відділу п'яти уздовж зовнішнього краю стопи в медіальному напрямку до точки між 1 і 2 пальцем стопи. Траєкторія переміщення варіабельна і залежить від темпу і типу ходьби, від рельєфу поверхні опори, від типу взуття, а саме від висоти каблука і від жорсткості підошви. Паттерн реакції опори в чому визначається функціональним станом м'язів нижньої кінцівки і іннерваціонной структурою ходьби.


5.4. Іннерваціонная структура ходьби

Графіки електричної активності деяких м'язів протягом циклу ходьби здорової людини. Внизу електрична активність сполучати з подограммой. Суцільним кольором на графіках позначена робота м'язів в поступається режимі, штриховими лініями - долає. Червоним кольором виділені м'язи-розгиначі, синім - м'язи-згиначі. М'язи працюють то в поступається, то в преодолевающем режимі. М'язи розгиначі активні, головним чином, в опорну фазу циклу (їх називають м'язи опорної фази), а м'язи згиначі в переносну фазу (їх називають м'язи переносний фази).

Визначення зовнішніх обертаючих моментів суглобів головним чином, нижньої кінцівки є на сьогодні єдиним об'єктивним методом оцінки внутрішнього обертаючого моменту, який визначається м'язовим зусиллям в різні фази ходьби (поряд з іншими факторами: еластичність зв'язок, сухожиль, геометрія суглобової поверхні). А ось про розподіл зусиль різних груп м'язів, про просторово-часової характеристиці роботи м'язів судять за даними електроміографічного дослідження. Ці дані співвідносять з тимчасовою і силовий характеристикою кожної фази кроку і отримують досить повне уявлення про роботу основного двигуна людини і про управління цим процесом.

Багатоканальна міографії з комп'ютерною обробкою отриманого сигналу є традиційним об'єктивним методом вивчення іннерваціоной і біомеханічної структури ходьби.

У ходьбі беруть участь багато м'язи і групи м'язів, проте для ходьби найбільш значущими м'язами є м'язи розгиначі (триголовий м'яз гомілки, чотириглавий м'яз стегна, велика і середня сідничний), і м'язи-згиначі (підколінні згиначі: полуперепончатая і полуперепончатая і біцепс стегна і передня большеберцовая м'яз).

Робота м'язів-розгиначів є основним силовим джерелом для переміщення загального центру мас. Активність м'язів розгиначів обумовлена ​​також необхідністю пригальмовування руху сегментів у фазу перенесення. Скорочення м'язів згиначів направлено на корекцію положення або руху кінцівки в переносну фазу. При звичайних умовах ходьби коригуюча функція м'язів мінімальна. Прямий м'яз у складі чотириголового стегна забезпечує амортизацію переднього поштовху і наступне розгинання в колінному суглобі в фазу опори. Велика сідничний м'яз забезпечує розгинання стегна в фазу опори. Литковий м'яз - відштовхування від опорної поверхні і вертикальне переміщення загального центру мас. Підколінні згиначі - регулювання швидкості руху в колінному суглобі. Передня большеберцовая - корекцію положення стопи.

Чергування різних режимів діяльності м'язів містить в собі певний сенс біомеханічний: під час поступається роботи збільшується напруга м'язи і її рефлекторна активація, кінетична енергія переходить в потенційну енергію пружної деформації м'язів. При цьому ефективність поступається (негативної) роботи м'язів перевищує в 2-9 разів ефективність їх долає (позитивної) роботи.

Під час долає режиму м'яз виробляє механічну роботу, при цьому потенційна енергія пружної деформації м'язів перетворюється в кінетичну енергію всього тіла або його окремих частин. На перший погляд, переборює режим роботи м'язів обумовлює виникнення і прискорення рухів, а поступається режим - їх уповільнення або припинення. Насправді поступається режим діяльності м'язів має більш глибокий зміст. "Коли тіло людини при ходьбі вже придбав відому швидкість, гальмування рухів окремої ланки призводить до перерозподілу кінетичного моменту і, отже, до прискорення рухів суміжного ланки. Завдяки багатоланкової структурі рухового апарату такий опосередкований спосіб управління рухами нерідко виявляється енергетично більш вигідним, ніж прямий, бо дозволяє краще утилізувати раніше накопичену кінетичну енергію " [8].


6. Основні біомеханічні фази

Аналіз кінематики, опорних реакцій і роботи м'язів різних частин тіла переконливо показує, що протягом циклу ходьби відбувається закономірна зміна біомеханічних подій. "Ходьба здорових людей, незважаючи на ряд індивідуальних особливостей, має типову і стійку біомеханічну і іннерваціонную структуру, тобто певну просторово-часову характеристику рухів і роботи м'язів" [9].

Повний цикл ходьби - період подвійного кроку - складається для кожної ноги з фази опори і фази перенесення кінцівки.

При ходьбі людина послідовно спирається то на одну, то на іншу ногу. Ця нога називається опорною. Контралатеральная нога в цей момент виноситься вперед (Це - переносна нога). Період перенесення ноги називається "фаза переносу". Повний цикл ходьби - період подвійного кроку - складається для кожної ноги з фази опори і фази перенесення кінцівки. У опорний період активне м'язове зусилля кінцівок створює динамічні поштовхи, що повідомляють центру тяжіння тіла прискорення, необхідне для поступального руху. При ходьбі в середньому темпі фаза опори триває приблизно 60% від циклу подвійного кроку, фаза переносу приблизно 40%.

Початком подвійного кроку прийнято вважати момент контакту п'яти з опорою. У нормі приземлення п'яти здійснюється на її зовнішній відділ. З цього моменту ця (права) нога вважається опорною. Інакше цю фазу ходьби називають передній поштовх - результат взаємодії сили тяжіння рухомого людини з опорою. На площині опори при цьому виникає опорна реакція, вертикальна складова якої перевищує масу тіла людини. Тазостегновий суглоб знаходиться в положенні згинання, нога випрямлена в колінному суглобі, стопа в положенні легкого тильного згинання. Наступна фаза ходьби - опора на всю стопу. Вага тіла розподіляється на передній і задній відділ опорної стопи. Інша, в даному випадку - ліва нога, зберігає контакт з опорою. Тазостегновий суглоб зберігає положення згинання, коліно подгибается, пом'якшуючи силу інерції тіла, стопа приймає середнє положення між тильним і підошовним згинанням. Потім гомілка нахиляється вперед, коліно повністю розгинається, центр мас тіла просувається вперед. У цей період кроку переміщення центру мас тіла відбувається без активної участі м'язів, за рахунок сили інерції. Опора на передній відділ стопи. Приблизно через 65% часу подвійного кроку, в кінці інтервалу опори, відбувається відштовхування тіла вперед і вгору за рахунок активного підошовного згинання стопи - реалізується задній поштовх. Центр мас переміщається вперед в результаті активного скорочення м'язів.

Наступна стадія - фаза переносу характеризується відривом ноги і переміщенням центру мас під впливом сили інерції. В середині цієї фази, всі великі суглоби ноги знаходяться в положенні максимального згинання. Цикл ходьби завершується моментом контакту п'яти з опорою.

У циклічної послідовності ходьби виділяють моменти, коли з опорою стикаються тільки одна нога ("одноопорний період") і обидві ноги, коли винесена вперед кінцівку вже торкнулася опори, а розташована позаду ще не відірвалася ("двуопорная фаза"). Зі збільшенням темпу ходьби "двуопорние періоди" коротшають і зовсім зникають при переході в біг. Таким чином, за кінематичними параметрами, ходьба від бігу відрізняється наявністю двуопорной фази.


7. Ефективність ходьби

Основний механізм, що визначає ефективність ходьби - це переміщення загального центру мас.

переміщення ОЦМ, Трансформація кінетичної (T k) і потенційної (E p) енергії

Переміщення загального центру мас (ЗЦМ) являє собою типовий синусоїдальний процес з частотою відповідної подвійному кроці в медіолатеральном напрямку, і з подвоєною частотою в передньо-задньому і вертикальному напрямку. Переміщення центру мас визначають традиційним ціклографіческім методом, позначивши загальний центр мас на тілі випробуваного світловими точками.

Однак можна зробити простіше, математичним способом, знаючи вертикальну складову сили реакції опори. Із законів динаміки прискорення вертикального переміщення дорівнює відношенню сили реакції опори до масі тіла, швидкість вертикального переміщення дорівнює відношенню добутку прискорення на інтервал часу, а саме переміщення добутку швидкості на час. Знаючи ці параметри, можна легко розрахувати кінетичну і потенційну енергію кожної фази кроку. Криві потенційної і кінетичної енергії являють собою як би дзеркальне відображення одне одного і мають фазовий зрушення приблизно в 180 .

Відомо, що маятник має максимум потенційної енергії у вищій точці і перетворює її в кінетичну, відхиляючись вниз. При цьому деяка частина енергії витрачається на тертя. Під час ходьби, вже на самому початку періоду опори, як тільки ОЦМ починає підніматися, кінетична енергія нашого руху перетворюється на потенційну, і навпаки, переходить у кінетичну, коли ОЦМ опускається. Таким чином, зберігається близько 65% енергії. М'язи повинні постійно компенсувати втрату енергії, яка становить близько тридцяти п'яти відсотків [10]. М'язи включаються для переміщення центру мас з нижнього положення в верхнє, заповнюючи втрачену енергію.

Ефективність ходьби пов'язана з мінімізацією вертикального переміщення загального центру мас. Однак збільшення енергетики ходьби нерозривно пов'язане зі збільшенням амплітуди вертикальних переміщень, тобто при збільшенні швидкості ходьби і довжини кроку неминуче збільшується вертикальна складова переміщення центру мас.

Протягом опорної фази кроку спостерігається постійні компенсуючі руху, які мінімізують вертикальні переміщення і забезпечують плавність ходу.

До таких рухів відносять:

  • поворот таза щодо опорної ноги,
  • нахил таза в бік неопорной кінцівки,
  • підгинання коліна опорної ноги при підйомі ОЦМ,
  • розгинання при опусканні ОЦМ.

8. Цікаві факти

  • Характеристика ходьби здорових людей в різному темпі: [11]
Параметри: Повільний темп Уповільнений темп Довільний темп Прискорений темп Швидкий темп
Середня швидкість (м / с) / (км / ч) 0,61 / 2,196 0,91 / 3,276 1,43 / 5,148 1,90 / 6,840 2,28 / 8,208
Темп (крок / хв) 67,8 84,5 109,1 125,0 137,9
Довжина кроку (метр) 0,51 0,6 0,74 0,84 0,88
  • При довільному темпі ходьби активність м'язів мінімальна. Цей феномен пояснюється збігом частоти дії змушують м'язових сил до власної частоти коливань нижньої кінцівки. [12]
  • Оптимальний темп ходьби запрограмований частотними характеристиками тіла людини, тобто геометрією нижньої кінцівки і пружністю зв'язкового-м'язового апарату. Він приблизно дорівнює резонансній частоті нижньої кінцівки.
  • При ходьбі стійкість тіла збільшується в кілька разів порівняно зі стійкістю при стоянні. Цей біомеханічний феномен дотепер не вивчений. Існує гіпотеза, що пояснює стійкість тіла при ходьбі коливальними рухами центру гомілковостопного суглоба. Тіло людини представляється з позиції перевернутого маятника з центром в області гомілковостопних суглобів, який набуває стійкість у вертикальному положенні, якщо його центр здійснює коливання вгору-вниз з досить високою частотою (маятник Капіци).
  • За 70 років життя людина робить в середньому 500 мільйонів кроків і долає шлях, приблизно дорівнює відстані від Землі до Місяця (384 тис. км.).
  • Переможець Кубка світу в спортивній ходьбі в 1983 р. пройшов 20 км з середньою швидкістю 15,9 км / ч. [13]
  • Локомоції дітей віком до 6 років нестійкі, що пов'язано з несформованим руховим стереотипом. За словами Н. Бернштейна це і не ходьба і не біг, а щось ще не определившееся. [14]
  • Спортивний лікар Кеннет Купер вважав, що для досягнення задовільної тренованості потрібно проходити відстань не менше 6,5 км у прискореному темпі [15].
  • Рецепт здоров'я від Миколи Михайловича Амосова ( 1913 - 2002): "Ходити потрібно тільки швидко, завжди швидко, щоб пульс частішав хоча б до 100, покриваючи відстань 4-5 км." [16]
  • Ризик розвитку постменопаузального остеопорозу істотно нижче, якщо жінка проходить більше 12 кілометрів на тиждень.
  • Швидка ходьба (6 км на годину) тривалістю більше 3,5 годин на тиждень вдвічі знижує ризик першого інфаркту міокарда і продовжує життя на 9,5 років.
  • 18 жовтня в 12-00 С. В. Морозов вийшов в дорогу з поста ДПС в Яніно.В 10-14 19 жовтня він був на посту ДАІ в Старій Ладоге.Етот людина пройшла за 22-14 123 кілометри.

Примітки

  1. Дубровський В. І. Федорова В. Н. Біомеханіка. Підручник для вузів, М., 2003, ВЛАДОС " ISBN 5-305-00101-3, с.388
  2. Орєшкін Ю. А. До здоров'я через фізкультуру. - М., 1990.
  3. Бернштейн Н. А. Нариси по фізіології рухів і фізіології активності, М., 1966
  4. Бернштейн Н. А. Дослідження з біодинаміки ходьби, бігу, стрибка. М., "Фізкультура і спорт", 1940
  5. Марширування. - slovari.yandex.ru/dict/brokminor/article/27/27210.html? text = марширування Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона.
  6. Хода. - slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/16-2/us366907.htm? text = походкаТолковий словник російської мови Ушакова
  7. Вітензон А. С. Закономірності нормальної і патологічної ходьби людини. Москва, ТОВ "Дзеркало-М", ISBN 5-89853-006-1, 271 с.
  8. Вітензон А. С. Закономірності нормальної і патологічної ходьби людини. Москва, ТОВ "Дзеркало-М", ISBN 5-89853-006-1, с.83
  9. Вітензон А. С., Петрушанський К. А. Від природного до штучного управління локомоцией, М., Науково-медична фірма МБН, 2003, 448 с.: Іл.:.
  10. Cavagna, GA, H. Thys, and A. Zamboni. The sources of external work in level walking and running. J. Physiol. Lond. 262: 639-57, 1976. [1] - www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=1011078&dopt=AbstractPlus
  11. Вітензон А. С. Залежність біомеханічних параметрів від швидкості ходьби. - В СБ: "Протезування і протезобудування", 1974, М., ЦНІІПП, з 53-65
  12. Саранцев А. В., Вітензон А. С. Явища резонансу при ходьбі людини. - "Протезування і протезобудування", 1973, сб праць, вип 31, М., ЦНІІПП, з 62-71.
  13. Уткін В. М. Біомеханіка фізичних вправ. - russtil1.narod.ru/utkin7.html - М.: Просвещение, 1989. - 210 с, іл.
  14. Клінічна біомеханіка / Под ред. В. І. Філатова-Л., Медицина, 1980, с.50-52
  15. Купер До Нова аеробіка: Система оздоровчі. фіз. вправ для всіх віків / переклад з англ. С. Шенкмана, 125 с, 2-е вид. М. Фізкультура і спорт 1979
  16. Амосов Н. М. Моя система здоров'я.,-К.: Здоров'я, 1997 .- 56 с, ISBN 5-311-02742-8

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Ходьба
Ходьба
Скандинавська ходьба
Спортивна ходьба
Спортивна ходьба на 20 кілометрів
Спортивна ходьба на 50 кілометрів
Конституція людини
Права людини
Сексуальність людини
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru