Теоретичні відомості. Нерівномірний і рівнозмінний рух біоланок тіла чи його розрахункових точок спричинений прискоренням

Нерівномірний і рівнозмінний рух біоланок тіла чи його розрахункових точок спричинений прискоренням. Прискорення є важливою біокінематичною характеристикою техніки фізичної вправи і має пряме відношення до біодинаміки людини (а= F/m, де F – сила, m – маса). Якщо врахувати, що маса тіла людини та її біоланок стала, то знання прискорення дозволяє оцінювати величину зусиль, що прикладаються спортсменом (F = m а).

Прискорення є просторово-часовою мірою зміни руху. Прискорення – це векторна величина, що характеризує інтенсивність зміни модуля та напрямку швидкості у заданій системі відліку. Прискоренням (а) називають відношення зміни швидкості (DV) до проміжку часу ((t), за який ця зміна відбулася. У системі СІ прискорення має розмірність (1м на секунду за секунду, або 1(м/с)/с = 1м/с²:

, м/c² (10)

Напрямок вектора прискорення співпадає з напрямком вектора швидкості при її зростанні і змінюється на протилежний, коли швидкість зменшується.

Прискорення нерівномірного руху, як і швидкість, характеризується миттєвим значенням:

(11)

При виконанні будь-яких фізичних вправ швидкості розрахункових точок біомеханічної системи постійно змінюються як за величиною, так і за напрямком. А кожна зміна швидкості завжди викликає силу інерції, що заважає рухові тіла у заданому силами напрямку. Зрозуміло, що у багатьох випадках інертність усього тіла, як і щодо окремих біоланок тіла людини чи елементів її спортивного спорядження, заважає більш досконалому виконанню фізичних вправ. Прискорення – дуже важливий для біомеханічного аналізу показник, позаяк він дозволяє вирахувати силу інерції. Тобто від кінематичного аналізу рухових дій перейти до динамічного. Знаючи величину сил, що діють на кожну біоланку (сили тяжіння, інерції, опору середовища та ін.), можна: визначити навантаження на конкретні функціональні м'язові групи, розрахувати енерговитрати організму, оцінити ефективність прикладання сил для досягнення певного спортивного результату.

Визначити прискорення порівняно просто, передусім, коли відомі швидкості розрахункових точок біоланок тіла. За аналогією з лабораторною роботою №3 отримаємо формули визначення прискорень у проекціях на координатні осі в кадрі:

і , (12)

де і – номер кадру;

k – кадровий інтервал кінограми;

і – значення прискорень і-го кадру в проекціях на координатні осі, м/с²;

і – значення швидкостей у проекціях на координатні осі (і + k)- го кадру, м/с;

і – значення швидкостей у проекціях на координатні осі (і - k)- го кадру, м/с;

D t – час, що витрачається на один кадр, (D t = 1/ν), с;

ν = 10c^-1 – частота зйомки.

Виходячи з частоти зйомки ν = 10 к/с, отримуємо наступні формули для розрахунку прискорень у проекціях на координатні осі:

і . (13)

Окреслена методика не дозволяє визначити значення у двох перших і останніх кадрах, позаяк що нам невідомі потрібні для цього значення швидкостей у першому та останньому кадрах.

Величина сумарного прискорення розрахункової точки в кадрі вираховується за такою формулою:

(14)