2. 1. Podstawy biomechaniki
• Kości i ich połączenia
• Mięśnie i sterowanie nimi
2. Podstawowa analiza biomechaniczna
• Prawa mechaniki i ich wykorzystanie do analizy
ruchu człowieka
3. Opisy obserwowanych zjawisk:
• ilościowe (konkretny za pomocą danej wielkości fizycznej)
• jakościowe (opisowe, występują w naukach
humanistycznych)
Wielkość fizyczna:
Składa się z symbolu i jednostki (należy podawać łącznie)
• Skalarne (są nieskierowane)
1 cecha – wartość np. czas, masa, temperatura, odległość,
energia, moc
• Wektorowe (są skierowane) posiadają 4 cechy:
Punkt zaczepienia, Kierunek, Zwrot, Wartość
Np. siła, przemieszczenie z punktu A do punktu B, prędkość,
przyspieszenie
4. Podstawowe wielkości fizyczne:Podstawowe wielkości fizyczne:
Metr –[m] długość, Kilogram – [kg] masa, Sekunda – [s] czas, Radian
– [rad] – uzupełniająca (druga uzupełniająca – stera dian – miara
kąta bryłowego)
Długość – miara odległości między dwoma punktami, Symbol,
jednostka l [m]
Masa – ilość materii i energii zgromadzonej w ciele fizycznym,
Symbol, jednostka m [kg]
Kilogram – masa międzynarodowego wzorca – walca wykonanego
z platyny i czegoś tam znajdującego się pod Paryżem
Czas – wielkość fizyczna określająca albo kolejność zdarzeń albo
odstępy czasowe między zdarzeniami, symbol, jednostka t [s]
5. Kąt (płaski) – część płaszczyzny zawarta między dwoma
półprostymi o wspólnym początku wraz z tymi półprostymi,
Symbol, jednostka alfa [ rad]
Łuk na okręgu równy promieniowi tego okręgu będzie
wycinkiem równym 1 radianowi, Przeliczanie radianów na
stopnie – mnoży się x . 1 rad=57,3stopnie
Siła – wektorowa miara oddziaływań pomiędzy ciałami –
wywołuje ruch jest jego przyczyną i może być skutkami.
Jednostka – Newton [N].
Siła ma wartość jednego newtona jeżeli ciało o masie 1 kg
nada się przyspieszenie o wartości 1 m/s2.
6. SIŁYSIŁY
• Wewnętrzne – oddziaływanie pomiędzy elementami
wewnątrz ciała (mięśnie, ciśnienie, tarcie)
• Zewnętrzne – oddziałujące na ciało od zewnątrz
(ciężkości, tarcia, oporu)
7. SIŁY cd.SIŁY cd.
• Czynne - przyczyna wzajemnych oddziaływań między
ciałami (siły mięśni, siła ciężkości)
• Bierne - odpowiedź innego ciała (otoczenia) na siły
czynne (reakcji, tarcia)
9. I zasada dynamiki NewtonaI zasada dynamiki Newtona
Zasada bezwładności.
Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające
równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub
porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
11. II zasada dynamiki NewtonaII zasada dynamiki Newtona
Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli
siła wypadkowa jest różna od zera), to ciało porusza
się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły
wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy
ciała.
Zmiana ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły
poruszającej i odbywa się w kierunku prostej, wzdłuż
której siła jest przyłożona.
12.
13. III zasada dynamiki NewtonaIII zasada dynamiki Newtona
Jeśli ciało A działa na ciało B siłą F (akcja), to ciało B
działa na ciało A siłą (reakcja) o takiej samej wartości
i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie.
FAB = -FBAFAB = -FBA
W wersji skróconej: każdej akcji towarzyszy reakcja
równa co do wartości i przeciwnie skierowana.
14.
15. PędPęd
Pęd definiujemy jako iloczyn masy i prędkości ciała
Pęd jest wielkością wektorową.
Kierunek i zwrot wektora pędu jest taki sam jak kierunek i
zwrot wektora prędkości.
Jednostką pędu w układzie SI jest kilogram razy metr na
sekundę [p] = kg · m/s
16. Układ ruchu człowiekaUkład ruchu człowieka
Składa się z dwóch układów:
•bierny układ ruchu: kości i ich połączenia, a także: torebki
stawowe, jamy stawowe, więzadła, krążki śródstawowe, łąkotki,
chrząstki itp.
•czynny układ ruchu: mięśnie, a także: powięzie, kaletki
maziowe, pochewki ścięgien, bloczki i trzeszczki.
Bierny układ ruchu tworzy dźwignie kostne, które umożliwiają
poruszanie się człowieka
Czynny układ ruchu podobny jest do siłowników, które tworzą
siłę (w mechanice pchają, mięśnie działają przeciwnie –
przyciągają).
17. Budowa anatomicznaBudowa anatomiczna
biernego układu ruchu:biernego układu ruchu:
I. kości: (ilość wzrasta wraz z wiekiem na starość maleje)
• długie, płaskie, krótkie, powietrzne
II. połączenia:
• ciągłe (brak ruchomości),
• wolne (stawy)
III. chrząstki
18. PołączeniaPołączenia
Połączenia ciągłe:
• więzozrosty
• chrząstkozrosty
• kościozrosty
Połączenia wolne (stawy):
• trzy zasadnicze składowe (powierzchnie stawowe pokryte chrząstką stawową,
torebka stawowa, jama stawowa)
• cztery dodatkowo niestałe składniki (więzadła, krążki śródstawowe, łąkotki,
obrąbki stawowe)
• liczba powierzchni stawowych (proste, złożone)
• liczba osi względem, których wykonywane są ruchy s stawie (jednoosiowe,
dwuosiowe, trójosiowe-wieloosiowe)
• ukształtowanie powierzchni stawowych (kuliste, kulisto-panewkowe, kłykciowo-
eliptyczne, siodełkowe, zawiasowe, obrotowe, płaskie)
Chrząstki: • szklista, • włóknista, • sprężysta
19.
20. Funkcje biernego układu ruchuFunkcje biernego układu ruchu
Funkcja podporowa – związana z pionową postawą ciała –
zadaniem tej funkcji jest nadanie kształtu ciału i
podtrzymanie części miękkich. Układ bierny ruchu jest
rusztowaniem przenoszącym siły.
Funkcja ochronna – elementy kostne ochraniają trzewia
(czaszka mózgowie, kanał kręgowy, klatka piersiowa – serce,
płuca, miednica – dobrze chroni od tyłu) tkanki miękkie
ochraniają kości.
21. Funkcja amortyzacyjna – tłumienie drgań i wstrząsów głównie
podczas lokomocji (chód, bieg, skok), przede wszystkim
zabezpiecza mózg – od stopy do czaszki istnieją liczne amortyzatory
nie dopuszczające do drgań mózgu. Najbardziej narażony staw –
goleniowo skokowy; staw kolanowy, biodrowy, kręgosłup, czaszka.
Staw skokowy nie ma żadnych anatomicznych zabezpieczeń
amortyzacyjnych, amortyzatorem stawu skokowego jest stopa
(rozcięgna, wysklepienia poprzeczne i podłużne).
Funkcja ruchowa - przemieszczanie ciała (chód, bieg, skok,
pływanie i inne sposoby lokomocji). Bierny układ ruchu (kości,
stawy) napędzany przez czynny układ ruchu (mięśnie) – wywołuje
przemieszczanie. Złożenie ruchów obrotowych w stawach daje w
konsekwencji ruch postępowy. Aby móc się poruszać niezbędna
jest siła tarcia
Funkcje biernego układu ruchuFunkcje biernego układu ruchu
22. Moment siły (M)Moment siły (M)
• Jednym z aspektów dynamiki ruchu obrotowego jest
moment siły. A dokładniej jest to wielkość powodująca
właśnie obrót ciała. Obrót ten zachodzi wtedy, gdy na
ciało działa siła w pewnej odległości od osi obrotu. Tak
więc moment siły zdefiniowany jest jako iloczyn siły i jej
ramienia czyli odległości prostej, wzdłuż której działa dana
siła, od osi obrotu.
• Moment siły jest miara zdolności siły do powodowania
obrotu ciała względem określonej osi obrotu. Jest to
wielkość wektorowa, ma zatem wartość oraz kierunek
23. Moment siły jest to iloczyn
wektorowy wektora położenia
i wektora siły.
M = F * d
M – moment siły
F – siła
d – ramię siły
Z tego równania wynika, że jeśli chcemy
zwiększyć moment siły, a więc
przyspieszyć ruch obrotowy ciała, to
możemy zwiększyć siłę przyłożoną do
ciała lub zwiększyć ramię tej siły i
podobnie, gdy chcemy zmniejszyć
moment siły, to możemy zmniejszyć siłę
przyłożoną do ciała lub ramię tej siły
względem osi obrotu.
24. Moment siły - wektorMoment siły - wektor
Punkt zaczepienia – zawsze w środku obrotu
Kierunek – prosta na której leży wektor, moment siły ma
być prostopadły do wektora położenia i wektora siły,
moment siły będzie na płaszczyźnie prostopadłej do
obydwu wektorów.
Zwrot – ustalony – z plusem lub minusem.
Wartość (długość momentu) – długość wektora
położenia razy długość wektora siły razy sinus kąta
zawartego między wektorem położenia a wektorem siły.
25. System dźwigniSystem dźwigni
biomechanicznych człowiekabiomechanicznych człowieka
I rodzaju – punkt podparcia przyłożony jest pomiędzy punktami
przyłożenia sił.
II rodzaju – obie siły przyłożone są po tej samej stronie podparcia, ramię
siły mięśnia jest większe niż ramię siły oporu (np. stopa). Muszą działać
stosunkowo niewielkie siły żeby przeciwstawić się siłom zewnętrznym.
III rodzaju – obie siły przyłożone są po tej samej stronie punktu podparcia,
ramię siły mięśnia jest mniejsze niż ramię siły oporu (np. łokieć).
DŹWIGNIA DWUSTRONNA
DŹWIGNIA JEDNOSTRONNA
26. Środek ciężkości i środek masyŚrodek ciężkości i środek masyŚrodek ciężkości - środek ciężkości ciała jest to
punkt,
w którym działa na to ciało siła ciężkości.
Środek masy – środek masy ciała to punkt, który
porusza się tak jak gdyby skupiona w nim była cała
masa ciała a wszystkie siły zewnętrzne przyłożone w
tym właśnie punkcie.
27. Środek ciężkościŚrodek ciężkości
Położenie środka ciężkości
ciała ludzkiego może się
stopniowo zmieniać. Punkt
ten może leżeć w obrębie
ciała ludzkiego lub poza nim.
Stabilność ciała to zdolność
ciała do zachowywania
równowagi statycznej.
Stabilność ciała zależy od
położenia jego środka
ciężkości.
Stabilność ciała jest tym
większa, im niżej jest
położony jego środek
ciężkości.
28.
29. Położenie OSC odgrywa istotną rolę w zachowaniu
równowagi człowieka w różnych pozycjach.
Stan równowagi charakteryzuje się brakiem ruchu.
Jeśli przed zadziałaniem sił ciało znajdowało się
w spoczynku, to po ich zadziałaniu będzie
w równowadze nadal, jeżeli zrównoważą się siły
oraz momenty działających sił.
Położenie OSC a stan równowagiPołożenie OSC a stan równowagi
30. RównowagaRównowaga
Wyróżniamy trzy rodzaje równowagi:
• stała – po wytrąceniu ciało wróci do położenia
wyjściowego, po to aby osiągnąć minimum energii
potencjalnej, a środek ciężkości ciała powraca do
położenia w stanie równowagi
• obojętna - po wytrąceniu ciało znajdzie się w stanie
równowagi
w innym położeniu, a położenie środka ciężkości nie
zmienia się w trakcie wytrącenia
• chwiejna – wytrącenie ciała oddala je od wyjściowego
stanu równowagi, a środek ciężkości znajdzie się w
położeniu niższym od poprzedniego.
32. Kąt równowagiKąt równowagi
Kąt zawarty między półprostymi poprowadzonymi z
OSC przez skrajne punkty podparcia, może być
wyznaczany w płaszczyźnie strzałkowej i czołowej –
im większy kąt równowagi tym większa równowaga
w danej płaszczyźnie (aby zwiększyć kąt można
obniżyć OSC lub wykonać wykrok w bok, w przód lub
tył; zwiększenie kąta równowagi można także
uzyskać przez dodatkowe podparcie np. laską)
34. Obszar podparciaObszar podparcia
Obszar podłoża ograniczony skrajnymi punktami
podparcia – np. zewnętrznym obrysem stóp;
położenie OSC nad obszarem podparcia zapewnia
równowagę (statyczną), tj. gdy rzut OSC na podłoże
znajdzie się w obszarze podparcia; przemieszczenie
rzutu OSC na podłoże poza obszar podparcia
powoduje utratę równowagi (statycznej); obszar
podparcia można zwiększyć przez zwiększenie
powierzchni podparcia lub dodatkowe punkty
podparcia.
36. • zrównoważenie wszystkich sił zewnętrznych.
• suma momentów wszystkich sił
• zachowana równowaga momentów sił
• wielkości powierzchni podstawy (podparcia)
• wysokość usytuowania ogólnego środka
ciężkości (OSC)
• wielkość kąta równowagi lub stabilności
Warunki zachowania równowagiWarunki zachowania równowagi
37. RuchRuch
Zmiana położenia ciała w czasie w przyjętym
układzie odniesienia (od przyjęcia układu
odniesienia zależy czy ruch występuje, czy nie
występuje).
Najczęściej układem odniesienia jest Ziemia lub inne
ciało, które względem niej nie porusza się.
Ruch i spoczynek jest pojęciem względnym (zależy
od wybranego układu odniesienia).
38. Tor ruchu jest to linia (krzywa) zakreślana w przestrzeni przez poruszające się
ciało.
Jeśli tor ruchu jest linią prostą mówimy o ruchu prostoliniowym, a jeśli jest linią
krzywą, to ruch nazywamy krzywoliniowym. Długość toru ruchu nazywana jest
drogą.
Stosunek przemieszczenia (Δr) do czasu pokonania tego przemieszczenia (Δt)
nazywany jest prędkością średnią. Wartość prędkości średniej wyznaczana jest
jako stosunek drogi do czasu w którym ta droga została przebyta (wartość
prędkości nazywana jest szybkością).
Prędkość oznaczamy symbolem v, a jej jednostką jest m/s.
m/s ↔ km/h przelicznik 3,6
Stosunek zmiany prędkości (Δv) do czasu w którym ta zmiana nastąpiła (Δt)
nazywany jest przyspieszeniem średnim.
Przyspieszenie oznaczamy symbolem a, a jego jednostką jest m/s2.
W ruchu obrotowym odpowiednikiem położenia r jest kąt , α, odpowiednikiem
przemieszczenia Δr jest przemieszczenie kątowe Δ , odpowiednikiem prędkości v
jest prędkość kątowa ω, a odpowiednikiem przyspieszenia a jest przyspieszenie
kątowe Є.
39. Zakres ruchuZakres ruchu
Gibkość – cecha anatomiczna związana z wykonywaniem obszernych
ruchów w połączeniach międzykostnych.
Ocena gibkości:
• testy gibkości ogólnej, np. próba podnoszenia głowy (bez rąk) i
tułowia nad podłożem (mierzona jest odległość od wcięcia mostkowego
do podłoża
• test Ozolina (palce-podłoga) => dosięganie palcami do podłoża
(proste kolana)
W teście Ozolina służącym do badania gibkości ogólnej występują opory
związane z rozciąganiem mięśni grzbietu, więzadeł kręgosłupa
ograniczających skłon w przód oraz grupy mięśni kulszowo-
goleniowych. Zbyt duże rozciągnięcie jest niebezpieczne => więzadła
rozciągnięte przy kręgosłupie powodują wypadanie chrząstek
międzykręgowych (dysków).
40. Cztery czynniki o charakterzeCztery czynniki o charakterze anatomicznymanatomicznym decydujące o zakresiedecydujące o zakresie
ruchu w połączeniach międzykostnych:ruchu w połączeniach międzykostnych:
1)budowa elementów kostnych tworzących połączenie (budowa
anatomiczna kości) – czynnik kostny
2)stopień rozciągnięcia łącznotkankowych elementów stawowych
(torebek stawowych) i okołostawowych (więzadeł) – czynnik
torebkowo-więzadłowy
3) długość mięśni antagonistycznych (w stosunku do działających
czynnie) – mięśnie antagonistyczne
4) obszerność części miękkich otaczających połączenia
międzykostne (części miękkie otaczające stawy) – mięśnie leżące po
stronie realizowanego ruchu
41. Dwa czynnikiDwa czynniki wewnętrznewewnętrzne które wpływają na gibkość:które wpływają na gibkość:
1) temperatura otoczenia => wyższa temperatura
zewnętrzna – większe możliwości ruchowe,
większa gibkość,
2) cykl dobowy => rano najmniejsze możliwości
ruchowe, potem wzrost 9-10, po obiedzie spada, 16-
17 drugi szczyt, potem pogarsza się, o 3 w nocy jest
najgorzej.
42. RuchomośćRuchomość
Ruchomość czynna badana jest u człowieka żywego – człowiek sam
przy pomocy własnych mięśni wykonuje ruchy. Dla dwóch członów
połączonych w sposób obrotowy można ustalić stan początkowy, kąt po
przebyciu danego ruchu i stan końcowy.
Ruchomość bierna (badanie ruchów biernych) – ruch bierny jest
wykonywany przy użyciu sił zewnętrznych dla danego połączenia,
najczęściej siłą zewnętrzną jest siła badającego, np. pochodzącą od
drugiej ręki => zakres ruchu biernego jest zawsze większy niż zakres
ruchu czynnego.
Współczynnik ruchomości: K
K = Rf/Ra
Rf - ruchomość faktyczna
Ra - ruchomość anatomiczna
Mężczyźni mają zawsze ruchomość mniejszą niż kobiety.
43. Czynny układ ruchu: MięśnieCzynny układ ruchu: Mięśnie
Mięśnie szkieletowe tworzą czynny układ ruchu:
mają przyczepy na kościach (bierny układ ruchu).
Włókna mięśniowe spojone są w pęczki przez tkankę
łączną, cały mięsień obejmuje namiętna zwana
powięzią, a zakończenie mięśni stanowią najczęściej
ścięgna.
44. Budowa mięśniaBudowa mięśnia
• przyczep początkowy (tzw. punkt stały) bliżej
głównej osi ciała – czasem kilka
• brzusiec
• przyczep końcowy (tzw. punkt ruchomy) - czasem
kilka
46. • Mięśnie (kształt): długie (kończyny), krótkie (kończyny, kręgosłup),
płaskie (szerokie – tułów)
• Mięśnie (układ włókien mięśniowych w stosunku od osi długiej):
wrzecionowate (włókna równoległe do osi długiej), półpierzaste
(włókna dochodzą do ścięgna i osi długiej pod pewnym kątem z
jednej strony), pierzaste (włókna dochodzą do ścięgna osi długiej
pod pewnym kątem z obu stron).
W mięśniu wyróżniamy dwa przekroje:
• anatomiczny (płaszczyzna przechodząca prostopadle do osi długiej
mięśnia w jego największym obwodzie)
• fizjologiczny (płaszczyzna przechodząca prostopadle do osi długiej
wszystkich włókien mięśniowych)
48. Siła rozwijana przez mięsieńSiła rozwijana przez mięsień
Siła skurczu mięśnia zależy od jego przekroju fizjologicznego i
wynosi średnio ok. 100 N na 1 cm2powierzchni przekroju
fizjologicznego (czysty mięsień).
Nosi ona nazwę naprężenia jednostkowego mięśnia,
bezwzględnej siły mięśniowej, siły jednostkowej mięśnia lub
siły właściwej mięśnia.
Fm = P ·σ (delta) [N/cm2
]
Fm – siła mięśnia
P – pole przekroju poprzecznego (fizjologicznego)
σ – naprężenie jednostkowe (bezwzględna siła mięśniowa)
49. Siła jednostkowa mięśnia zanieczyszczonego wynosi 16-30
N/cm2
Powierzchnia wszystkich mięśni szkieletowych = 0,56 m2
Bezczynność prowadzi do zaniku lub zmniejszania się mięśnia.
Układ włókien mięśniowych wpływa decydująco na siłę : mięśnie
wrzecionowate (obłe) są znacznie słabsze niż mięśnie
półpierzaste lub pierzaste.
W mięśniach półpierzastych lub pierzastych przekrój
fizjologiczny jest znacznie większy niż w mięśniu
wrzecionowatym o tym samym obwodzie i przekroju
poprzecznym anatomicznym (prostopadle do osi długiej
mięśnia).
50. Od czego zależy siła mięśniowa?Od czego zależy siła mięśniowa?
od budowy mięśnia (makro i mikro)
od przekroju poprzecznego fizjologicznego (PPF)
od masy ciała
od długości mięśnia
od stopnia pobudzenia mięśnia
od prędkości skracania mięśnia
od temperatury, wilgotności, stanu ukrwienia mięśnia,
zmęczenia mięśnia
51. Zależność siła-długośćZależność siła-długość
A.V. Hill, 1926 (wykres teoretyczny) długość spoczynkowa (l0)
– długość mięśnia który nie jest skrócony ani rozciągnięty.
W żywym ciele występuje wstępne rozciągnięcie mięśnia –
powstaje siła bierna, która dąży do skrócenia mięśnia
rozciągniętego o ok. 20% długości spoczynkowej.
Po odizolowaniu mięśnia (wypreparowaniu) jego długość
ulega skróceniu o ok. 20%
Mięsień w czasie skracania osiąga długość spoczynkową (l0)
w ok. połowie zakresu ruchomości w stawie (np. w stawie
łokciowym).
52.
53.
54. Zależność siła-prędkość skracaniaZależność siła-prędkość skracania
Prędkość skracania sarkomeru mięśni człowieka jest stała i wynosi
średnio 6μm/s. Obliczana prędkość skracania mięśnia w zależności
od jego długości i kąta pierzastości. Im większa długość mięśnia tym
większa prędkość skracania, im większy kąt pierzastości mięśnia
tym mniejsza prędkość skracania (większe „straty” prędkości
skracania).
Zależność siła-prędkość skracania dla mięśnia całego (w warunkach
naturalnych)
Małe obciążenie – możliwa duża prędkość skracania mięśnia
Duże obciążenie – możliwa mała prędkość skracania mięśnia
Przy nieobciążonych kończynach możemy mieć duże prędkości, ale
nie możemy wtedy nadać dużej siły. zależność siła – prędkość: w
miarę zmniejszania siły oporu możemy zwiększyć prędkość ruchu
55. Formy działania mięśniaFormy działania mięśnia
Skurcz izotonicznySkurcz izotoniczny – zmiana długości mięśnia bez zmiany napięcia
(przy stałym napięciu, naprężeniu mięśnia) – jest to model
teoretyczny – takich przypadków nie ma w rzeczywistości.
Najczęściej następuje równoczesna zmiana napięcia mięśnia (siły) i
jego długości – tzw. skurcz auksotoniczny (codzienne ruchy
człowieka), czyli ogólnie podczas ruchu.
Skurcz izometryczny –Skurcz izometryczny – zmiana napięcia bez zmiany długości,
występuje w sytuacjach życiowych i jest wykorzystywany – np. w
kulturystyce do zwiększania siły mięśnia.
Skurcz izokinetycznySkurcz izokinetyczny – zmiana napięcia mięśnia (siły) i jego długości
przy stałej prędkości.
56. W warunkach skurczu
ekscentrycznego mięśnie rozwijają
większą siłę niż podczas skurczu
izometrycznego.
Wyraźny wzrost siły mięśni obserwuje
się zwłaszcza w sytuacji działania
eksplozywnego – gwałtownego mięśni
(np. trening plyometryczny –
ładowanie energii mięśni, którą
odzyskujemy:
naskok i wyskok (DJ), wyskok z
zamachem, wyskok z zejściem
w dół – CMJ, zamiast SJ).
Skurcz ekscentryczny to nie pchanie
tylko powstrzymywanie rozciągania.
57. Przykłady pracy ekscentrycznej i koncentrycznej
mięśni:
•Pompki (tylko prostowniki ekscentryczna)
•Podnoszenie na drążku
(zginacze –koncentryczne)
•Chodzenie po schodach
(prostowniki – ekscentrycznie)
•Chodzenie po podłożu (prostowniki hamująco)
58. Jednostka motoryczna to komórka nerwowa ze
wszystkimi unerwianymi przez nią włóknami
mięśniowymi.
Jedna komórka nerwowa unerwia kilka do kilku
tysięcy włókien mięśniowych nie sąsiadujących ze
sobą (przemieszanych z włóknami unerwianymi przez
inne komórki nerwowe).
60. Mięśnie wykonujące ruchy precyzyjne (np. krtani,
gałki ocznej) mają małą liczbę włókien przypadających
na jedną komórkę nerwową (kilka <10) natomiast
duże mięśnie szkieletowe wykonujące proste zadania
ruchowe mają dużą liczbę włókien mięśniowych
przypadających na jedną komórkę nerwową (kilka
tysięcy <5000).
61. Ilość włókien mięśniowychIlość włókien mięśniowych
przypadających na jednąprzypadających na jedną
komórkę nerwowąkomórkę nerwową
PrzykładyPrzykłady
1-2
Mięśnie w obrębie krtani
(najmniejsza jednostka motoryczna)
6-12 Mięśnie gałki ocznej
Ok. 100 Zginacz dłoni
200-300 Mięśnie ramienia, przedramienia
400-500
Duże mięśnie szkieletowe
(brzuchaty łydki)
62. „„wszystko albo nic”wszystko albo nic”
Jednostki motoryczne działają na zasadzie „wszystko
albo nic”. Jeśli impuls docierający do układu
nerwowego ma wartość ponad progową - wszystkie
włókna mięśnia się kurczą, a jeśli podprogową – nic się
nie dzieje.
63. Badanie aktywności bioelektrycznejBadanie aktywności bioelektrycznej
mięśni – elektromiografia (EMG).mięśni – elektromiografia (EMG).
Mm. niepobudzone znajdują się w stanie spoczynku, w którym
kom. mięśniowe są spolaryzowane elektrycznie (tzw. potencjał
spoczynkowy -> napięcie elektryczne: 90mV, pomiędzy
wnętrzem kom. a otoczeniem).
Impuls z ośrodkowego ukł. nerwowego wyzwala potencjał
czynnościowy (depolaryzacja – zwiększenie przepuszczalności bł.
Komórkowej) => reakcja chem. Inicjująca skurcz mięśnia,
powodująca powstanie napięcia elektr. + 40mV.
65. Elektromiografia(EMG)Elektromiografia(EMG)
Rejestrowana jest różnica potencjałów pomiędzy dwoma
elektrodami (dwoma obszarami mięśnia), elektrody używane do
EMG mogą być powierzchowne (najczęściej) lub wkuwane
(rzadziej), rejestrowany stopień aktywności bioelektr. mięśnia
jest proporcjonalny do jego aktualnej siły, istotny wpływ na zapis
aktywności elektr. Mała liczba synaps nerwowo-mięśniowych
znajdujących się w pobliżu elektrod zlokalizowanych głównie na
brzuścu mięśnia.
Elektromiografia stanowi dodatkowe badanie uzupełniające
podstawowe pomiary biomechaniczne (kinematyczne i
dynamiczne) – dostarcza ważnych informacji o działaniu grup
mięśniowych i poszczególnych mięśni podczas ruchu.
66. ChódChód
• Sposób przemieszczania się człowieka w przestrzeni.
• Seria rytmicznych, zmiennych ruchów kończyn i tułowia
powodujących w rezultacie przesunięcie się do przodu
środka ciężkości człowieka.
• Rytmiczne gubienie i odzyskiwanie równowagi w
zmieniających się na przemian fazach podporu i przenoszenia
67. Charakterystyka choduCharakterystyka chodu
Osobniczo różny:
•każdy człowiek ma chód sobie tylko właściwy,
•jest on wynikiem utworzonego w dzieciństwie STEREOTYPU
RUCHOWEGO,
•charakterystyczny wzorzec chodu nie jest niezmienny, wpływają na
niego:
a) zmiany proporcji ciała (wraz ze wzrostem)
b) tempo dojrzewania układu nerwowego
c) tempo starzenia się
d) współistniejące choroby
Chód zależy od:
•Wieku
•Stanu zdrowia
•temperamentu
68. Warunki ekonomicznego choduWarunki ekonomicznego chodu
1. Swobodna pozycja stojąca.
2. Możliwość przeniesienia ciężaru do przodu.
3. Fizjologiczne zakresy ruchów stawów kd i tułowia.
4. Możliwość obciążenia każdej nogi z osobna.
5. Dostosowana siła mięśniowa.
6. Odpowiedni poziom koordynacji.
7. Motywacja.
69. Wyznaczniki choduWyznaczniki chodu
A. Wyznacznik I (miednica)
- określa ruchy miednicy w płaszczyźnie poziomej (ok. 4° do przodu i
do tyłu)
B. Wyznacznik II (miednica)
- ‘opadanie’ miednicy w płaszczyźnie czołowej po stronie k.
wykrocznej
- cel: unoszenie kolana do ugięcia (aby stopa nie zahaczała o podłoże
- redukcja o połowę unoszenia się środka ciężkości
C. Wyznacznik III (kolano)
- pierwsze zgięcie do kąta 45°
- zetknięcie się pięty z podłożem
- trwa do momentu aż stopa nie przyłoży się do podłoża
- kolano prostuje się = hamowanie ekscentryczne
70. D. Wyznacznik IV (stopa)
- zgięcie grzbietowe
- przyłożenie do podłoża i ustalenie (pełne obciążenie stopy)
- zgięcie podeszwowe
E. Wyznacznik V (kolano)
- powolne zgięcie kolana gdy pięta zaczyna się podnosić na
początku okresu odbicia.
F. Wyznacznik VI (miednica)
- przesuwanie miednicy w płaszczyźnie czołowej- ruchy boczne w
kierunku kd podporowej
- cel: rzutowanie środka ciężkości na płaszczyznę podparcia.
71.
72. 1. FAZA PODPORU
a) kontakt pięty z podłożem
b) przejęcie ciężaru
c) pełne obciążenie
d) przetaczanie przez stopę
2. FAZA WYKROKU
a) przygotowanie do przenoszenia
b) f. przenoszenia: rozpoczęcie przenoszenia
c) przenoszenie właściwe
d) ostateczne przenoszenie
73. Fazy choduFazy chodu
1. Kontakt pięty z podłożem
- pierwszy kontakt pięty z podłożem
- czas trwania: 0-2% cyklu chodu
- druga kd w fazie przetaczania przez stopę
2. Przejęcie ciężaru
- ekscentryczne hamowanie
- czas trwania: 0-10% cyklu chodu
- początek dwunożnego podparcia
- druga kd przygotowuje się do przeniesienia –f. odbicia
- koniec: gdy druga kd oderwie się od podłoża
3. Pełne obciążenie
- stopa całą swoją powierzchnia spoczywa na podłożu
- czas trwania: 10-30% cyklu
- druga kd w fazie przenoszenia
- staw kolanowy i skokowy znajdują się w jednej osi
74. 4. Przetaczanie przez stopę
- ciężar ciała przejęty jest przez przodostopie
- czas trwania: 30-50% cyklu
- kończy fazę pojedynczego podporu
- druga kd – kontakt pięty z podłożem
5. Przygotowanie do przenoszenia
- koniec fazy pojedynczego podporu
- początek drugiej fazy podwójnego podporu
- czas trwania: 50-60%
6. Rozpoczęcie przenoszenia
- początek fazy przenoszenia
- czas trwania: 60-73% cyklu
- uniesienie palców stopy
- przeciwna kd początek ½ f. pełnego obciążenia
- cel: oderwanie stopy, nadanie przyspieszenia do przenoszenia
75. 7. Przenoszenie właściwe
- druga część fazy w celu zdobycia przestrzeni
- podudzie prostopadłe do podłoża
- czas trwania: 73-87% cyklu
- druga kd – nadal w fazie pojedynczego podporu
8. Ostateczne przenoszenie
- faza przed przygotowaniem do przeniesienia obciążenia
- czas trwania: 87-100% cyklu
- po wyprzedzeniu tułowia kd wykroczna prostuje w st.
kolanowym, przygotowuje się do zetknięcia pięty z podłożem i
przejęcie ciężaru ciała
- druga kd- f. przetaczania przez stopę.
76. BiegBieg
Jest formą lokomocji charakteryzującą się
przemieszczaniem ciała człowieka w przestrzeni
i czasie w wyniku rozwijania sił napędowych
kończynami dolnymi w jednopodporowych
występujących po sobie fazach.
77. Fazy bieguFazy biegu
W biegu (w jednym kroku) wyróżniamy fazę podporu na jednej nodze, fazę
lotu, czyli moment gdy obydwie stopy są równocześnie oderwane od
podłoża.
Fazę podporu można podzielić na fazę amortyzacji
i odbicia, fazę lotu zaś na wznoszenie i opadanie. Faza amortyzacji zaczyna się
z chwilą zetknięcia się stopy z podłożem i trwa do momentu gdy ciało
znajduje się w najniższym położeniu.
Faza odbicia jest to dalsza część podporu. W tej fazie ma miejsce wznoszenie
ogólnego środka ciężkości (OSC) i prostowanie kończyny podporowej w
stawie biodrowym, w końcu fazy dochodzi do tyłozgięcia oraz zginania
podeszwy stopy.
Kolejną fazą całego cyklu nóg jest tylny wymach i po tym zaczyna się faza
przedniego wymachu. W tej fazie udo prostuje się w przód wraz ze stawem
kolanowym. Wysuwanie stopy w przód pokrywa się z odbiciem drugiej nogi,
wzlotem ciała, a następnie opadaniem. Wykonanie przedniego wymachu jest
przygotowaniem do lądowania na tej nodze i rozpoczęcia następnego cyklu
pracy.
78. BibliografiaBibliografia
1. Bober T. Biomechanika. Wybrane zagadnienia. wyd. III. i IV. AWF
Wrocław, 1986, 1993
2. Bober T. Biomechanika chodu i biegu., Studia i Monografie, AWF
Wrocław, 1986
3. Doński D. Biomechanika ćwiczeń fizycznych., Sport i Turystyka,
Warszawa, 1963
4. FIdelus K. Przewodnik do ćwiczeń z biomechaniki. AWF Warszawa,
1983
5. Błaszczyk J. Biomechanika kliniczna. PZWL Warszawa, 2004
6. Bober T., Zawadzki J. Biomechanika układu ruchu człowieka. AWF
Wrocław, 2003
