1.Co to jest biomechanika i jakiejest jej zastosowanie? Bios-życie, Mechano- narzędzie. Biomechanika jest to nauka o mechanizmie ruchu istot żywych(na gruncie anatomii, filozofii,biochemii, mechaniki). W wych. Fizycznym biomechanika jest nauką badającą ruch człowieka oraz jego przyczyny i skutki. Zastosowanie: w ortopedii i chirurgii- Protezy, ortostezy
-w pracy produkcyjnej, ergonomii
-w ćwiczeniach fizycznych i w sporcie
(analiza ruchu)
2.Cele i zadania biomechaniki
-analiza kształtowania nawyków
ruchowych, doskonalenie techniki
-tworzenie i weryfikacja kryteriów
oceny skuteczności techniki ruchu
-kinematyka i dynamika ruchu
człowieka
-ocena charakterystyk strukturalnych
i geometrycznych biomechanizmu
-analiza cech fizycznych
3.Jakie układy tworzą biomaszynę?
-układ sterowania:
*wyższe ośrodki nerwowe
*somatyczne ośrodki nerwowe
*wegetatywne ośrodki nerwowe
-układ zasilania:
*narząd oddechowy
*narząd sercowo-naczyniowy
*narząd pokarmowy
-układ ruchu:
*mięśnie, kości, stawy
4.Wejścia i wyjścia biomaszyny
Wejścia
-informacyjne(tele-,
kontakto-, prioprio-, intero-,
visceroreceptory)
-energetyczne(jama ustna i nosowa)
Wyjścia
-efektory mięśniowe(praca mechanizmu)
-narządy wydalnicze(kał,mocz,CO2)
-narządy wydzielnicze(gruczoły śli-nowe,potowe,łojowe)
5.Jakie kanały wchodzą w skład
biomaszyny?
Kanały informacyjne:drogi nerwowe do
I od układu nerwowego:
-somatyczne 100m/s
-wegetatywnr 20m/s
Dla układu dokrewnego- naczynia
Krwionośne, transport hormonów
-sterowanie hormonalne- 1m/min
Kanały energetyczne- naczynia krwio-
nośne i limfatyczne
6.Różnice pomiędzy maszyną a
Biomaszyną
Biomaszyna jest nieporównywalnie
Bardziej złożona strukturalnie i
Funkcjonalnie od maszyn zbudowanych
Przez człowieka. Biomaszyna posiada
ponad 200stopni swobody,400 mięśni,
układ zasilania rozproszony(komórki
mięśniowe, wątroby, limfy);30mld
neuronów- możliwości ruchowe
nieograniczone; wartości energetyczne
zróżnicowane, może wykonywać
niezliczoną ilość rodzajów ruchu
7.Co to jest sprzężenie proste i
zwrotne?
Sprzężenie proste-to mechanizm
przekazywania informacji, które wchodzą
do układu sterującego(somatyczne
ośrodki nerwowe)do sterowanego(mięśnie)
Sprzężenie zwrotne-to mechanizm kontroli
i element sterowania następnym działaniem
na podstawie działania poprzedniego
8.Czynniki decydujące o rezultacie
sportowym
-warunki socjalno- bytowe
-baza i sprzęt
-planowanie, organizacja, kontrola
Procesu treningowgo
-technika, taktyka
9.Czynnikiwpływające na rezultat
sportowy podlegające i nie podlegające
wytrenowaniu
*nie podlegające:
-predyspozycje antropometryczne
-predyspozycje wytrzymałościowe
-predyspozycje szybkościowe
*podlegające
-ćwiczenia fizyczne- technika
-ćwiczenia psychiczne- taktyka
Sprawność specjalna
-sprawność ogólna
10.Parametry strukturalne układu ruchu
człowieka
Parametrami strukturalnymi układu ruchu
nazywamy wszystkie wartości wyrażone liczbą
Są to:
-parametry strukturalne kości i stawów
-parametry strukturalne mięśni
11.Pojęcie mechanizmu i napędu w układzie
człowieka
mechanizm- to zespół współpracujących ze sobą
części(członów)składowych, spełniających
określone zadania,np. przenoszenie ruchu
(uład kostno- stawowy)
Napęd- to urządzenie do nadawania ruchu
Mechanizmowi, energia powodująca ruch
(mięśnie)
12.Parametry strukturalne układu kostnego
człowieka
Człon- tp nieodkształcony sztywny element-
Kość
Para biokinetyczna- jest to ruchome
połączenie 2 lub więcej członów, wzajemnie
ograniczające ruchy względne .Ruchy te
muszą być większe niż 5® lub 1-3mm. Pary
biokinematyczne charakteryzują się pewną
liczbą stopni swobody.
Stopień swobody-jest to niezależny, względny
ruch człowieka w stawie
Liczba stopni swobody-to liczba niezależnych
parametrów(albo równań) określających
dowolne położenie członów pary
biokinematycznej, łańcucha biokinematycznego
lub biomechanizmu. Liczba stopni swobody
decyduje o możliwościach danego mechanizmu
czy maszyny.
Klasa pary biokinematycznej-to liczba odjętych
stopni swobody ruchu członów, z których
każdy może mieć maksymalnie 6.
13.W jaki sposób obliczamy liczbę stopni
swobody człowieka?
W=6n-∑i pi
W-liczba stopni swobody(ruchliwość)
n- liczba członów ruchowych[bez podstawy
(liczba kości)]
pi-klasa pary biokinematycznej
(biokinematycznej klasach od I do V)
14.Jakie pary biokinematyczne w układzie
kostno-stawowym człowieka występują i
dlaczego?
U człowieka a także u zwierząt w układzie
kostno-stawowym występują tylko pary obrotowe
(drobne przesunięcia traktowane są jako luzy)
i dlatego mogą one być jedynie parami III, IV, V
klasy. Fakt ten związany jest prawdopodobnie
z jednostronnymi napędami mięśniowymi, które
mogą jedynie przyciągać, a nie mogą oddalać
członu.
15.Paramerty strukturalne układu mięśniowego
człowieka
Akton-to mięsień, jego część lub głowa, którego
mięśniowe mają jednakowy lub zbliżony przebieg
względem osi obrotu w stawach, ponad którymi
przebiega i wykonuje jednakową funkcję.
Funkcja aktonów-to dodatnie i ujemne składowe
momentów sił[Nm], które akton może rozwijać
względem osi obrotu w stawach, ponad którymi
przebiega.
Klasa aktonu- jest równa liczbie stawów, ponad
którymi dany akton przejawia swoje funkcje.
16.Płaszczyzny ruchu i funkcje aktonów
mięśniowych.
Płaszczyzny ruchów:
-strzałkowa-zginanie, prostowanie
-czołowa-przywodzenie, odwodzenie
-poprzeczna-pronacja, supinacja
W obrębie tułowia i głowy nazywamy
odpowiednio do płaszczyzny aktonami składowymi
-dla tułowia-skręt, tył, bok- skręt w prawo i lewo
Funkcje aktonów mięśniowych:
-funkcje ruchowe-to funkcje działające na te
Swobody stawu, na które działają siły niezależne
Od układu nerwowego(F zewnętrzna)
-funkcje stabilizacyjne-są równoważone przez
funkcje aktonów antagonistycznych, czyli
zależnych od układu nerwowego.
Aktony mięśniowe przebiegają przeważnie
skośnie w stosunku do osi obrotu w stawie,
co pozwala aktonowi na rozwinięcie kilku funkcji
jednocześnie.
17.Rola aktonów w klasie wyższej niż jeden
1.zmniejszenie wydatku energetycznego,
2.zmniejszenie naprężeń w kościach.
18.Parametry biomechaniczne mięśni
F-siła
W-praca
P-moc
δ- naprężenie
19.Rodzaje włókien mięśniowych
Rodzaje mięśni:
a)gładkie-występują w narządach krwionośnych
i limfatycznych;są to mięśnie,które rozwijają małe
siły, ale w długim czasie,charakteryzują się dużą
wytrzymałością
b)poprzecznie prążkowane
-mięsień sercowy-o funkcjach mięśnia gładkiego
-mięśnie szkieletowe:
*białe-mało mioglobiny(jest w niej dużo energii),
dużo włókien kurczliwych, szybkie FT, przekrój duży,
unerwione grubymi aksonami, glikoli tyczne (FTG)
*czerwone-dożo mioglobiny, mało włókien,
wolne ST, mały przekrój, unerwione cienkimi
aksonami tlenowymi
*pośrednie-szybko kurczące się, ale wolno męczące się,
przekrój średni, aksony średnie,
glikolityczno-tlenowe (FTGO)
20. Jednostka motoryczna i jej rodzaje
To zespół włókienek mięśniowych unerwionych
przez jeden akson komórki nerwowej rdzenia
kręgowego
Rodzaje jednostek motorycznych:
*precyzyjna kontrola skurczu mięśnia:
na pojedynczy motoneuron przypada kilka włókienek
mięśniowych (mięśnie dalsze kończyn)
*precyzja gradacji siły skurczu:
na pojedynczy motoneuron przypada kilkaset, a
nawet ponad tysiąc włókien mięśniowych(mięśnie
antygrawitacyjne, czyli utrzymujące pionową
postawę ciała)
21. Funkcje różnych jednostek motorycznych
FTGO-włókna pośrednie, STO-włókna wolnokurczliwe,
FTG-w. szybkokurczliwe, SO-w. wolnokurczące się,
tlenowo-glikolityczne, FG-szybkokurczące się glikoli tyczne
22. Od jakich parametrów zależy siła mięśniowa
-przekrój fizjologiczny p
-naprężenie δ,- liczba i synchronizacja pobudzonych
jednostek motorycznych Nt
-długość mięśnia-prędkość skracania się mięśnia
v-napięcie mięśnia, stopień pobudzenia Ui
23.Opisać znaczenie przekroju fizjologicznego
dla wartości siły mięśniowej:
Przekrój fizjologiczny jest prostopadły do przebiegu
włókien mięśniowych(wyzwala większą wartość od
przekroju anatonomicznego-p poprzeczny przez mięsień);
mięsień o przekroju anatomicznym 1cm2 może utrzymać
4-12 kg. Służy on do obliczania jednostki siły mięśnia.
Jednostkę siły mięśnia otrzymamy mnożąc wielkość pola
przekroju przez 10kg np.:mięsień o przekroju
fizjologicznym 3cm może umieść 30kg. Kąt przejścia włókna
mięśniowego w włókno ścięgna czy rozcięcia mięśnia
odgrywa również ważną rolę, gdyż siła wzrasta
proporcjonalnie do długości jego rozciągnięcia
24.Opisać znaczenie naprężenia w mięśniu dla wartości
siły mięśniowej
Naprężenie w mięśniu-odpowiada danej powierzchni
przekroju fizjologicznego;stosunek siły mięśniowej
do jego przekroju fizjologicznego i nazywa się siłą właściwą
a jej wartość waha się od 16 do 30N/cm kwadratowy
(siła z jaką mięsień odpowiada przez przekrój fizjologiczny
-naprężenie)
25.Znaczenie liczby i synchronizacji pobudzonych jednostek
Motorycznych dla progu mocy
Próg mocy-przyjmuje się, że przy maks. świadomej motywacji
człowieka może rozwijać od 70 do 80% swojej mocy maksym.
Pozostałe 20-30%są uruchamiane podświadomie i mogą być
wykorzystywane tylko w stanie efektu(furia, oblicze śmierci)
lub po spożyciu środków farmakologicznych-dopingowych
26.Szeregowe i równoległe pobudzenie jednostek
motorycznych, a siła mięśniowa:
Wartość pobudzenia mięśniowego przez układ nerwowy
zależy od stanu psychicznego człowieka. Liczba pobudzonych
jednostek motorycznych oraz ich synchronizacja jest tym
większa im większa jest mobilizacja działania. W ten sposób
cechy psychiczne, a zwłaszcza mobilizacja działania, mogą
modulować wartość rozwijanej siły(mocy)przez człowieka
27.Zależność długości mięśnia:
„Wzór prążkowy”-powstaje z powodu regularnej organizacji
białek kurczliwych-w obrębie całego włókna:Sarkomer-
jednostka funkcjonalna-2,2 um długości; Przyjmuje się, że
sarkomer leży pomiędzy liniami Z, które regularnie powstają
w mięśniu. Linie te są w istocie cienkimi błonami oddzielającymi
jedne sarkom ery od drugich. W obrębie sarkomeru można
wyróżnić odcinki anizotopowe(prążek A) i izotopowe(prążek I)
zależnie od zdolności do załamywania światła w mikroskopie
polaryzacyjnym. Część środkowa wykazuje zdolności do
podwójnego załamywania światła(prążek A), a części
końcowe są jednołomne(prążek I). długość sarkomeru
w rozluźnionym mięśniu kręgowca wynosi ok. 2,5
mikrometra. Zakres skracania i się i wydłużania
sarkomeru, a zatem i włókna pobudzony sarkomeru
jest funkcją jego długości (I) F=f(I)
28.Zależność siły mięśniowej od prędkości skracania
mięśni
Zależność siły mięśnia od prędkości jego skurczu ściśle
wiąże się z jego mocą. Moc użyteczna mięśnia równa
jest zero. Natomiast dla pośrednich wartości prędkości
skurczu, iloczyn siły mięśnia i prędkość jest większy
od zera, co oznacza, że hiperbola Hilla posiada ekstremu,
czyli że dla pewnej wartości prędkość, moc rozwijania
przez mięsień osiąga maksimum, które wynosi ok.0,31
prędkości maksymalnej Vmax.
29.Równanie udziału mięśni:
Mm=δ∑pi Ui:Uimax ri(α){Fi:Fio[Li:Lio(α)]}
30.Koordynacja ruchu
To współdziałanie mechanizmów biologicznych, głównie
nerwowo-mięśniowych, które zapewniają wykonanie
realnego ruchu zgodnie z programem ruchu
31.Parametry jakie są sterowane
-czas(t)kiedy(bodziec nerwowy)
-przestrzeń(s,α)który(mięsień)
-siła(F=m∙a)ile(włókna mięśniowe)
32.Część znaczeniowa i wykonawcza programu ruchu
Część znaczeniowa-program określa co należy osiągać
i spełnia rolę wiodącą w początkowych etapach nauczania
ruchu(wchodzi od zewnętrznego pierścienia ruchowego)
Część wykonawcza- „w jaki sposób”i spełnia główną rolę
po osiągnięciu automatyzacji nawyku ruchowego(wchodzi
do zewnętrznego pierścienia ruchowego), umożliwia
również realizację odruchów poprzez kontakto- i
proprioreceptory na poziomie rdzenia kręgowego
33.Rodzaje ruchów związane z czasem ich trwania
Uwzględniając ∆t i związane z tym możliwości sterowania
ruchami można wyróżnić 3 rodzaje ruchów:
-t ruchu<0,1s
Ruchy minimalne(odruchy)sterowane na poziomie rdzenia
kręgowego, bez sprzężenia zwrotnego
-t ruchu=0,1-0,2s
Ruchy balistyczne, są sterowane out facto, nie można
sterować w czasie ruchu
-t ruchu>0,2s
Ruchy ciągłe, sterowane in facto, podczas wykonywania
na bieżąco wprowadzenie korekty, wykorzystanie
sprzężenia zwrotnego
34.Zalecenia dotyczące techniki ruchu
1.podanie poleceń w kategoriach przestrzeni
i czasu
2.kolejność akcentów wykonywania:
a)ogólne wyobrażenia ruchu, a następnie doskonalenie
szczegółów
-opanowanie poprawnego ruchu w przestrzeni w zwolnionym
tempie(I faza)
-opanowanie ruchu poprawnie w czasie-odpowiedni rytm,
prędkość, przyspieszenie(II faza)
-doskonalenie techniki działania, wyraz ruchu, obserwacja
Otoczenia, wybór wariantu technicznego i taktycznego
(III faza)
3.stosowanie różnorodności ćwiczeń
4.ćwiczenia pomocnicze należy doprowadzać do II fazy
Kształtowania nawyku ruchowego(nadmierna ruchliwość)
5.nie należy kopiować techniki mistrza
6.wykorzystać do maksimum swoje cechy indywidualne
(budowa ciała, predyspozycje i zdolności)
7.początkującemu należy pokazać i wytłumaczyć jak
ten ruch wygląda i jak go należy wykonywać, a
zaawansowanemu stawiać zadanie ruchowe i podpowiadać
warianty rozwiązań
34.Postawa ciała i prawo d'Alemberta
Statyka- przyjęto, że postawa ciała to statyka. Ciało
zawsze jest w ruchu fizjologicznym i statycznym
Fw- siła wewnętrzna(mięśniowa)nie może przemieścić SC układu
Fz- siłą zewnętrzna to taka siłą, która działa na dany układ z
Zewnątrz i tylko ona może nas przemieścić w przestrzeni
(odbić się z betonu, z piasku, na bagnach)
PRAWO d'ALEMBERTA
∑Fw+∑Fz=0
∑Mw+∑Mz=0
35.Rodzaje równowagi ciała
-stała
-chwiejna
-obojętna
36.Równowaga stała
Równowaga stała występuje wówczas, gdy środek ciężkości
ciała znajduje się pod płaszczyzną przyłożenia siły rekcji.
Wszelkiego rodzaju zwisy są ćwiczeniami, w których mamy
do czynienia z równowagą stałą.
37.Równowaga chwiejna
Równowaga chwiejna występuje wówczas, gdy środek ciężkości
ciała znajduje się nad płaszczyzną przyłożenia siły reakcji.
Wszelkiego rodzaju podpory są ćwiczeniami, w których mamy
do czynienia z równowagą chwiejną
38.Równowaga obojętna
Równowaga obojętna występuje wówczas, gdy siłą reakcji
przyłożenia jest w środku ciężkości ciała.
39.Przyczyny chwiania ciała
Stopień chwiejności ciała zależny jest od kąta stabilności,
który zawarty jest pomiędzy linią ciężaru ciała a linią
łączącą SC z krawędzią podparcia.