BIOMECHANIKA BIEGU:

Bieg charakteryzuje asymetryczne poruszanie nogami, z których tylko połowa może równocześnie dotykać ziemi (u czworonogów 2 nogi, u ludzi 1 noga). W fazie lotu wszystkie nogi wraz z ciałem unoszą się w powietrzu. W biegu czas fazy lotu jest do dwóch razy dłuższy od czasu fazy podporowej. Podczas biegu nie może nastąpić bardzo silne odbicie tylną kończyną bo wówczas wydłuża się faza lotu przy skróconym czasie fazy podporowej (odbicie) - taka forma charakteryzuje skok.

Bieg - 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.

Bieg - struktura kinematyczna.

W biegu stosujemy dwie techniki stawiania stopy:

• technika piętowa,

• technika śródstopia.

a - faza podparcia,

b - faza lotu,

a1,a2 - faza odbicia,

b1, b2 - podział na wznoszenie i opadanie ciała.

Jedną z form ruchawych gdzie wykorzystujemy bieg ze średnią lub max. V jest sport. Najszybciej biegają sprinterzy którzy osiągają V od 10 do 15 m/s w zależności od dystansu 100 - 200 m. Ze średnią prędkością biegają np. maratończycy (40 km - około 2,10 h) V - 5,5 m/s. Prędkość kobiet i mężczyzn różni się zasadniczo. Okazuje się, że kobiety ustępują mężczyzną pod względem prędkości biegu o około 8-10 % na dystansach 100 do 5000 m i około 15 % na dystansach 10 km i dłuższych.

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 faze 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.

Prędkość biegu jest funkcją długości kroku (Lk) i częstotliwości kroku (f)

V = Lk * f

Jeżeli pomnożymy długość kroku (m) przez jego częstotliwość (Hz), to uzyskamy drogę pokonana
w jednej sekundzie czyli prędkość. Prędkość więc wzrasta wraz ze wzrostem długości kroku jak
i wzrostem częstotliwości.

Długość pojedynczego kroku jest sumą drogi jaką pokonuje ciało w opisanych fazach. Składowa długości kroku pokonywana podczas lądowania - amortyzacji podczas pierwszej części fazy podporu (a1) stanowi ok. 1,5 długości pojedynczego kroku. Odcinek ten stosunkowo mało zmienia się z prędkością biegu i jego techniką, pomijając specyfikę pierwszych kroków w biegu sprinterskim. Długość bezwzględna tego odcinka związana jest z długością nóg. W drugiej części podporu (a2), której odpowiada faza odbicia cyklu ruchu nogi, pokonywana jest dłuższa droga. Ten dystans zmienia się wraz z techniką odbicia i prędkością kroku. Przy większej prędkości biegu pochylenie ciała w przód jest większe czyli jest mniejszy kąt między linią ciała a poziomem. Całkowita długość kroku zmienia się wraz z prędkością biegu. Badania amerykańskich biegaczy wykazały, że przeciętna długość kroku wzrosła od ok. 165 cm przy V=5 m/s do ok. 195 cm przy V= 7 m/s. Było to związane miedzy innymi z wysokością ciała i długością nóg. Względna długość kroku dla biegaczy amerykańskich zawiera się we wskaźniku od 0,9 do 1,13 przy V=5m/s i 7m/s. Obliczono, że w biegu bardzo szybkim, np. 100 długość kroku przeciętnie odpowiada iloczynowi wysokości ciała i współczynnika 1,14, który wraz z klasą zawodnika rośnie do 1,26. Najdłuższe kroki zmierzone u bardzo dobrych zawodników wyniosły 237 cm na 246 cm. Przeciętnie krok biegowy w sprincie jest 2,11 razy dłuższy od długości nóg. W badaniach młodych sprinterów radzieckich potwierdzono, że w biegu na krótszych dystansach krok jest dłuższy chociaż może to być również związane z nieco większą wysokością ciała sprinterów niż biegaczy średnio i długo dystansowych. Długość kroku jest więc funkcją długości nóg i prędkości biegu i można wyrazić ją wzorem:

Lk = a log Vx

gdzie:

Lk - długość kroku

Vx - prędkość pozioma biegu

a - współczynnik charakteryzujący krzywą regresji od długości nóg i mieszczący się
w przedziale (2,0-2,5).

Np. zawodnik o krótkich nogach biegnący z prędkością 7m/s będzie miał przeciętną długość kroku ok. 1,70 m. Wydłużenie lub skrócenie kroku będzie odpowiednio świadczyło
o technice, zmęczeniu itd.

Wracając do podziału kroku na fazy, możemy zanalizować ich strukturę czasową. Pierwszy podział może dotyczyć podporu (a) oraz lotu (b). Stwierdza się wyraźne liniowe skrócenie czasu podporu oraz niemal brak zmian czasu lotu w funkcji prędkości biegu. Widzimy więc, że prędkość biegu wzrasta nie tylko dzięki zwiększeniu dynamiki odbicia, ale dzięki technice ruchu. Chodzi przede wszystkim o zmniejszenie oporu w fazie lądowania - amortyzacji, oraz efektywność - w tym kierunku odbicia. Zbyt wysoki lot byłby niekorzystny gdyż spowodowałby wydłużenie czasu lotu, czyli fazy nieefektywnej biernej, w której rola oporu powietrza ma stosunkowo istotne znaczenie.

Pewną specyfiką odznacza się bieg sprinterski. Np. na odcinku przyspieszenia biegu po starcie proporcje t1/tp wynoszą ok. 0,5 by na dystansie zmienić się do wartości 1,5. Oznacza to, że czas podporu skrócił się i stanowi 40% czasu całego cyklu kroku. Istnieje również podstawowa różnica w strukturze czasowej samej fazy podporu między biegiem sprinterskim a długo dystansowy. W tym pierwszym czas lądowania - amortyzacji jest krótszy od czasu odbicia i wyraża się stosunkiem 0,9 lub mniejszym. Natomiast w biegu długo dystansowym proporcje się zmieniają. Wydłuża się czas amortyzacji a skraca się względnie czas odbicia co daje wskaźnik ok. 1,4.

Fotokinemetria:

Warunki filmowania pomiarowego.

1. Do filmowania pomiarowego stosować należy kamery z napędem elektrycznym, wyposażone w obiektywy długoogniskowe (teleobiektywy) zmniejszające błędy perspektywy oraz lustrzankowe układy optyczne.

2. kamera powinna być ustawiona na masywnym statywie, eliminującym drgania, w dość znacznej odległości od filmowanego obiektu, na wysokości środka geometrycznego ruchu obiektu.

3. Oś optyczna obiektywu kamery powinna być skierowana prostopadle do głównej płaszczyzny ruchu filmowanego obiektu.

4. W celu określenia skali pomniejszenia zdjęcia i przyjęcia układu współrzędnych dla ruchu, niezbędne jest filmowanie układu odniesienia, kontrastującego z tłem, umieszczonego w pobliżu lub w płaszczyźnie ruchu obiektu.

5. Dla ułatwienia odczytu obrazu zarejestrowanego na materiale światłoczułym, wskazane jest wprowadzenie na taśmę filmową informacji identyfikujących (rodzaj obiektu, warunki filmowania; częstotliwość zdjęć, data badań, numer próbny itp.). Niezależnie od zapisu tych danych na poszczególnych kinogramach, niezbędne jest wprowadzenie ich do protokołu dokumentującego program badań.

6. Dla weryfikacji rzeczywistej ( w danych warunkach temperatury, rodzaju taśmy, zasilania itp.) i nastawionej częstotliwości zdjęć filmowych, wskazane jest filmowanie chronometru lub stosowanie markerów prędkości przesuwu taśmy, np. kaset ze znacznikami czasu, lub t.p.

7. Ze względu na bezwładność układów elektromechanicznych kamer filmowych, wskazane jest wcześniejsze włączenie kamery, wyprzedzające ruch filmowanego obiektu.

8. W celu zmniejszenia błędów odczytu współrzędnych analizowanych z filmu punktów wskazane jest, aby badany obiekt był filmowany w obcisłym stroju sportowym, z uprzednio zaznaczonymi na ciele charakterystycznymi punktami, jak np. położenie środków obrotu stawów lub środków mas segmentów ciała.

9. W celu zapewnienia wymaganej ostrości obrazu oraz dobrej rozdzielności faz i mikrofaz filmowanego ruchu, wskazany jest dobór odpowiedniej (wysokiej) częstotliwości zdjęć, zależnej również od jasności obiektu oraz czułości stosowanej taśmy filmowej.

10. W trakcie filmowania, podobnie jak i podczas projekcji obrazu punktów pomiarowych, nie należy regulować ostrości obrazu, powodującej zmianę skali zdjęć.

Fotokinematyka - jest to metoda rejestracji i analizy ruchu. Rejestracja dokonujemy przy pomocy tradycyjnej kinomatografii biomechanicznej szybkoobrotowej lub wideofilmowania oraz przy pomocy optoelektronicznych technik.

Fotokinematykę dzielimy na fotometrię (stroboskopia migawkowa, stroboskopia błyskowa) i kinemtrię.

Metody fotometryczne - polegają na rejestracji położenia obiektu na tym samym materiale świtłoczułym poprzez wielokrotne naświetlenie:

• kinematografia biomechaniczna - metoda filmowej rejestracji ruchu obiektów oraz metoda analizy ruchu,

• kinematografia szybkoobrotowa - metoda filmowej rejestracji ruchu obiektów z duża częstotliwością zdjęć,

• optoelektronika pomiarowa - metoda elektronicznego i optycznego przetwarzania, przekazywania pomiaru i analizy sygnałów świetlnych wykorzystując fizyczne procesy przetwarzania światła zachodzące w kamerach optoelektronicznych, umożliwia poprzez sprzężone z komputerem dokonywanie analiz i pomiarów ruchu w czasie rzeczywistym.

Kamera Video.

Część zdjęciowa składa się z obiektywu zmiennoogniskowego i płytki usianej małymi sensorami CCD. Zadaniem sensorów CCD jest zamiana światła, pochodzącego od obiektu zdjęcia i docierającego do niego poprzez obiektyw, na sygnały elektryczne. Powierzchnia płytki składa się z setek tysięcy fotokomórek, każda z tych komórek wytwarza sygnał elektryczny o intensywności proporcjonalnej do intensywności padającego na nią światła. W ten sposób fotokomórki wytwarzają jakby elektroniczna mapę odpowiadającą zmianą światła i cieni- mapa ta to nic innego jak obraz obiektu znajdującego się przed obiektywem. Impulsy elektryczne wytwarzane przez CCD są doprowadzane do części rejestrującej kamery. Jej zasadniczym elementem jest cylinder, na którym znajduje się do 4 głowic rejestrujących - po powierzchni tego cylindra przesuwa się napięta taśma. Głowice zapisują na taśmie sygnały pochodzące od CCD, to jest ich funkcja rejestrująca. Głowice również odczytują z taśmy sygnały uprzednio na niej zarejestrowane - to stanowi ich funkcję przegrywającą. W tej części kamery następuje również rejestracja dźwięku - sygnał dzwiękowy pochodzi jednak od mikrofonu, nie od sensorów CCD.

Analizator filmu - sprzęt niezbędny do przeglądania uzyskiwanych materiałów, pozwala na szybkie określenie współrzędnych analizowanych punktów co w przypadku braku dostepu do komputera jest niemożliwe, stąd nazwa system półautomatyczny, gdy użyjemy komputera wówczas dane zarejestrowane na taśmie perforowej wprowadzamy do komputera, a tam po ich odczytaniu dokonuje wszystkich obliczeń związanych z kinematyczną i dynamiczną analizą ruchów człowieka.

Przy kamerach 16mm częstotliwość standardowa to 16 klatek na sekundę.

Kinogram - zbiór klatek filmowych z zarejestrowanym sekwencyjnie przebiegiem ruchu.

Kamery optoelektryczne

Kamera ta sczytuje współrzędne markerów (diody) umieszczonych na zawodniku. Sczytuje ich współrzędne i wczytuje je do komputera.

Zastosowanie - badania rehabilitacyjne, neurologiczne, sport, ergonomia.

Obliczanie podstawowych wielkości kinematycznych.

F - ile klatek na sek.

α - pomniejszenie np. 1 : 5 - pięć razy mniejsze

β - odstęp czasowy - np. 2 (obliczamy co drugą klatkę)

DANE

F = 200

α = 1 : 5

β = 2

kr = 0,5

WZORY

OPTYKA:

Soczewka - ciało przezroczyste ograniczone z 2 stron 2 powierzchniami kulistymi lub jedną kulista, jedna płaską.

Oś główna soczewki - prosta przechodząca przez środki powierzchnia kulistych .

Grubość S - oś zawarta między pow. kulistymi.

Typy soczewek:

• skupiająca - w środku grubsze niż na brzegach (dwu-, płasko-, wklęsło wypukłe).

• rozpraszające - w środku cieńsze niż na brzegach (dwu-, płasko-, wypukłowklęsłe).

Ogniskowa - odległość od ogniska do środka soczewki.

Ognisko - punkt w którym przecinają się promienie świetlne po przejściu przez soczewkę, padające na nią równolegle do osi głównej soczewki.

Obiektyw - obraz fotograficzny jest uzależniony od użytego obiektywu, jego wymiarów, zdolności odtwarzania perspektyw, pola widzenia, stopnia i zakresu ostrego rysunku, obraz optyczny tworzy odwrócony rzeczywisty obraz przedmiotu.

Budowa obiektywu - soczewki oprawione, unieruchomione obracają się w oprawie z lekkiego materiału o dużej wytrzymałości.

Podział obiektywów:

• obiektywy o układzie teleskopowym,

• obiektywy mikroskopów,

• obiektywy fotograficzne i projekcyjne,

Przesłona - stosunek średnicy otworu czynnego do ogniskowej obiektywu, zwiększenie otworu przesłony o 1 stopień powoduje dwukrotne zwiększenie natężenia światła padającego na taśmę filmową, przesłona określa ilość światła potrzebną do powstania obrazu (tęczówka oczu),

Migawka - umożliwia dostęp światła.

DEFINICJE:

BEZWŁADNOŚĆ - (inercja) ciała oznacza jego opór na każdą zmianę ruchu: wprawianie w ruch, spowolnienie lub zmiana kierunku poruszania się. Miarą bezwładności ciała jest jego masa np. duży statek ma znacznie większą bezwładność niż łódka. I zasada dynamiki Newtona: istnieje taki układ odniesienia, względem którego każdy punkt materialny, na który nie działa żadna siła spoczywa lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Jest to zasada bezwładności.

MOMENT BEZWŁADNOŚCI - wielkość charakteryzująca bezwładność ciała stosowana przy opisie ruchu obrotowego. Moment bezwładności odnosi się zawsze do pewnej wybranej osi obrotu i jest związany z rozkładem mas wokół niej. Dla układu a punktów materialnych połączonych sztywno ze sobą moment bezwładności określa się wzorem.

MOMENT SIŁY - jest to wielkość fizyczna, która jest odpowiednikiem siły w ruchu postępowym, jest dla ruchu obrotowego momentem siły. Jeżeli siła F działa na punkt materialny znajdujący się w pkt. P którego położenie względem początku O układu odniesienia jest określane przez wektor położenia P to moment siły M względem pkt. O definiujemy jako iloczyn wektorowy r i F

M = F * r

MASA - jest to miara ilości materii w danym ciele. Jednostką jest kilogram. Masa ciała zależy od ilości cząsteczek oraz ich masy, nie zależy od siły przyciągania ziemskiego. Dane ciało ma taką samą masę na ziemi i na księżycu, ale ma tam różne ciężary w związku z różną siłą przyciągania grawitacyjnego. Do jej wyznaczenia można zastosować wagę dźwigową, ponieważ jej wskazania nie zależą od wartości siły grawitacji. Inaczej jest to wielkość określana dla danego ciała, która wyznacza jego zachowanie pod działaniem siły lub pola grawitacyjnego oraz jako źródło pola grawitacyjnego. Wartość masy inercjalnej m jest stosunkowi siły F do pochodnej czasowej pędu p. p*m=F

ŚRODEK MASY - punkt w danym ciele, który w wielu sytuacjach może reprezentować masę tego ciała. Środek masy prostych brył jednorodnych ciał znajduje się w ich środku geometrycznym a środek masy zawsze leży poniżej punktu zawieszenia i nie zawsze w obrębie ciała.

TWIERDZENIE O ŚRODKU MASY - środek masy ma takie przyspieszenie jakby wszystkie masy były w nim skupione i siły przyłożone. Jeżeli będą siły wewnętrzne to suma ich a środek masy spoczywa lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym: suma pędów wszystkich mas ma taką samą wartość i kierunek, jakby wszystkie masy były skupione w jego środku i poruszały się z jego prędkością. Gdy bryła znajduje się w polu grawitacyjnym o różnym natężeniu, to do różnych elementów tej bryły będą przyłożone różne siły ciężkości, więc środek masy nie będzie pokrywał się ze środkiem ciężkości. Gdy bryła znajduje się w polu pozbawionym grawitacji, to środek masy określany jest przez wzór, a pojęcie środka ciężkości nie ma sensu.

Środek masy - stosunek %-owy do masy całkowitej. Tułów - 43%, uda - 12%, głowa - 7%, ramię - 3%, ręce - 10%

• wektor przyłożenia środka masy

Rsm =

mi - mas i-tego punktu,

r1 - wektor położenia i-tego punktu,

n - liczba punktów (12 części ciąła).

W prostokątnym ukł. Współrzędnych Xi,Yi,Zi zależności wektorowe można zastąpić trzema wielkościami skalarnymi określając wartości współrzędnych X,Y,Z.

X= Y= Z=

X,Y,Z - współrzędne środa masy układu punktu,

Xi,Yi,Zi - wartości współ. i-tego punktu.

SIŁA CIĘŻKOŚCI - ciężar jest to siła przyciągania grawitacyjnego danego ciała - jednostka Newton. Wartość ciężaru zależy od masy ciała i przyspieszenia swobodnego spadania. W=mg

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI - to punkt, do którego przyłożona jest wypadkowa sił ciężkości działających na elementarne ruchy ciała.

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI - ciężar ciała jest sumą ciężarów wszystkich jego elementów. W przypadku małych ciał ciężary jego elementów stanowią siły równoległe skierowane pionowo w dół. Siły te są proporcjonalne do wielkości ich mas. Taki układ sił równoległych można zastąpić jedną wypadkową, która jest ciężarem całego ciała. Fragment, do którego przyłożona jest wypadkowa sił ciężkości nazywa się środkiem ciężkości. Położenie środka ciężkości ciała jest zależne od budowy ciała. U człowieka w pozycji symetrycznej stojącej z opuszczonymi rękoma środek ciężkości znajduje się na poziomie 1-5 kręgu krzyżowego.

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI - punkt, w którym jest przyłożona siła ciężkości. Ponieważ ciężar ciała niewiele się zmienia podczas jego przemieszczania po powierzchni ziemi na małych odległościach to środek ciężkości nazywa się ze środkiem masy. Środek ciężkości płaskiego ciała można znaleźć zawieszając to ciało w kilku miejscach. Za każdym razem środek ciężkości znajduje się pod punktem zawieszenia to linie pionowe wyznaczone przez nitkę z obciążnikiem przecinają się w tym punkcie. Środek ciężkości jest punktem niematerialnym, może znajdować się poza ciałem.

OSC - wyznaczenie OSC na filmie to wyznaczenie chwilowych położeń tego punktu w czasie realizacji zadania ruchowego, okreslenie chwilowych położeń OSC pozwala uzyskać parametry kinematyczne - opisujące ruch oraz dynamiczne - pozwalające badać jego przyczyny. Wyznaczenie masy ciał oraz i lokalizacji środka ciężkości to czynności niezbędne przy obliczaniu momentów bezwładności określonych segmentów ciała człowieka. OSC jest ściśle związane z wymiarami ciała (długością). U człowieka OSC znajduje się na wysokości 53-60 % wysokości ciała. Średnia wartość dla mężczyzn 56,5% dla kobiet 55,5%, w pozycji stojącej z opuszczonymi rękoma OSC znajduje się na poziomie 1-5 kręgu krzyżowego, poniżej osi poprzecznej stawu biodrowego między kością krzyżową a spojeniem łonowym. W niektórych przypadkach OSC może znajdować się poza ciałem człowieka - znaczy to że OSC nie jest punktem ciała ale wyobrażalnym pkt. Przyłożenia siły wypadkowej i nieistniejącym w rzeczywistości jako siła. S.C. części ciała posiadają prawie stałe umiejscowienia w poszczególnych częściach ciała np. stopa - 44%, podudzie - 42%, udo - 44%, ramię - 47%, przedramię - 42%, tułowie - 44%.

Ciało dzieli się na 12 elementów - głowa, tułów, ramię, przedramię, udo, podudzie, stopa, ręce.

Zasady działania tensometrii przetworu siły (TPS):

To zależność między długością czynników tensometrycznych, rezystancją a wielkością badanej siły.

Zalety tensometrii:

• pozwala na rejestrację siły w czasie

• można miniaturyzować czynniki

• można wykonać pomiary na odległość

• możliwość dość dużych przeciążeń

• uniwersalność aparatury

• możliwość rejestracji przebiegów szybko i wolno zmiennych

• odkształcenie szybko wraca do skurczu wyjściowego

• niewrażliwość na wstrząsy

Wady:

• wrażliwość na temperaturę

• czasochłonność kierowania torów pomiarowych

• koszt aparatury i czujników

METODY BEZPOŚREDNIE:

1. metoda dźwigni jednostronnej - cechuje się tym, że oba ramiona sił leżą po tej samej stronie punktu podparcia. Wśród nich mogą wystąpić formy siłowe lub oszczędnościowe

Dźwignia jednostronna siłowa

Dźwignia jednostronna oszczędnościowa (o większym ramieniu działania siły mięśni od ramienia siły oporu ).

F - siła działania

R - siła oporu

rf - ramię siły działania

rr - ramię siły oporu

W przedstawionych wyżej dźwigniach ramię siły jest prostopadłe do kierunku jej działania. Mięśnie przyczepiają się do kości pod kątem od 0 stopni lecz mniejszym od 90. jest to kąt natarcia mięśniowego.

2. Metoda dźwigni dwustronnej - jej punkt podparcia leży pomiędzy punktem przyłożenia siły mięśniowej F, a punktem przyłożenia siły oporu R. Dla utrzymania równowagi momenty sił muszą być sobie równe. Gdy ramię działania sił jest krótsze od ramienia siły oporu, to siła mięśniowa musi być zwiększona. Im krótsze ramię siły w stosunku do ramienia oporu, tym działająca siła mięśniowa musi być zwiększona. Te rodzaje dźwigni noszą nazwę dźwigni siłowych (szybkościowych). Gdy ramię siły mięśniowej jest dłuższe niż ramię siły oporu, wówczas wielkość siły mięśniowej jest odpowiednia mniejsza od siły oporu. Ze względu na mniejszy wydatek energetyczny mięśni nosi nazwę oszczędnościowej.

Dźwignia dwustronna równoramienna.

Dźwignia dwustronna siłowa.

Dźwignia dwustronna oszczędnościowa.

METODY POŚREDNIE:

1. Metoda składania sił równoległych to metoda graficzna opracowana na podstawie twierdzenia o składaniu sił równoległych ( wypadkowa dwóch sił równoległych jednakowo skierowanych jest równa ich sumie, a ich punkt przyłożenia znajduje się na prostej łączącej punkt przyłożenia tych sił w odległości odwrotnie proporcjonalnej w stosunku do ich wielkości). Metoda ta jest oparta na zasadzie składania sił równoległych. Jeżeli chcemy znaleźć wypadkową dwóch sił równoległych dodajemy wartości wektorowe obu sił, natomiast miejsce przyłożenia tej wypadkowej odnajdujemy poprzez wyznaczenie na prostej łączącej obu wektorów punktu dzielącego tą prostą na odcinki odwrotnie proporcjonalne do wielkości sił. W związku z tym, że kierunki działania sił ciężkości poszczególnych części ciała możemy uznać za równoległe, poprzez składanie wektorów można wyznaczyć środek ciężkości całego ciała:

• na fotografii wyznaczamy osie stawów, długość poszczególnych części ciała, położenie środka ciężkości tych części w oparciu o znajomość współrzędnych podanych przez Braunego i Fischera.

• Posługując się metodą składania sił równoległych wyznaczamy położenie wspólnego środka ciężkości dla dwóch dowolnie wybranych części ciała i tak doprowadzimy do wyznaczenia ogólnego środka ciężkości.

2. Metoda składania momentów sił - punktem wyjścia jest twierdzenie Varignona (suma momentów sił danego układu względem danego punktu równa się momentowi sumy sił tego układu w stosunku do tego punktu).

Do wykonania obliczeń potrzebne jest zdjęcie badanego. Na zdjęciu wykreślamy układem kartezjańskim odniesienia tak aby cała sylwetka znalazła się w pierwszej ćwiartce. Siłami F są siły ciężkości poszczególnych części ciała. Ramionami r sił są odległości środków ciężkości od osi X lub Y. F jest to ciężar całego ciała badanego, R jest niewiadome; odległość środka ciężkości ciała od jednej z osi układu X lub Y. Obliczenia dokonujemy osobno dla każdej osi układu. W ten sposób otrzymujemy Rx i Ry. Odkładamy je na osi x i y i w miejscu ich przecięcia zlokalizowany jest środek ciężkości ciała.

UKŁADY CYBERNETYCZNE:

Spełniają warunki:

• pewne części układu przyjmują oddziaływania zewnętrzne, odgrywają rolę wejść.

• wszystkie możliwe stany układu są zdeterminowane jednoznacznie lub losowo przez ogół zależności między jego wyjściami a wejściami.

• dane działanie wejściowe i dany wewnętrzny stan układu łącznie wyznaczają określone działanie wyjściowe i określone przejścia z danego stanu w inny przy czym stan wewnętrzny jest wyznaczony przez pamięć układu czyli zapis minionych działań wejściowych (pamięć układów to doświadczenie),

• cechą układu cybernetycznego jest to że jedne części układu sterują innymi dla orzeczenia danego celu przy czym sterowanie odbywa się przez przekazywanie informacji (moc energii).

KOORDYNACJA - STEROWANIE RUCHEM:

wg Bemszeina

Pokonywanie nadmiernej liczby stopni swobody poruszającego się narządu - czyli przetwarzanie narządu w system zdolny do sterowania.

wg Aschbby

To zdolność takiego połączenia aktywności różnych mięśni, aby ruch był wykonywany dokładnie i po właściwym torze.

Koordynacja nerwowa - współdziałanie procesów nerwowych, które kierują ruchami przez pobudzanie mięśni.

Koordynacja mięśniowa - współdziałanie naprężenia mięśni przekazujących siły, które sterują poszczególnymi częściami ciała uwzględniając bodźce systemu nerwowego oraz inne czynniki.

Koordynacja ruchowa - współdziałanie mechanizmów fizjologicznych zapewniające wykonanie realnego i konkretnego zadania ruchowego zgodnie z programem.

CHÓD:

Definicja

Chód jest cyklicznym ruchem lokomocyjnym polegającym na naprzemiennej utracie i powrocie
do równowagi. Składa się z dwóch faz:

• fazy podporu (ok. 60% - piętą - 18%, środkiem - 30%, przodostopiem - 12%),

• fazy wymachu (ok. 40% - przyspieszenie przenoszenie, hamowanie),

• okres podwójnego podparcia (ok. 10%).

Chód ejst lokomocją polegającą na przemieszczaniu masy ciała skupionej w środku ciężkości,
w przestrzeni, wdłuż drogi wymagającej najmniejszego wydatku energetycznego.

---