Проблема спортивного травматизма возникла, наверное, вместе с самим спортом. Тогда же первые спортсмены и их первые тренеры начали искать способы предотвращения травм. Сначала поиск проходил двумя самыми простыми методами: методом заимствования и методом «проб и ошибок».
Заимствование происходило из повседневной жизни и воинской практики, так как именно там люди чаще всего сталкивались с травматизмом и накопили достаточный опыт. Позже с появлением точных наук (физика, математика и др.) и естествознания (медицина, биология) стало возможным прогнозировать вероятность и тяжесть травмы, диагностировать и лечить её острые проявления и отдалённые осложнения.
Физика рассматривает те события, которые происходят в момент самого столкновения и в самое ближайшее время после него. Медицина работает с последствиями столкновения — повреждениями и травмами. На стыке этих двух великих наук возникла третья наука — медицинская биофизика.
Биофизики в своей работе используют и физические, и медицинские знания, так как по отдельности эти науки далеко не всегда могут объяснить сложные, многоступенчатые и в то же время интересные процессы, происходящие в человеческом организме под воздействием внешних сил.
Согласно известной хронологии событий сначала происходит удар, а потом следуют изменения, повреждения и травмы, а после этого они могут быть диагностированы. Изучать лучше сначала физические параметры удара и влияние различных физических факторов на него.
Потом пытаться раскрыть патогенетические этапы повреждения и всю цепочку следующих друг за другом патологических процессов. И уже после всего — научиться распознавать «в полевых условиях» симптомы (проявления) травмы, чтобы вовремя начать борьбу с её иногда очень тяжёлыми последствиями.
Для любых взаимодействующих тел и предметов верен второй закон Ньютона, по которому F = m•а, то есть сила F придаёт телу массой, а ускорение а. Другая и равносильная первой формулировка: если на тело не действует сила, то у него не может быть ускорения, а если тело в этот момент движется, то оно движется с постоянной скоростью.
Ускорение — это изменение скорости за какой-либо промежуток времени (торможение или разгон), то есть: а = ΔV/Δt, где ΔV — это разница между конечной и начальной скоростью, — это промежуток времени, за который изменялась скорость. Чем больше ΔV , тем больше ускорение, чем больше Δt, тем меньше ускорение.
Если в уравнение F = m•а подставить а = V/Δt, то получится
F = m•ΔV/Δt, или равносильно
F•Δt = m•ΔV, но разрешается писать и проще
FF•t = m•V, где F•t принято называть «импульс силы», а m•V принято называть «количество движения».
Это уравнение помогает объяснить и предсказать поведение сталкивающихся предметов, потому что зная скорость движения тела и его массу, можно рассчитать то количество движения, которое оно могло бы передать другому телу при столкновении.
Этот переход описывается законом сохранения количества движения, который гласит: сумма количеств движения до взаимодействия равна сумме количеств движения после него. Иными словами, общее количество движения не теряется и не приобретается, а происходит лишь перераспределение его между контактирующими телами. В виде формулы это записывается так:
m1•V`1+m2•V`2=m1•V"1 + m2•V"2, где
m1 и m2 — массы двух тел соответственно,
V`1 и V`2 — скорости этих тел до столкновения,
V"1 и V"2 — скорости этих же тел после столкновения.
Этот закон применим к столкновениям любого типа: от молекулярных до космических. Его можно применить и к спортивному бою, впрочем, как и к любой драке, потому что с точки зрения физики это выглядит как многократный взаимный обмен количествами движения при столкновении между кулаками и организмами бойцов.
Бой кончается досрочно, если переданное одним из поединщиков количество движения достигло определённого «критического уровня», при котором качество повреждений несовместимо с возможностью продолжать бой.
Величина повреждений и степень тяжести травмы зависит от многих факторов. К ним относятся, безусловно, вид и масса травмирующего агента (рука, нога, предмет), его скорость и направление движения во время контакта с головой, скорость и направление движения головы (если она двигалась до удара), положение головы в момент удара (свободное или фиксированное), общее время удара.
Чтобы не вдаваться в лишние подробности и не усложнять, картину, рассмотрим для начала типичный для спортивного поединка случай. Атакующий боец бьёт кулаком («не вкладывая в удар всю массу тела», «не помогая себе корпусом») по голове другого бойца, который стоит. Такая голова в судебной медицине называется «свободно расположенная», то есть «нефиксированная» — это имеет большое значение для вероятности возникновения того или иного повреждения головы.
Тогда закон сохранения количества движения для столкновения кулака и головы можно записать следующим образом:
mголова •V`голова + mкулак •V`кулак = mголова •V"голова + mкулак•V"кулак где,
mголова и mкулак — массы головы и кулака соответственно,
V"голова и V`кулак — скорости головы и кулака до удара,
V"голова и V"кулак — скорости головы и кулака после удара.
Это длинное выражение можно упростить, если считать, что голова до удара не двигалась (то есть V`голова = 0), а кулак за время удара полностью остановился (то есть V"кулак = 0). Эти слагаемые редко оказывают принципиальное влияние на исход столкновения и сейчас для лучшего понимания теории удара можно ими пренебречь.
Таким образом, мы не будем принимать во внимание те реальные удары и столкновения, когда голова начинает инстинктивно перемещаться в защиту до самого столкновения, когда кулак после контакта с головой «рикошетит» и продолжает движение в другую сторону, когда голова до момента удара двигалась навстречу кулаку и т.п.
Тогда формула, отражающая закон сохранения количества движения для системы «голова — кулак», будет выглядеть так:
mкулак •`кулак = mголова •V"голова
или ещё проще:
mкулак • Vкулак = mголова •Vголова
При прямом ударе, например, «стяжке», когда кулак посылается вперёд простым разгибом локтя, масса бьющего элемента близка к массе этого кулака, так как остальные части руки (предплечье и плечо) выполняют только движущую функцию.
Масса головы гораздо больше массы кулака, но равенство количеств движения должно быть соблюдено, поэтому скорость головы после удара должна быть меньше скорости кулака до удара. Обычно так и получается.
При боковом ударе необходимо учитывать некоторые дополнительные параметры. Через какой сустав проходит ось вращения руки: плечевой, локтевой, лучезапястный. В какую область головы попадает кулак: скуловую, височную, ушную, теменную, сосцевидный отросток, затылочную.
Дело в том, что вращение руки создаёт рычаг между суставом и кулаком, а направление вращения головы задаётся из точки контакта головы и кулака, которая образует свой рычаг вместе с шеей (в основном суставами первого шейного позвонка, называемого at(ant, и второго шейного позвонка, называемого axis — осевой).
В результате появляется большая разница между траекториями движения головы после ударов в скуловую кость или в ухо, или в теменную кость.
Большое значение имеет также ориентирование удара относительно центра тяжести головы, который находится чуть –чуть ниже анатомического центра головы. Если вектор удара направлен в центр тяжести головы (боковой удар в ушную и заушную области, прямой удар в верхние зубы и нос), то вращательный компонент в траектории движения головы относительно мал.
Напротив, если вектор проходит мимо центра тяжести, то появляющиеся рычаги между точкой удара и шеей придают голове дополнительное вращение.
Вообще, существует два вида движения предмета: поступательное и вращательное. При поступательном движении все точки и части предмета движутся с одинаковой скоростью (сани, катящиеся с горы, рама велосипеда), а при вращательном — есть различия в скоростях (точка на ободе колеса проходит большее расстояние за единицу времени, чем точка на спице колеса).
Траектория движения головы после удара, как и любой другой части тела человека после удара малой и средней силы, всегда будет с большим преобладанием вращательного компонента, так как в организме человека нет суставов, в которых возможно было бы поступательное движение, а ведь именно суставы являются теми органами, которые отвечают за перемещение частей тела относительно друг друга.
Изначально у сустава есть ось или несколько осей, вокруг которых с помощью мышц вращаются кости. Поступательный компонент появляется при увеличении радиуса вращения, когда разница между скоростями двух соседних точек становится меньше и соответственно уменьшается разница в перемещении.
Для удара с большой долей поступательного движения головы более характерны переломы костей черепа, ушибы мозга и кровоизлияния различной локализации. Для удара с преобладанием вращательного движения — сотрясение мозга, диффузное аксональное повреждение.
Человек может искусственно увеличивать или уменьшать поступательный компонент движения головы после удара. Это достигается, в первую очередь, напряжением мышечного каркаса шеи и верхнего плечевого пояса, так как эти мышцы препятствуют движению в суставах шейного отдела позвоночника и искусственно увеличивают радиус вращения головы.
В том случае, если мышцы шеи расслаблены, ось вращения черепа после удара проходит через верхние межпозвоночные суставы шейного отдела позвоночника. А это значит, что вся сила кулака, созданная на длинном рычаге руки, расходуется на перемещение головы с коротким радиусом вращения, то есть ускорение у черепа очень большое и траектория движения головы практически полностью вращательная. В этом случае возникновение травмы наиболее вероятно.
Напротив, чем больше мышц участвует в создании стабильности положения головы и всего тела в момент удара и сразу после него, тем, естественно, меньше голова перемещается.
Например, при напряжённом плечевом поясе (трапециевидная, грудино-ключично-сосцевидная, лестничные мышцы, верхние части разгибателя спины и шеи) ось вращения проходит через нижние шейные или даже верхние грудные межпозвоночные суставы.
Здесь природа приходит на помощь бойцу: грудной отдел позвоночника малоподвижен изначально, поэтому автоматически включаются поясничные межпозвоночные суставы и даже тазобедренные суставы, с которыми связаны мощнейшие мышечные блоки спины, передней брюшной стенки и, конечно, ног.
Иными словами, если хорошо упереться, то есть сопротивляться удару всем телом, включая ноги, то можно искусственно ось вращения провести через пятки, и тогда голову сдвинуть с места будет крайне сложно. Нужно много времени, чтобы напрячь такое количество мышц, чтобы направить их сопротивление точно против вектора удара.
Это требует не только времени, но и сил, энергии, калорий. Их запас быстро истощается, защита становится хуже и слабее. В результате боец получает травму.
Продолжение следует.........
Читайте также:
Зачем единоборцам широкая талия
Смотрите видеопередачи о славяно-горицкой борьбе:
Галерея патриархов боевых искусств
Понравилось? Подписывайся на канал, ставьте лайки, делитесь с друзьями в социальных сетях!!!
БУДЬТЕ ЗДРАВЫ!!!