Биомеханика изучает человеческое тело и животных, а также растения и механическую работу клеток. Однако большинство людей думают о биомеханике с точки зрения спорта и спортивных результатов. Использование биомеханики помогает создавать все - от оптимального спортивного оборудования до методов реабилитации после травм.
Спортивная биомеханика - это наука о том, как понять, почему человеческое тело движется так, как оно движется, в том числе, когда оно движется не оптимально или неправильно. Ниже вы узнаете больше о биомеханике и о том, как она применяется к тренировкам, производительности, оборудованию, а также к лечению и профилактике травм.
Что такое биомеханика?
Биомеханика - это наука о движении живого организма, включая то, как мышцы, кости, сухожилия и связки работают вместе, чтобы двигаться. Биомеханика является частью более широкой области кинезиологии, в которой особое внимание уделяется механике движений. Короче говоря, это изучение и анализ того, как все отдельные части вашего тела работают вместе, создавая спортивные и повседневные движения.
Биомеханика включает в себя строение костей и мышц и движения, которые они могут производить, а также механику кровообращения, работу почек и другие функции организма. Европейское общество биомеханики определяет биомеханику как "изучение сил, действующих на тело и генерируемых в нем, а также влияния этих сил на ткани, жидкости или материалы, используемые для диагностики, лечения или исследований".
Спортивная биомеханика
Спортивная биомеханика изучает движения человека во время тренировок и занятий спортом. Физика и законы механики применяются к спортивным результатам. Например, биомеханика приседаний включает в себя рассмотрение положения и/или движения стоп, бедер, коленей, спины, плеч и рук. Знание правильных моделей движения при приседании поможет получить максимальную пользу от упражнения, предотвратить возможные травмы, исправить ошибки в форме и повысить результаты.
Биомеханику можно использовать по-разному, в том числе для разработки правильно функционирующего спортивного оборудования, улучшающего спортивные результаты, анализа движений человека для улучшения и повышения результатов, лечения травм и составления протоколов тренировок. Знание того, как движется тело и почему оно движется именно так, как движется, помогает специалистам предотвращать и лечить травмы, уменьшать боль и улучшать результаты.
Оборудование
Биомеханика может быть использована при разработке спортивного оборудования, одежды, обуви, а также полей и сооружений, на которых проводятся занятия спортом. Например, обувь может быть разработана для бегуна на средние дистанции, а ракетка - для лучшего захвата. В этих целях изучаются и игровые поверхности, например, как жесткость поверхности искусственного газона влияет на результаты спортсменов.
Частные лица
Биомеханику можно применять к отдельным людям, анализируя их движения и обучая их более эффективным движениям во время тренировок и занятий спортом. Например, походку человека при беге или замах при игре в гольф можно снять на видео и дать рекомендации по ее изменению и улучшению.
Травмы
Биомеханика может применяться для изучения причин, лечения и профилактики спортивных травм. В ходе исследования можно проанализировать действующие силы, которые могут привести к растяжению связок голеностопа, и то, как конструкция обуви или игрового покрытия может снизить риск травмы.
Обучение
Биомеханика может изучать спортивные техники и системы тренировок и разрабатывать способы сделать их более эффективными. Это может включать фундаментальные исследования того, как положение рук влияет на движение рук при плавании. Она может предлагать и анализировать новые методы тренировок, основанные на механических требованиях спорта, направленные на повышение производительности. Например, в велоспорте, где активация мышц, измеряемая с помощью электромиографии и кинематики, помогает исследователям увидеть, как такие факторы, как осанка, компоненты или интенсивность упражнений, влияют на активацию мышц.
Движения тела
В биомеханике движения тела рассматриваются из анатомического положения - стоя прямо, взгляд устремлен вперед, руки по бокам, ладони направлены вперед, ступни слегка расставлены на пятки, пальцы ног направлены вперед. Отсюда следует, что существует три анатомические плоскости: сагиттальная (срединная), фронтальная и поперечная (горизонтальная).
Если вы разделите свое тело на правую и левую половины, это и будет сагиттальная или срединная плоскость. Сгибание (меньший угол сустава) и разгибание (больший угол сустава) также происходят в сагиттальной плоскости.
Фронтальная плоскость делит тело на переднюю и заднюю части, но также во фронтальной плоскости происходят движения абдукции (отведение конечности от центра) и аддукции (отведение конечности к центру). Верхняя и нижняя части тела разделены поперечной (горизонтальной) плоскостью. Вращательные движения происходят в поперечной плоскости.
Движения тела во всех трех плоскостях происходят во время повседневной активности. Поэтому целесообразно также выполнять упражнения в каждой плоскости движения, чтобы развивать силу, функциональность и стабильность в каждой из них. Например, при тренировке ядра выполняйте не только кранчи, но и жимы Паллофа (Pallof presses) и ветряные мельницы.
Инструменты, используемые в биомеханике
Для изучения биомеханики используются различные инструменты. Вы наверняка слышали о том, что некоторые упражнения активизируют целевые мышцы лучше, чем другие. Такие исследования обычно проводятся с помощью так называемых датчиков электромиографии (ЭМГ).
Эти датчики размещаются на коже и измеряют количество и степень активации мышечных волокон в определенных мышцах во время выполнения упражнений. ЭМГ не только помогают исследователям понять, какие упражнения могут быть более эффективными, чем другие, но и помогают физиотерапевтам понять, работают ли мышцы пациентов так, как они должны работать.
Динамометры - еще один полезный инструмент, позволяющий измерить силу мышц. Динамометры измеряют силу, возникающую во время мышечных сокращений, чтобы понять, насколько мышцы сильны. Они обычно используются для измерения силы хвата, которая является показателем общей силы, здоровья и долголетия.
Биомеханика - это сложная область изучения и применения, которая помогает обосновать тренировки, восстановление и разработку оборудования. Ученые, врачи спортивной медицины, физиотерапевты и специалисты по кондиционированию используют биомеханику для разработки протоколов и методик тренировок, чтобы улучшить результаты спортсменов и населения в целом.
Автор Рэйчел Макферсон, BA, CPT
Источники:
American Society of Biomechanics. About Biomechanics.
Hall SJ. What Is Biomechanics?. In: Hall SJ. eds. Basic Biomechanics, 8e New York, NY: McGraw-Hill; 2019.
Priego-Quesada JI. Exercise biomechanics and physiology. Life. 2021;11(2):159. doi:10.3390%2Flife11020159
American Council on Exercise. Planes of Motion Explained.
Huang, L., Liu, Y., Lin, T., Hou, L., Song, Q., Ge, N., & Yue, J. (2021). Reliability and validity of two hand dynamometers when used by community-dwelling adults aged over 50 years. BMC Geriatrics, 22. doi:10.1186/s12877-022-03270-6