ГЛАВА 5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ БИОМЕХАНИКА

Нет в природе такого явления, суть которого можно понять, не вникая в то, как оно возникло...

Каждое явление окружающего нас мира имеет свою биографию,

и мы не можем обсуждать это явление, не ознакомясь с нею.

Н. А. Бернштейн

К ребенку — с величайшим уважением!

Дифференциальной биомеханикой называется раздел биомеханики, изучающий индивидуальные и групповые особенности двигательных качеств и двигательной деятельности людей.

ТЕЛОСЛОЖЕНИЕ И ДВИГАТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Двигательные возможности человека зависят от особенностей телосложения:

— длины и массы тела;

— пропорций тела — соотношения размеров отдельных частей тела (туловища, конечностей);

— особенностей конституции.

Пропорции и размеры тела у людей существенно различаются, неодинаковы и их двигательные возможности. При одном и том же уровне физической подготовленности люди с большей массой тела обладают большей мышечной силой (рис. 59). В то же время относительная мышечная сила (в расчете на 1 кг массы тела) с увеличением размеров тела снижается.

При ходьбе и беге длина и частота шагов в значительной степени обусловлены размерами тела и, прежде всего, длиной ног. Например, при одной и той же длине тела дети более старшего возраста делают при беге шаги большей длины, что отчасти объясняется тем, что у них в среднем более длинные ноги.

Анатомо-физиологические особенности влияют и на кинематику движений, и на тактику двигательной деятельности. В процессе возрастного развития происходит значительное изменение размеров и строения тела. В связи с этим изменяется и режим передвижения, произвольно выбираемый человеком. Выбор скорости, а также длины и частоты шагов определяется доминирующим критерием оптимальности, который постепенно трансформируется по мере перехода от детского возраста к зрелому.

Рис. 59. Изменение абсолютной и относительной мышечной силы в зависимости от массы тела

Основным естественным критерием оптимальности, сформировавшимся в ходе возникновения и развития жизни на Земле, является экономичность. Поэтому согласно принципу минимума энергозатрат в нормальных условиях взрослый человек самостоятельно выбирает такой режим передвижения (скорость, длину и частоту шагов и т. п.), при котором затраты энергии на единицу преодоленного расстояния минимальны (см. рис. 54).

В отличие от взрослых естественная двигательная деятельность ребенка направлена на развитие и совершенствование органов и систем организма. Она организуется в соответствии с энергетическим правилом скелетных мышц (сформулированным И. А. Аршавским), согласно которому процессы развития и восстановления эффективны лишь при условии интенсивной двигательной деятельности. Установлено, что при ходьбе и беге детей дошкольного возраста принцип минимума энергозатрат нарушается. Произвольно выбираемый детьми режим движений более интенсивен по сравнению с энергетически оптимальным (рис. 60). По мере перехода к подростковому и юношескому возрасту это отличие сокращается, практически исчезая к завершению полового созревания.

Люди пожилого возраста и в особенности люди с ослабленным здоровьем выбирают скорость передвижения ниже оптимальной (см. рис. 60). По-видимому, у человека, перенесшего травму, инфаркт миокарда или другое серьезное заболевание, на первый план выходит критерий безопасности.

Индивидуальные особенности влияют не только на оптимальную технику, но и на оптимальную тактику двигательной деятельности. На рис. 61 изображены графики оптимальной динамики мощности при стремлении к наивысшему спортивному результату на соревнованиях по велоспорту (трек), плаванию, бегу и другим циклическим видам спорта, если на преодоление дистанции затрачивается не более 5—7 мин. Механическая мощность должна изменяться у разных людей по-разному, потому что возможности энергетических систем у них различны. Так, у детей мощность окислительной системы (МПК) и емкость лактацидной системы значительно ниже, чем у взрослых.

Задание для самоконтроля и закрепления знаний

Нарисуйте оптимальные раскладки скорости на короткой, средней и длинной дистанции, если основным критерием оптимальности является: а) экономичность; б) механическая производительность.

Рис. 61. Оптимальная по производительности динамика механической мощности у людей разного возраста