Звенья тела, подвижно соединенные в суставах, – это костные рычаги, которые под действием приложенных сил могут сохранять или изменять свое положение. Силы, действующие на рычаг можно объединить в две группы.
Силы, лежащие в плоскости оси рычага, которые не влияют на вращение вокруг этой оси.
Силы, лежащие в плоскости перпендикулярной к оси рычага, которые могут рассматриваться как силы движущие силы и как силы сопротивления (тормозящие).
Каждый рычаг имеет следующие элементы:
точку опоры О – точки приложения сил;
плечи рычага L – расстояния от точки опоры до точек приложения сил;
плечи сил d – расстояния от точки опоры до линии действия сил (перпендикуляры, проведённые из точки опоры к линиям действия сил).
Fн – нормальная составляющая силы F, которая перпендикулярна к направлению движения рычага в данной точке.
Fт – тангенциальная составляющая силы F, расположенная по касательной к направлению движения рычага в данной точке.
Рычаги в биокинематических цепях
Мерой действия силы на рычаг служит ее место приложения относительно точки опоры: M= Fd.
По характеру расположения оси вращения, точек приложения равнодействующей движущих сил (F) и сил сопротивления (P), различают три вида костных рычагов:
1 – рычаг первого рода (двуплечий);
2 – рычаг второго рода (одноплечий), рычаг силы;
3 – рычаг третьего рода (одноплечий), рычаг скорости.
В теле человека почти все рычаги третьего рода. Исключением являются голова, таз в положении основной стойки и стопа – это костные рычаги первого рода.
Результат тяги мышц в биокинематической цепи
В естественных условиях в биокинематических цепях действия мышц никогда не бывают изолированными. Мышцы двигаются группами, взаимодействуют внутри групп и между группами.
Различают рабочие тяги мышц и опорные.
рабочие тяги – мышцы, обеспечивающие активное движение рабочих звеньев;
опорные тяги – обеспечивают сохранение позы, создание опоры для мышц, выполняющих динамическую работу.
При выполнении статической работы длительное время, организм использует двигательные переключения, или поддержание позы осуществляется в «колебательном» режиме.
По направлению действия различают следующие функциональные группы мышц:
синергисты (совместно действующие);
антагонисты (действующие противоположно).
Согласованность их действий превращает неодноосный сустав в полносвязный биодинамический механизм с определенным направлением движения и скоростью звена.
Синергизм и антагонизм в работе мышц относительны. Ускоряющее действие мышц синергистов против сил упругости возрастает, а против сил инерции – уменьшается.