Механика — это раздел физики, который изучает движение и взаимодействие тел.

Кинематика — это раздел механики, который изучает движение тел. Для кинематики не важны причины движения тела.

Динамика — это раздел механики, который изучает причины изменения механического движения.

Статика — это раздел механики, который изучает условия равновесия тел.

Для описания механического движения необходимы понятия:

1. материальная точка — это тело, имеющее массу, размер и форму, которые не важны для решения данной задачи (то есть при описании движения ими можно пренебречь);
2. абсолютно твёрдое тело — это тело, которое не изменяет свою форму при воздействии на него (то есть не деформируется и сохраняет неизменное расстояние между своими частями);
3. механическое движение — это изменение положения тела в пространстве с течением времени;
4. система отсчёта — это тело, которое мы считаем неподвижным, и часы, относительно которых рассматривается движение тела. Система отсчёта состоит из тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов (рисунок 1.1);



5. тело отсчёта — это тело, относительно которого рассматривают движение других тел в пространстве.

Биомеханика изучает механические свойства живых тканей, органов и организма в целом, то есть изучает движение в живых системах. Чаще всего в биомеханике рассматривают механику движения человека или животного, биомеханику дыхательного аппарата, биомеханику кровообращения.

Биомеханика основана на физике, математике и анатомии. При изучении биомеханики считают, что части тела человека или животного аналогичны механическим структурам. Например, кости выполняют роль рычагов, мышцы — это пружины, а сухожилия — это канаты.

Важными компонентами в биомеханике являются перемещение, сила, импульс, рычаг и равновесие.

Перемещение — это вектор, который соединяет начальную и конечную точки движения.

Сила — это векторная физическая величина, которая показывает меру взаимодействия тел. Под действием силы тело изменяет направление движения, останавливается, ускоряется или замедляется, или не изменяет своего состояния.

Импульс — это векторная физическая величина, которая равна произведению массы тела на его скорость.

Рычаг — это простейший механизм, с помощью которого можно перемещать грузы. Рычаг состоит из балки, которая может вращаться вокруг точки опоры. Характеристиками рычага являются: точка опоры, точки приложения сил, плечи сил (рисунок 2.1).

Равновесие — это состояние тела, при котором его части остаются неподвижными по отношению к выбранной системе отсчёта.

Исходное анатомическое положение — человек стоит, ноги параллельны и соединены вместе, руки опущены вдоль туловища, ладони обращены вперёд (рисунок 3.1)

Анатомической позиции соответствуют три оси тела, которые пересекаются под прямыми углами (вертикальная продольная ось, сагиттальная ось, поперечная или фронтальная ось) и три плоскости (сагиттальная или срединная плоскость, фронтальная или коронарная плоскость, горизонтальная или поперечная плоскость).

Оси:

Вертикальная продольная ось проходит перпендикулярно опоре через центр тела (ось 1, рисунок 3.1).

Поперечная или фронтальная ось проходит параллельно плоскости опоры и перпендикулярно сагиттальной оси (ось 2, рисунок 3.1).

Сагиттальная ось проходит параллельно плоскости опоры через область талии (ось 3, рисунок 3.1).

Плоскости (рисунок 3.1):

Сагиттальная плоскость — это вертикальная плоскость, которая делит тело человека на правую и левую части.

Фронтальная плоскость — это вертикальная плоскость, перпендикулярная сагиттальной, делит тело человека на переднюю и заднюю части.

Поперечная плоскость — это горизонтальная плоскость, которая делит тело челове-ка на верхнюю и нижнюю части.

Для определения положения тела человека в пространстве достаточно указать положение общего центра тяжести человека (ОЦТ).

Тело человека состоит из звеньев: туловища, головы, рук и ног. Каждое звено имеет свой центр масс. При движении центры масс звеньев перемещаются, поэтому ОЦТ тоже изменяется. Положение ОЦТ зависит от пола, возраста, телосложения, позы человека и других факторов. Так, у женщин ОЦТ расположен ниже, чем у мужчин, а у детей выше, чем у взрослых (рисунок 4.1).

Для того чтобы определить ориентацию тела в пространстве, надо указать общий центр тяжести тела человека и, например, центр тяжести нижних или верхних конечностей или угол наклона звеньев тела.