Зміна швидкості бігу шляхом збільшення довжини стрибка потребує зміни кінематики кінцівок. При цьому змінються як загальний малюнок рухів (якісні Зіни), так і кількість переміщень в суглобах, які беруть участь у цьому русі (кількість зміни).
Наприклад, кутове переміщення відносно уклінного суглобу збільшується, коли бігун переходить з ходьби на біг, і фаза опори (чорна горизонтальна лінія) включає не тільки розгинання коліна під час спринту, але й розгинання і згинання під час ходьби та бігу.
По мірі збільшення швидкості бігу також змінюється рух руки, котре включає в себе збільшення діапазону руху як в плечовому, так і в ліктьовому суглобах. В результаті таких змін амплітуда коливань центру важності всього тіла у вертикальній площині зменшується мірі збільшення швидкості.
Кінематичні характеристики, котрі не розрізняються у бігунів, здатних досягнути швидкості 9 та 11 м.с.-1, включає в себе: а) довжину стрибка; б) мінімальну відстань між п’ятою та ягодицею під час безпарної фази; в) вертикальну швидкість при відштовхуванні; г) висоту ступні над землею. Під час безанарної фази, коли вона проходить опорну ногу. В той же час ті бігуни, котрі можуть досягти швидкості 11 м.с.-1, показують: а) на 15% більшу частоту стрибків; б) меншу тривалість опорної фази; в) більш коротку горизонтальну відстань між ногою вертикальною проекцією центра важкості при відштовхуванні; г) мети зорі гнутий колінний суглоб при відштовхуванні; д) більш вертикальне положення торса. Ці різниці показують, що на максимальну швидкість бігу, котру може розвинути бігун впливають кінематичні особливості руху.
Циклічні види діяльності, такі, як ходьба та біг, є ідеальними рухами для уявлення на діаграмах кут-кут, оскільки початок та кінець руху знаходиться приблизно в одній і тій точці діаграми. Цей тип діаграм виявився корисним при порівнянні різноманітних видів руху. Наприклад, порівняння діаграми коліно-стегно нормального суб’єкта під час бігу з діаграмою суб’єкта, у котрого була ампутована нижня частина кіль цівки, може бути, корисним для оцінки ефективності протезу у відновленні нормальної ходи.
Для інтерпретації розтягнутих криву в напрямі проти годинникової стрілки.
Вона ілюструє діаграму кут-кут для однієї ноги під час бігу. Як зазначалося вище, кожна нога під час стрибку випробовує відштовхування (FS) та відрив (ТО). Між відштовхуванням та відривом (опорна фаза – пунктурна лінія) нога знаходиться в контакті з землею. Навпроти, між відривом та відштовхуванням (безорпорна фаза – пряма лінія) ступня вказаної кінцівки не знаходиться у контакті з землею. Крім того, під час без опорної фази (від ІТО до IFS) друга нога спочатку контактує з землею, а потім відривається від неї (від rFS до rTO). Відповідно мал. 6 показує, що а) стегно повертається вперед відносно тазостегнового суглобу і коліно згинається до мінімального кута; б) після мінімального кута коліно розгинається до моменту, як раз перед IFS, тоді як стегно продовжу повертатися уперед, а потім починає повертатися назад; в) під час опорної фази (від IFS до ІТО) коліно спочатку згинається, а потім розгинається, в той час як стегно повертається назад.
Діаграми кут-кут мають ряд важливих особливостей. Відносний кут (коліно) показуються відносно абсолютного кута (стегно). Графік ілюструє комбіновану дію згинання – розгинання коліна та повороту стегна вперед – назад. На малюнку показані тир опорні вісі, за допомогою яких можна легше наглядно оцінити діапазон оцінити діапазон переміщень при русі: а) вісь 3/2 П вказує кут стегна, при якому стегно буде у вертикальному положенні; б) вісь П(3,14 ряд) показує кут коліна при повному розгинанні; в) вісь П/2 показує прямий кут (1,57 ряд) колінного суглоба. У відповідності з мА 6 стегно проходить перед та за лінією 3/2 П; колінний суглоб ніколи повністю не розгинається; найменший кут коліна менше, ніж прямий кут під час нормального стрибка при бігу зі швидкістю 4,2 м.с.-1.
По відношенню до паралельної діаграми коліно-стегно опорна фаза (IFS-ІТО), для суб’єктів з ампутацією ноги нижче коліна, істотно відрізняться від опорної фази, ілюстрованій мал. 6. для здорових осіб.
Більш конкретно, на діаграмі коліно-стегно ампутантів можна виявити рух колінного суглоба з постійним кутом, з яким слідує згинання, а не звичайну послідовність згинання та розгинання. Оскільки, показую діаграму коліно-стегно для протезованої кінцівки при ампутації нижча коліна, вид графіка, не повинне дивувати. Немотивованість згинання коліна під час без опорної фази, відсутністю негайного зменшення кута коліна після FS, означає, що ампутанти використовували своє кінцівки як жорсткі ричаги, довкола котрих відбувалося обертання. В той час як протезована нога була на землі. Цей тим графічного зображення може бути використаний у клінічній практиці для контролю програми реабілітації, керованої на коректування ходьби для приближення до нормальної.
Діаграми кут-кут використовувались також для показу кінематики рук під час бігу. Оскільки рухи рук часто не обмежене сагітальною площиною під час бігу, необхідна техніка зображення, яка може врахувати трьохмірний рух. Якщо е зробити, то змінна верхньої частини руки відносно плеча та відносний кут між плечем та передпліччя (ліктьовий кут) для людини, яка біжить зі швидкістю 11,4 м.с.-1.
Позитивний кут плеча означає згинання (вперед по вертикалі), негативний – розчинення (назад від вертикалі) звісна амплітуда та час зміщення змінюються в залежності від швидкості бігу. Зміщення відносно плечового та ліктьового суглобів показані верхнім правим та нижнім лівим квадрантами діаграми кут-кут. Верхній правий квадрант відображає одночасне згинання плеча та коліна, тоді як нижній квадрат – одночасне розгинання плеча та коліна. Опорна фаза в основному супроводжується одночасним згинанням обох суглобів. Але є моменти, коли в обох суглобах мають місце протилежні рухи. Один з прикладів – фаза від IFS до ІТО, коли плече розчинається, а лікоть згинається. Кутові діаграми лікоть – плече, подібне таким же діаграмам для ноги, - якісний засіб для оцінки загальної картини руху.
Другою корисною особливістю циклічних діаграм кут-кут, крім якісної ілюстрації, є те, що розмір діаграми вказує діапазон переміщення у кожному суглобі під час руху. Наприклад, можна було б очікувати, що збільшення тривалості без опорної фаз по мірі збільшення спринтером швидкості обмовлене змінами діапазону руху в різних суглобах нижньої кінцівки.
Гарною вправою для перевірки засвоєння засобу дослідження руху за допомогою діаграми кут-кут є побудова діаграми коліно-стегно при русі людини спочатку вверх по нахилу, а потім вниз. При цьому виникає ключове питання, як займеться рух по відношенню до трьох опорних осей. Наприклад, було б розумно очікувати, що в порівнянні з бігуном на горизонтальній поверхні бігун, який біжить вверх по похилу, буде менше розгинати коліна, менше згинати коліно при мінімальному куті т його стегно більшу частину стрибка буде знаходитись спереду вертикалі (обертання вперед).
Діаграма кут-кут, вперше запропонована Cavenagh та Grieve (1973), у значній мірі обмежена тим, що дає уявлення тільки про положення частини тіла. Деякі дослідники (наприклад, Hillen, 1978) експериментували з аналогічними діаграмами для кутої швидкості та прискорення, але ці спроби були прийняті без особливого ентузіазму, вірогідно, через складність інтерпретації.
Отже, “одиницею” ходьби є крок. Він визначається як частина циклу від відштовхування однієї ноги до відштовхування другої. На протязі стрибка має місце чотири відштовхування і відриви, по два на кожну ногу. Крокові рухи характеризуються перемінною активністю ніг з чергуванням відштовхування і переносу кожної ноги. Ці рухи відзначаються строгою узгодженістю і відповідністю будові тіла, яке являє собою складний механізм для забезпечення цілеспрямованої рухової активності людини.
Використана література:
Р.М. Епока “Основи кінезіології”. Київ Олімпійська література. 2000 р.
Б.Є. Лімет “Лекції по біомеханіці”.