кинематические ограничение скорости (например, мышцей-антагонистом).
Связи уменьшают степень свободы движения. Фиксация одной точки тела лишает его возможности линейных перемещений вдоль осей координат, закрепление двух точек делает возможным только вращение тела вокруг продольной оси.
Неполносвязный механизм обусловливает неопределенность движений, множество возможностей движений.
Полносвязный механизм обеспечивается управляющим воздействием мышц, которые создают дополнительные связи и оставляют для движения только одну степень свободы.
Биокинематические цепи это системно связанная совокупность биокинематических пар. Кинематическая цепь, в которой конечное звено свободно, называют незамкнутой, а цепь, в которой нет свободного звена, замкнутой.
В любом соединении незамкнутой цепи возможны изолированные движения. Если не учитывать взаимодействия мышц, они геометрически независимы от движений в других соединениях.
В замкнутой или замкнувшейся цепи одиночное изолированное движение невозможно, суставные углы и скорости их изменения
Звенья тела как рычаги и маятники
Кости это твердые негибкие звенья, которые составляют основу биокинематической цепи.
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. Распределение усилий в группе мышц отдельно взятого сустава по ходу движения меняется. Практически невозможна точная дозировка силы тяги каждой мышцы, скорости изменения усилия, времени начала и окончания активности каждой мышцы.
Для изучения опорно-двигательного аппарата человека рассматривают строение этой системы и ее свойства.