Спортивная биомеханика

Спортивная биомеханика — это изучение движений спортсмена, а также внутренних и внешних сил, возникающих в организме или воздействующих на него во время занятий спортом. Применение биомеханики в спорте может помочь спортсменам достичь более высоких результатов, одновременно снижая риск получения травм. По словам Beth Wilcox, доктора наук, исследователя спортивной медицины в Center for Sports Performance and Research при Mass General Brigham: «Профессиональные спортивные команды признали ценность применения биомеханики в спорте, и во многих из них теперь работают штатные биомеханики». Изучение того, как двигаются спортсмены, будь то опытные профессионалы или начинающие любители, может дать ценные уроки, которые помогут раскрыть потенциал и экспоненциально улучшить результаты».

Что такое биомеханика?

Биомеханика — это научная область, которая применяет законы механики и физики к движениям живых существ. В самом широком смысле она включает в себя всё: от изучения того, как сокращаются мышечные клетки, до анализа походки бегущей лошади и понимания сложных движений всего тела танцора.

Спортивная биомеханика — это более узкая область, которая предоставляет ценную информацию спортсменам, тренерам и специалистам по спортивной медицине для оптимизации результатов и снижения риска травм. Биомеханическая оценка позволяет выявить неэффективные модели движений, количественно оценить вращательные силы в отдельных суставах, определить мышечный дисбаланс, отслеживать утомляемость и измерять улучшение качества движений спортсмена во время реабилитации.

Кинетика против кинематики

Кинетика и кинематика — две важные подкатегории биомеханики. Кинетика изучает силы, вызывающие движение, такие как мышечная сила и гравитация, в то время как кинематика количественно определяет свойства движения, такие как скорость и ускорение.

Значение биомеханики в спорте

Существует три основных способа, которыми биомеханика полезна в спорте:

• Оптимизация результативности: Изучение движений спортсмена позволяет определить, где он может улучшить свою технику, генерировать больше мощности, экономить энергию и оптимизировать тайминг движений, характерных для данного вида спорта. Например, биомеханический анализ в бейсболе может выявить недостатки в кинематической последовательности питчера, которые мешают ему бросать так быстро, как позволяют его мышцы.
• Предотвращение травм: Биомеханическая оценка также может помочь предотвратить травмы и улучшить протоколы восстановления. Например, биомеханический анализ баскетболистов позволяет выявить недостатки в том, как игрок меняет направление движения или приземляется после прыжка. Эта информация служит основой для тренировок, направленных на коррекцию этих механизмов и снижение риска травм колена, таких как разрыв мениска или передней крестообразной связки.
• Улучшение экипировки: Биомеханику также можно использовать для понимания взаимосвязи между спортсменом, окружающей средой и его экипировкой. Биомеханическое тестирование применяется при проектировании и разработке спортивной обуви, одежды и защитного снаряжения. Например, биомеханический анализ беговых кроссовок помогает создавать изделия, которые повышают экономию энергии при беге или лучше поглощают ударную нагрузку при постановке стопы. Биомеханика также используется при разработке и проверке инновационных спортивных технологий, таких как носимые устройства, протезы и адаптивное оборудование для спортсменов с ограниченными возможностями.

Биомеханический анализ в спорте

Биомеханический анализ в спорте принимает множество форм. Визуальная оценка тренером или медицинским специалистом походки бегуна на беговой дорожке — это простая форма спортивной биомеханики. Более совершенные формы биомеханического анализа объединяют передовые технологии, позволяющие получить более глубокое понимание спортивных движений, чем это возможно при использовании невооруженного человеческого глаза.

Биомеханические технологии в спорте

Биомеханические технологии включают в себя широкий спектр устройств, в том числе:

• Системы захвата движения 3D: Многокамерные системы, которые точно отслеживают и записывают трехмерные движения спортсменов
• Высокоскоростные камеры: Камеры с чрезвычайно высокой частотой кадров, позволяющие анализировать движения с точностью до сотых или тысячных долей секунды
• Силовые платформы: Встроенные в пол платформы, которые измеряют силу, прикладываемую спортсменом при выполнении различных действий, таких как стояние, ходьба, прыжки или бег
• Инерциальные измерительные модули (ИИМ, (IMU): Носимые устройства, включающие такие датчики, как акселерометры и гироскопы, для измерения движения
• Электромиография (ЭМГ, EMG): Измерение электрической активности мышц во время спортивных выступлений

Часто задаваемые вопросы о биомеханике спорта и физических упражнений

Как биомеханика используется в спорте?

Биомеханика используется для анализа движений спортсмена, а также сил, создаваемых телом спортсмена и воздействующих на него. Этот анализ может помочь спортсмену улучшить технику, оптимизировать результаты и/или минимизировать риск получения травмы. Биомеханику также можно использовать для понимания взаимосвязи между спортсменом, окружающей его средой и используемым им оборудованием. Биомеханическое тестирование используется при проектировании и разработке спортивной обуви, одежды, защитного снаряжения, носимых устройств, протезов и адаптивного оборудования для спортсменов с ограниченными возможностями.

Чем биомеханика может быть полезна спортивным тренерам и инструкторам?

Тренеры могут использовать принципы биомеханики в спорте для анализа игры игроков, выявления неэффективной техники, помощи игрокам в предотвращении травм или восстановлении после них, а также для разработки протоколов тренировок, направленных на устранение слабых мест спортсменов.

Каковы примеры применения биомеханики в повседневной жизни?

Биомеханика актуальна не только для спорта. Большинство вещей, с которыми мы взаимодействуем, можно понять с точки зрения биомеханики. Например, автомобильные дизайнеры должны учитывать особенности движения человеческого тела, чтобы создавать автомобили, которые будут удобными и простыми в использовании. Биомеханика также объясняет многие распространенные проблемы с движениями: «текстовая шея» — идеальный пример биомеханической проблемы, вызванной тем, как мы используем повседневный предмет, например мобильный телефон. «Текстовая шея» относится к напряжению и дискомфорту в шее и верхней части спины, вызванным длительным наклоном головы вниз при использовании мобильных устройств. Такая поза может привести к мышечной усталости и боли.

Что такое биомеханические упражнения?

Ваши движения — даже те, о которых вы думаете и которые отрабатываете во время спортивных тренировок, — являются результатом привычек. Эти привычки могут быть хорошими (например, приседания, когда колени находятся на одной линии с пальцами ног) или плохими (подъем тяжестей с помощью спины). Биомеханические упражнения — это, как правило, повторяющиеся упражнения, которые способствуют формированию оптимальных моделей движения и помогают вам выработать лучшие привычки.