Биомеханика. Цели и задачи учебного блока

Биомеханика

Цели и задачи учебного блока
Цель:
Формирование общих представлений учащихся об Истории развития биомеханики, разобрать механические свойства опорно-двигательного аппарата и способы влияния на них при помощи рычагов и внешних сил.
Научиться использовать полученные знания для более глубокого понимания тренировочных процессов и способов влияния на мышцы, с целью повышения эффективности к физическим нагрузкам и снижения рисков травматизма.
Задачи курса:
Изучить основные понятия и термины связанные с Биомеханикой.
Разобрать и усвоить основные закономерности механики.
Изучить Рычаги и плечи сил, для более эффективного достижения необходимых тренировочных задач.
Изучить механическую модель мышцы и механические свойства мышц.

1.История развития Биомеханики
2. Оси и плоскости
3. Биомеханическая модель человека
3.1 Биомеханика ОДА 3.2 Виды Нагрузок на ОДА
3.3 Прочность костей
4. Виды мышечного сокращения
5. Механическая модель мышцы
6.Свойства мышечной ткани
7.Показатель тренировочной нагрузки
Выводы
Содержание
Школа эффективного фитнеса и управления “КОРУС”

Биомеханика – смежная наука, на «стыке» двух наук:
Биологии – науки о жизни
Механики – науки о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между телами
Определения

Движения живых существ интересовали человека с давних времен. Многие древнегреческие ученые заложили основы науки о движениях человека и животных.
Аристотель (384-322 до н.э.) – выдающийся греческий ученый, предпринял первые попытки классификации движений животных и человека Он пытался понять значение реакции опоры при ходьбе, считал целесообразным сгибание ноги в колене в фазу опоры, так как это позволяло уменьшить вертикальные колебания туловища. Аристотель может считаться первым биомехаником.
Написал трактат:
«De Motu Animalium» – «Движения животных».
История развития

Леонардо да Винчи (1451 – 1519) – выдающийся итальянский живописец, скульптор, архитектор, учёный и инженер. Благодаря его работам биомеханика сделала свой следующий шаг. Леонардо особенно интересовался строением человеческого тела в связи с движением. Он описал механику тела при переходе из положения сидя к положению стоя, при ходьбе вверх и вниз, при прыжках.
Сохранилось огромное количество рисунков Леонардо да Винчи, посвященных исследованию расположения мышц и внутренних органов (Тетради по анатомии) Он писал: «Наука механика потому столь благородна и полезна более всех прочих наук, что, как оказывается, все живые существа, имеющие способность к движению, действуют по ее законам»
История развития

В дальнейшем многие ученые такие как Джованни Альфонсо, Борелли Эдуарда, Эдуард и Вильгельм Вебер, Жак Луи Дагер, П.Ф. Лесгафт, И.М. Сеченов, А.А. Ухтомский, сделали много исследований и открытий которые внесли большой вклад в развитие биомеханики.
История развития

Оси и плоскости тела человека.
При описании внешних форм тела и нахождения его в пространстве используют плоскости, принятые в системе прямоугольных Координат.
Плоскость это поверхность содержащая каждую прямую которая соединяет любые 2 точки поверхности, которая имеет длину и ширину без толщины.

Для описания пространственного расположения органов или их частей через тело условно проводят три плоскости:
Фронтальная – проходит вертикально, параллельно лбу (от лат. frons – лоб), делит тело человека на переднюю и заднюю части.
Движения во фронтальной плоскости: Отведение, Приведение
Сагиттальная – проходит вертикально спереди назад ( от лат. sagitta – стрела), делит тело человека на правую и левую части.
Движения в сагиттальной плоскости: Сгибание, Разгибание
Горизонтальная – проходит перпендикулярно первой и второй, делит тело человека на верхнюю и нижнюю части.
Движения в горизонтальной плоскости: Вращение (Супинация, Пронация)
Плоскости и оси
a
b
c

Вертикальная ось – образуется при пересечении сагиттальной и фронтальной плоскостей. Направлена вдоль тела стоящего человека.
Вокруг этой оси происходит:
Пронация
Супинация,
Повороты туловища и головы.
Вертикальная ось
Вращение
Оси и плоскости тела человека

Фронтальная
ось
Сгибание
Фронтальная ось – образуется при пересечении фронтальной и горизонтальной плоскостей. Ориентирована слева направо или справа налево.
Вокруг этой оси происходит:
Сгибание
Разгибание.
Оси и плоскости тела человека

Сагиттальная ось – образуется при пересечении сагиттальной и горизонтальной плоскостей. Ориентирована
в переднезаднем направлении.
Вокруг этой оси происходит:
Отведение
Приведение
Латеральное сгибание туловища
Сагиттальная
ось
Оси и плоскости тела человека
Отведение

С точки зрения биомеханики, опорно-двигательный аппарат (ОДА) человека представляет собой управляемую систему подвижно соединенных тел, обладающих определенными размерами, массами, моментами инерции снабженных мышечными двигателями. А так же воздействием внешних сил или сил генерируемых мышцами на рычаги нашего тела.
Биомеханическая модель человека

Согласно форме и местоположению связанных костных сегментов их соединения рассматривают сточки зрения соединений механики и определяют силы которые на них влияют.
Биомеханика ОДА

Виды нагрузок на ОДА

Возраст определяет соотношение органических и минеральных веществ кости и механические свойства кости.
Сопротивление сжатию - в 5 раз больше, чем у железобетона.
Сопротивление разрыву – сравнимо с чугуном 16-18 кН. Кость в целом выдерживает максимальное удлинение на 0,5-3%.
Сопротивление изгибу меньше, чем сжатию или разрыву.
Прочность костей с возрастом
Изменение прочности коркового вещества кости (в МПа) с возрастом.
«Средний возраст» обладает наибольшей прочностью к любым типам нагрузки

Рис. Виды нагрузки: компрессия, растяжение, скручивание (срезывающая нагрузка)
Прочность костей
Прочность суставов, как и прочность костей, не беспредельна. Так, давление в суставном хряще не должно превышать 350 Н/см 2 . При более высоком давлении прекращается смазка суставного хряща и увеличивается опасность его механического стирания.
Установлено, что прочность кости на растяжение почти равна прочности чугуна. При сжатии прочность костей еще выше. Самая массивная кость – большеберцовая (основная кость бедра) выдерживает силу сжатия в 16-18 кН.
Менее прочны кости на изгиб и кручение.
F
Рис. Сустав под осевой нагрузкой

Различают эластическую деформацию (обратимую деформацию кости) и пластическую (деформация, которая не исчезает после прекращения воздействия), которая развивается в результате механического напряжения.
Упругость (эластическая деформация) - свойство тел восстанавливать свои размеры, форму и объем после прекращения действия внешних сил или других причин, вызвавших деформацию тел.
Прочность костей
Рис.Кривая нагрузки – деформация кости

Влияние физической нагрузки на ремоделирование костей
Сторона резорбции кости
Сторона отложения новой кости
Приложение внешней силы вызывает большее увеличение напряжения на вогнутой стороне кости, чем на выпуклой, что приводит к активации остеобластов.
С течением вреимени происходит резорбция кости на выпуклой стороне и отложение на вогнутой.
Конечный резудьтат ремоделирования: новая форма кости соответстует изменённой нагрузке.
Однако регулярные тренировки приводят к гипертрофии костей. Так, у штангистов утолщаются кости ног и позвоночника, у теннисистов – кости предплечья и т.п.

Увеличение вертикальной нагрузки на позвоночник приводит к уплощению диска.
При сгибании/разгибании происходит одностороннее увеличение нагрузки и напряжения на вогнутой стороне, увеличение объёма диска на выпуклой стороне и смещение ядра диска в выпуклую сторону.
При кручении изменяется угол расположения волокон диска..
Влияние нагрузки на форму и деформированность межпозвоночных дисков

Виды мышечного сокращения
Динамический
(Ауксотонический)
Уступающий
(Эксцентрический)
Изометрический
Преодолевающий
(Концентрический)
Школа эффективного фитнеса и управления “КОРУС”
Изокинетичнский

Изометрическое сокращение
Пример такой работы — удержание гантели в руке, не меняя ее положения. В этом случае мышцы-сгибатели предплечья (двуглавая мышца плеча, плече-лучевая мышца и др.) не меняют своей длины.
Изометрическое сокращение – это такой вид сокращения, при котором напряжение в мышце возрастает, однако ее укорочения не происходит. Данный вид сокращения характерен для статической работы мышц

Динамическое (Ауксотоническое) сокращение
Динамическое или Ауксотоническое сокращение - при котором длина мышцы изменяется по мере увеличения ее напряжения. Происходит как изменение длины, так и изменение напряжения
Именно этот тип сокращений наблюдается в деятельности человека
Динамическое сокращение делится:
Эксцентрический
Уступающий
Концентрический
Преодолевающий

Динамическое (Ауксотоническое) сокращение
Концентрическое сокращение – такой вид сокращения, при котором напряжение мышцы возрастает при ее укорочении Пример: (сгибание руки в локтевом суставе)
Многочисленными исследованиями доказано, что выполнение физических упражнений в концентрическом (когда мышца укорачивается) режиме вызывает большие метаболические сдвиги при работе в анаэробном гликолизе мышечных волокон, чем при других режимах сокращения мышцы. Эти метаболические изменения обусловлены биохимическими процессами в мышцы с образованием метаболитов в мышечной клетке .

Многочисленными исследованиями доказано, что выполнение физических упражнений в эксцентрическом (уступающем режиме, когда мышца удлиняется) режиме вызывает большие структурные повреждения мышечных волокон, чем другие режимы сокращения мышцы. Эти повреждения затрагивают в первую очередь Z-диски саркомеров, а также белки цитоскелета.
Эксцентрическое сокращение – такой вид сокращения, при котором увеличении напряжения мышцы возрастает при ее удлинении (медленное опускание груза)
Пример: (разгибание руки в локтевом суставе)
Динамическое (Ауксотоническое) сокращение

Изокинетическое сокращение
Изокинетическое сокращение – это такой вид сокращения мышц, при котором сокращение происходит с постоянной скоростью при выполнении максимальной амплитуды движений.
Для работы в изокинетическом режиме мышечного сокращения необходимы тренажеры и спортивные приспособления специальных конструкций, которые позволяют мышцам сокращаться с постоянной скоростью независимо от величины сопротивления или отягощения

СокК
ПоУК
ПаУК
Очень часто для того, чтобы понять механизм работы объекта, его заменяют адекватной моделью. Модель – образ объекта, который содержит его характерные черты.
В настоящее время общепринятой является трехкомпонентная модель мышцы, содержащая сократительный, последовательный упругий и параллельный упругий компоненты.
Механическая модель мышцы

Механическая модель мышцы
СокК
ПоУК
ПаУК
(СокК) – сократительный компонент мышц. При сокращении мышцы образуются поперечные актино-миозиновые мостики, от числа которых зависит сила сокращения мышцы.
- Актино-миозиновые мостики сократительного компонента изображаются на модели в виде цилиндра, в котором движется поршень.

Механическая модель мышцы
СокК
ПоУК
ПаУК
(ПаУК) – параллельно упругий компонент.
Это соединительнотканные образования к которым относятся: оболочка мышечных волокон и их пучков, сарколемма и фасции. На модели механический аналог ПаУК представлен в виде пружины.

Механическая модель мышцы
СокК
ПоУК
ПаУК
(ПоУК) - Последовательно упругий компонент. Аналогом данного компонента на модели является пружина, последовательно соединенная с цилиндром.
Она моделирует сухожилие и миофибриллы (сократительные нити, составляющие мышцу), которые в данный момент не участвуют в сокращении.
Сухожилия

Механические Свойства мышечной ткани
Сократимость
Жесткость
Вязкость
Релаксация

Сократимость – способность мышцы укорачиваться при возбуждении, в результате чего возникает сила тяги.
Каждый поперечный мостик (миозиновая головка) действует подобно независимому генератору силы. Поэтому уровень силы, развиваемой во время сокращения, зависит от количества одновременных взаимодействий между толстыми и тонкими филаментами. Существуют критические значения длины саркомера, при которых развиваемая им сила падает до нуля.
Чем сильнее растягивается мышца тем меньше будет вклад в силу сокращения мышцы за счет актин-миозиновых мостиков, и более активно вклад в силу сокращения будут вносить не сократительные элементы мышцы такие как: оболочка мышечных волокон и их пучков, сарколемма, фасции, сухожилие (ПоУК и ПаУК).
Сократимость

Жесткость – это способность противодействовать прикладываемым силам. Коэффициент жесткости определяется как отношение приращения восстанавливающей силы к приращению длины мышцы под действием внешней силы.
Чем больше жесткость тела, тем меньше оно деформируется под воздействием силы. Тело под №1 обладает наибольшей жёсткостью при воздействии одинаковой силы F
Под действием силы при растягивании в мышце возникает энергия упругой деформации. Мышцу можно сравнить с пружиной или с резиновым жгутом: чем сильнее растянута пружина, тем большая энергия упругой деформации в ней запасена. За счет ПаУК и ПоУК.
1
2
3
F
F
F
Жесткость

Это связано с тем, что структура мышцы очень сложна. Поэтому для мышцы зависимость силы от удлинения будет отлична от классического закона Гука. Возникающая в мышце сила упругости не пропорциональна удлинению. Вначале мышца растягивается легко, а затем даже для небольшого ее растяжения необходимо прикладывать все большую силу. И растягиваясь до определенного момента сила мышцы будет падать из-за морфо-функциональных особенностей строения.
Поэтому часто мышцу сравнивают с трикотажным шарфом, который вначале легко растягивается, а затем становится практически нерастяжимым. Иными словами, жесткость мышцы с ее удлинением возрастает. Из этого следует, что мышца представляет собой систему, обладающую переменной жесткостью.
Жесткость

Вязкость – свойство тел оказывать неинерционное сопротивление перемещению одной их части относительно другой (смещение смежных слоев).
Это свойство сократительного аппарата мышцы вызывает потери энергии при мышечном сокращении, идущие на преодоление вязкого трения. Трение возникает между толстыми и тонкими филаментами при сокращении мышцы, так же трение возникает между возбужденными и невозбужденными мышечными волокнами. Это связано с тем, что соседние мышечные волокна «связаны» посредством эндомизия.
Школа эффективного фитнеса и управления “КОРУС”
Вязкость

Н
При (растягивании мышцы) зависимость «удлинение – сила» соответствует кривой 1.
При укорочении мышцы зависимость «удлинение – сила» соответствует кривой 2.
Кривые 1 и 2 образуют Разницу «Н». Площадь фигуры «Н», заключенной между кривыми 1 и 2, отображает потери энергии на трение. Мышца, с большей вязкостью, будет характеризоваться большей площадью «Н». Во время выполнения физических упражнений температура мышц повышается.
Повышение температуры мышц связано с наличием у мышц вязкости. Результатом наличия вязкости происходят потери энергии мышечного сокращения на трение.
Вывод: Разогрев мышц (разминка) приводит к тому, что вязкость мышц уменьшается и потери энергии будут меньше и эффективность работы повышается.
Школа эффективного фитнеса и управления “КОРУС”
Вязкость
1
2

Прочностью материала называют его способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил Прочность мышцы оценивается величиной растягивающей силы, при которой происходит разрыв мышцы.
. Установлено, что предел прочности для:
миофибрилл равен 1,6-2,5 Н/см2
скелетных мышц – 20-40 Н/см2
фасций – 1400 Н/см2
сухожилий – 4000 – 6000 Н/см2
костной ткани – 9000 – 12500 Н/см2.
При этом предел прочности каната из хлопка на растяжение составляет 3760 – 6770 Н/см2
Предел прочности сухожилий на два порядка величины больше. Однако при очень быстрых движениях возможен разрыв более прочного сухожилия, а мышца остается целой, успев амортизировать из-за эластичности.
Прочность

Релаксация– свойство мышцы, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине мышцы.
Релаксация
Релаксация проявляется, например, при прыжке вверх, если во время глубокого приседа спортсмен делает паузу. Чем больше эта пауза (статический режим работы мышц), тем меньше сила их тяги и, как следствие, высота выпрыгивания. Таким образом, релаксация мышц приводит к уменьшению высоты выпрыгивания или силы сокращения.

Биокинематическая пара – это подвижное (кинематическое) соединение двух костных звеньев, в котором возможности движений определяются строением этого соединения и управляющим воздействием мышц.
Костные звенья образующие биокинематическую пару
Степени свободы в зависимости от строения суставов и мышц управляющих суставом
Кинематические пары

Биокинематическая цепь – это последовательное (разветвленное) незамкнутое, либо замкнутое соединение ряда кинематических пар. И подразделяются на:
Кинематические цепи тела:
1 – виды цепей:
ABCDE – замкнутая на себя,
dff1d1 – замкнутая через опору;
bam – незамкнутые,
2 – взаимосвязь движений в замкнутой цепи.
1
2
Замкнутые
Незамкнутые
Замкнутые
Незамкнутые
Кинематические цепи

Цепь в которой конечное звено свободно, называют незамкнутой кинематической цепью. Движения в незамкнутых цепях характеризуются относительной независимостью звеньев и большой свободой движения дистальных отделов.
Кинематическая пара
(Плечо и предплечье)
Особенности:
Влияние на одну часть цепи не будет воздействовать на другую
Возможность степеней свободы (супинация, пронация) что позволяет вовлечь другие мышцы
Позволяет сделать изолированное движение на отдельном звене (суставе) и проработать мышцы участвующих в движении данного звена.
Незамкнутая кинематическая цепь

Кинематическая пара (Плечо и предплечье) «замыкаются» по средствам штанги со второй кинематической парой
Особенности:
Влияние на одну часть цепи ведет автоматически влияние на всю цепь в целиком
Дает увеличение в силовых показателях до 15%
Позволяет нивелировать слабость отстающей мышцы (синергиста) при движении повышая эффективность самого движения.
Цепь в которой нет свободного конечного звена называют замкнутой. Движения одних звеньев влияют на движения даже отдаленных звеньев (помогают или мешают). В замкнутых цепях возможностей движений меньше, но управление ими точнее.
Замкнутая кинематическая цепь

1
2
3
Биокинематическое звено – это часть тела расположенная между соседними суставами или между суставом и дистальным концом конечности
Биокинематическая пара - подвижное кинематическое соединение 2х костных звеньев в котором возможности движений определяются строением этого соединения и управляющим воздействием мышц.
Биокинематическая цепь - это последовательное или разветвленное незамкнутое, либо замкнутое соединение ряда кинематических пар
Кинематические цепи

ПРОСТЫЕ
МЕХАНИЗМЫ
Простыми механизмами называют приспособления для преобразования движения и силы

Каждый рычаг имеет следующие элементы:
Точку опоры (0) или ось вращения
Точки приложения сил
Плечи рычага (расстояния от точки опоры до точек приложения сил)
Плечи сил (расстояния от точки опоры до линий действия сил
Рычаг – это любое твердое тело, имеющее точку опоры (ось вращения) и способное поворачиваться вокруг нее.
Рычаг

l1
l2
Прямая, проходящая через вектор силы, называется
линией действия силы. На рисунке обозначена штрих линией
Это Ось вращения
Рычаг

90°
90°
Плечо силы - Кратчайшее расстояние (перпендикуляр) между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила.
Чтобы найти плечо силы надо из точки опоры опустить перпендикуляр до линии действия силы.
Перпендикуляр - Линия, составляющая прямой угол с другой прямой линией или плоскостью.
l1 – плечо силы F1
l2 – плечо силы F2
Плечо силы

Техникой упражнения мы можем влиять на нагрузку (в данном случае на «плечо силы»).
В 1 Варианте приседаний со штангой за счет наклона корпуса вперед нагрузка на мышцы разгибающие корпус в Тбс
(Большая ягодичная) будет
больше за счет большего
плеча силы d Тбс
Во 2 Варианте нагрузка на мышцы делающие разгибание в Кс (квадрицепс будет больше из-за более вертикального положения корпуса что создает большее плечо силы d Кс
d Тбс
d Кс
1
2
Пример распределения Плеч сил

Виды рычагов
Рычаг первого рода
Точка опоры расположена между двумя точками приложения силы, рычаг еще называют «двуплечим».
Рычаг второго рода
Точка приложения силы точка приложения сопротивления находятся по одну сторону от точки опоры, поэтому рычаг являются «одноплечими».
Рычаг силы
Рычаг скорости
А – точка опоры, Б – точка приложения силы, В – точка сопротивления

Рычаг первого рода
L1
L2
«Рычаг равновесия»

А
B
Б
Б - точка приложения силы
(сила мышечного сокращения
А - точка опоры
(ось вращения)
В - точка сопротивления (сила тяжести)
мышцы
“Рычаг равновесия".
hт
hм
hм – плечо силы мышцы
hТ – плечо силы тяжести

Рычаг второго рода. Рычаг Силы
Рычаг силы образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее плеча приложения силы тяжести (сопротивления). В качестве наглядного примера можно продемонстрировать человеческую стопу. Осью вращения здесь являются головки плюсневых костей, пяточная кость служит точкой приложения силы, а тяжесть тела образует сопротивление в голеностопном суставе.
Здесь имеет место выигрыш в силе, за счет боле длинного плеча приложения силы и проигрыш в скорости.
«Рычаг силы»

hт
hм
hм – плечо силы мышцы
hТ – плечо силы тяжести
Точкой опоры (осью вращения) служат головки плюсневых костей.
мышцы
Точка сопротивления (тяжесть тела) приходится на место сочленения костей голени со стопой (голеностопный сустав).
Точкой приложения мышечной силы (трёхглавая мышца голени) является пяточная кость.
«Рычаг силы» - образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее чем плечо приложения силы тяжести (сопротивления).
В данном виде рычага икроножный мышце, для преодоления сопротивления в виде силы тяжести тела, будет приложена не значительная сила сокращения, для преодоления сопротивления, за счет выигрыша в рычаге силы.

Рычаг скорости имеет более короткое плечо приложения мышечной силы, чем плечо силы противодействия (силы тяжести).
Примером может служить работа мышц сгибателей в локтевом суставе. Бицепс крепится вблизи точки вращения (локтевой сустав) и с таким коротким плечом необходима дополнительная сила мышце сгибателю.
Рычаг 2 рода. Рычаг Скорости
Здесь имеет место выигрыш в скорости и ходе движения, но проигрыш в силе. Можно заключить, что чем ближе от места опоры будет крепиться мышца, тем короче будет плечо рычага, и тем значительнее будет проигрыш в силе.
«Рычаг скорости»

мышцы
hм
hт
hм – плечо силы мышцы
hТ – плечо силы тяжести
«рычаг скорости» - плечо приложения мышечной силы короче, чем плечо сопротивления, где приложена противодействующая сила тяжести.
Точкой опоры (осью вращения) служит локтевой сустав.
Точка сопротивления (тяжесть снаряда) приходится на кости кисти.
Точкой приложения мышечной силы (Двуглавая мышца плеча) является лучевая кость.
В данном виде рычага у двуглавой мышце плеча, будет выигрыш в скорости (передаче усилия) для преодоления сопротивления, но проигрыш в силе (ей придется приложить большую силу сокращения для преодоления сопротивления).

Типы тренажеров в зависимости от механизмов
Биомеханические особенности:
Постоянство нагрузки
Биомеханические особенности:
Подчиняется правилу рычагов и плеч сил с увеличением нагрузки или ее уменьшением

Например:
Платформы для жимов ногами будут отличаться нагрузкой, при одинаковой нагруженной массе, из-за количества осей вращения и плеч сил меняющихся в разных фазах движения
Типы тренажеров в зависимости от механизмов

Действие веса тела на опору встречает противодействие, которое называют реакцией опоры (или опорной реакцией).
Реакция опоры — это мера противодействия опоры действию на нее тела, находящегося с ней в контакте (в покое или движении). Она равна силе действия тела на опору, направлена в противоположную сторону и приложена к этому телу.
Реакция опоры
Простыми словами, стой силой, с которой мы давим на поверхность (опору), с такой же силой опора давит на нас.
N – реакция протеводействия опоры
Mg – ( это сила, а именно тяжести)

Момент Силы – это величина вращающегося действия силы (усилие которое вращает предмет). Направление вращения зависит от того куда направлена действующая сила относительно оси вращения.
M=F*d
Где:
F – сила (сила тяжести гантели)
d – плечо силы
1) Работа мышцы заключается в преодолении внешнего отягощения
2) Преодолевая внешнюю нагрузку (момент вращения) действуя в противоположном направлении от нее, мышца может выступать как стабилизатор синергист или агонист
4) Оценим внешнюю нагрузку и ее направление (момент силы), тогда и поймем какие мышцы работают противодействуя в противоположном направлении от момента силы и оценим нагрузку на мышцы.
Момент Силы

Как определить направление момента силы:
Способ 1: Необходимо представить что ось вращения (сустав) не подвижен, а плечо силы вращается по направлению действия силы (силы тяжести снаряда, или реакции противодействия опоры) и мы поймем в какую сторону направлен момент
Способ 2: Приложить к оси вращения (суставу) ручку, карандаш и тд. и начать вращать его по направлению силы и мы поймем в каком направлении будет направлен момент силы.
Момент силы направлен по часовой стрелке разгибая предплечье, значит мышцы сопротивляющиеся ему это мышцы сгибающие предплечье: Бицепс.

Положение ОЦТ живого человека находится на уровне второго крестцового позвонка. Отвесная линия из ОЦТ находится на 5 см сзади от фронтальной ости тазобедренных суставов на 3 см кпереди от таковой голеностопных суставов.
Общий центр тяжести

Интенсивность - характеристика отражающая как величину внешней нагрузки (т. н. внешняя интенсивность), так и степень усилия человека при ее преодолении («внутренняя» интенсивность она связана с величиной сдвигов в функциональном состоянии различных систем и органов, вызываемых этой нагрузкой).
«Внешняя» интенсивность тесно связана с развиваемой мощностью при выполнении упражнений. Чем большую мощность развивает атлет, тем больше будет интенсивность его тренировки
Мощностью называется количество работы, выполняемой за единицу времени.
Показатели тренировочной нагрузки

Интенсивность возрастает при:
Увеличении веса отягощения.
Приближении к состоянию «отказа» в
последних повторениях подхода.
Сокращении паузы между подходами.
Применении различных технических
приемов - («форсированные повторения»,
«читинг», «метод уменьшения веса»,
«суперсеты» и др.
Пример: Предположим, атлет на одной тренировке выполняет жим лежа со штангой весом 100 кг в 6 повторениях, а на другой - с весом 110 кг в 6 повторениях. Темп, скорость и другие кинематические показатели одинаковы. Выполнить 10 повторений с весом 110 кг атлету удалось достаточно тяжело, и были выполнены «до отказа», с использованием одного «форсированного» повторения, а значит и интенсивность была выше.
Показатели тренировочной нагрузки

Объем нагрузки - характеристика, связанная с работой (А), выполненной человеком по преодолению внешнего сопротивления или по противодействию ему, а также с энергией (Е), затраченной им при проявлении силовых способностей для этой работы. Считается, что работа, выполненная системой, равна изменению энергии в системе, т. е. выполнение работы требует затрат энергии. Соотношение между работой и энергией можно записать в виде:
А = ΔЕ
Работа - это величина, характеризующая, насколько можно сместить объект в определенном направлении при приложении силы.
Работа (А) равна произведению силы на расстояние
А= F·d
Где:
F – сила (Н)
d – расстояние (м)
Показатели тренировочной нагрузки

Объем возрастает при:
Увеличении количества повторений в отдельном подходе.
Увеличении количества подходов в упражнении.
Увеличении количества упражнений на отдельную мышечную группу.
Пример: Выполнение 15 повторений со штангой весом 80 кг будет более объемной нагрузкой, чем приседания с весом 120 кг на 6 повторений, однако менее интенсивной. Примером проявления максимально объемной нагрузки будут служить соревнования по марафону, проявления максимально интенсивной нагрузки — соревнования по тяжелой атлетике.
Показатели тренировочной нагрузки