深入了解和学习生物力学可对改善个人健康起到重要作用,但这一方法却未被充分利用。对身体运动机制和执行某种动作的关节、骨骼和韧带功能了解越深,就越容易改善各种锻炼或体育活动所需运动的执行。
掌握正确生物力学的人能够最大程度发挥他们的潜力,降低受伤的几率;成为一名旨在促进健身和改善日常健康的专业或休闲体育锻炼者。
另一个原因是,让健身专家使用的语言变得不再神秘,受训人能够更充分地理解。体育教练会认为他们每天使用的健身术语通俗易懂,而受训人实际上却往往是一头雾水。为了不显得很无知,受训人可能不愿要求教练解释清楚。而且,一些体育设备的说明可能也会涉及到生物力学术语和观点,因此,了解它们的含义可以更容易地充分利用这些设备。
生物力学指的是人类运动机制的分析。它是一门解释人类如何以及为何以某种方式运动的科学。这还包括执行者与其设备和环境的互动。生物力学在Technogym各种设备的设计生产中扮演着重要作用。
Unica便是如何使用生物力学为用户提供舒适性和功能的绝佳实例。它使用与专业健身房设备相同的材料设计、制造而成,设计精致优雅,堪称最全面的健身和肌力训练设备。它结构小巧,占地仅1.5平方米,不必更换机器的任何部分,便可完成超过25种不同锻炼项目。生物力学和简单易用的系统,使得不管用户经验是否丰富,都能正确、安全地使用设备。
在生物力学中,我们可以找到动力学 (分析作用于身体的力) 和运动学 (分析身体的运动) 的概念。生物力学有五个重要组成部分:运动、力、动量、杠杆和平衡:
运动是身体或物体在空间内的运动。速度和加速度是运动的重要构成部分。
力是导致人或物体加速、减速、停止或更改方向的推拉力。
动量是重量与其运动速度的乘积。
杠杆:我们的手臂和大腿就相当于杠杆;杠杆有三个组成部分 – 阻力臂、支点和旋转轴。
平衡是关于如何保持稳定。平衡的一个重要原理是身体重心与支撑座对齐。良好的平衡是许多体育和锻炼活动的关键。
在生物力学中,身体的每个运动都从解剖学姿势开始描述。解剖学姿势是一个人直立正视前方,手臂放于身体两侧,掌心向前,双脚脚跟微微分开,脚趾朝上的姿势。解剖学姿势有三个解剖平面或者基面,如下所述。
纵切面或正中面将身体分为两侧 (左侧和右侧),除了少数几个例外:矢状面上的屈曲运动 (减小关节角度/弯曲关节) 和伸展运动 (增大关节角度/拉直关节)。
第二种身体划分是冠状切面或冠状平面,它将身体平分为前后两部分。它同样也有一些例外:冠状切面上的外展运动 (肢体远离身体中心/中线) 和内收运动 (肢体向身体中心/中线移动)。
最后是横向或者水平平面,将身体分为上下两部分。横向平面发生的是旋转运动。对角线模式运动则是同时在所有三个运动基面上的组合运动。
身体轴是像箭头一样穿过身体、相互垂直的直线。当使用基面来描述身体运动的空间区域时,便用轴来描述身体运动的主要中枢/旋转点。三个主轴为:
横向轴,从左到右穿过腰部区域。
纵向轴,从头到脚直接穿过身体中心。
中轴,对角连接臀部和肩部。
下列术语用于描述基面和轴上的特殊身体运动。其中一些已成为日常用语,在锻炼说明中常常会用到,因此,熟悉它们很有必要:
背屈 - 减小踝关节的角度
跖曲 - 增大踝关节的角度
上举 - 向上运动身体部位 (朝头部方向)
下压 - 向下移动身体部位 (远离头部方向)
外翻 - 旋转脚踝,使得脚掌彼此相背
内翻 - 旋转脚踝,使得脚掌彼此相对
外旋 - 远离身体中心/中线旋转
内旋 - 将肢体向身体中心/中线方向旋转
旋前 - 旋转前臂,使得前臂弯曲时掌心向下
旋后 - 旋转前臂,使得弯曲前臂时掌心向上
后缩 - 手臂在肩部的向后运动 (朝向身后)
前伸 - 手臂在肩部的向前运动 (朝向身前)
侧曲 - 远离身体中心/中线,向一侧弯曲脊柱
另一个需要掌握的重要身体运动概念是骨连结。骨连结是关节上两块或多块骨骼的运动。身体中的关节有三种类型,但最关键的是滑液关节,它的运动范围最大,因此也是了解身体运动的基础。
滑液关节是骨骼被润滑液体和软骨隔离的地方。滑液关节通常有相对较大的运动范围。滑液关节有九个基本特性:
- 关节软骨
- 韧带
- 肌腱
- 肌肉
- 滑液膜
- 滑液
- 骨骼
- 纤维囊
- 关节腔
身体中的滑液关节分为六种类型:
球窝关节 - 这是所有关节中最多的一种。它由一个球体组成,很紧密地贴合在窝体中,这种结构可以让它在所有轴上运动:屈曲、伸展、外展、内收、旋转和环行 (所有其它运动以圆形运动方式的组合)。身体上有臀关节和肩关节两个球窝关节。臀关节的窝体较深,稳定性好,但运动范围较小。肩关节较窄,运动范围大,但稳定性稍低,这也是肩膀脱臼如此常见的原因之一。
滑动关节/平面关节 - 两个彼此相叠的平整表面。这些表面可以滑动或旋转。脚部和手部可以找到这种关节。
铰链关节 - 一种只能在一个轴上运动的简单关节,受限于它的结构,它不能旋转。铰链关节可进行屈曲和伸展,例如,肘部关节。
车轴关节 - 这种关节可以沿一个轴 - 长轴 - 旋转。连接桡骨和肘的就是车轴关节,由此,前臂可进行旋转 (旋前和旋后)。
椭圆关节 - 与球窝关节很相似,但它的韧带和椭圆形状使其无法在所有轴上旋转。但它仍能在两个轴上旋转,从而可进行屈曲、伸展、外展、内收和环行,例如,腕关节就是这种类型。
鞍状关节 - 与椭圆关节类似,但它的旋转受到骨骼结构/形状的限制。构成关节的其中一块骨骼呈鞍状,其它骨骼则像骑马一样骑在它上面。坐在鞍状骨骼上的骨骼可屈曲、伸展、外展、内收、环行以及很小幅度的旋转。拇指关节便是一种鞍状关节。
其它可运动的关节类型是软骨关节。这些关节中,骨骼通过透明软骨或纤维软骨连结在一起。这些关节具有有限的运动范围,例如,肋骨和脊柱。
关节的一个经典平衡问题是增大灵活性而导致降低稳定性。这是因为人们希望增大灵活性来提高运动性能 (拉伸、瑜伽),但这也可以通过强化关节周围的肌肉,在一定程度上对此进行弥补。
生物力学在改善个人和体育设备的性能方面扮演着重要作用。虽然没有多年学习,要想成为生物力学专家是不可能的,但对常见原理有个基本的了解,可帮助参与锻炼和体育运动的人们更有效地管理他们的身体。