Особливості біомеханіки природної локомоції дітей молодшого шкільного віку

«Біомеханіка спорту, оздоровчої рухової активності, фізичної терапії та ерготерапії: актуальні проблеми, інноваційні проєкти та тренди». Матеріали І Всеукраїнської електронної науково-практичної конференції з міжнародною участю. Київ: Національний університет фізичного виховання і спорту України [електронний ресурс]. 25 травня 2021. С. 60-62

¹Сергій Холодов, ²Анастасія Гребеніна

¹ДЗ «Південноукраїнський національний педагогічний університет імені К. Ушинського»

²Комунальна Установа «Центр реабілітації осіб з вадами психофізичного розвитку»

Постановка проблеми й аналіз результатів останніх досліджень. Характерною особливістю ходьби є наявність постійного контакту опорної ноги (період одиночної опори) або обох ніг (період подвійної опори) [1, 4, 6]. У свою чергу періоди одиночної і подвійної опори поділяються на фази: задній крок, передній крок і фазу подвійної опори [1, 3, 5, 7, 8, 9].Основний динамічний ефект при ходьбі – підйом і просування вперед загального центру мас тіла – створюється завдяки підсумовування силових ефектів, м’язів розгиначів обох ніг [2, 10, 11]. Як відзначають багато дослідників [2, 12, 14, 15], саме ходьба може служити в якості критерію оцінки стану моторики людини.

Мета дослідження –визначити особливості біомеханіки ходьби практично здорових дітей 6-8 років.

Методи й організація дослідження. Для виконання поставлених завдань використано такі методи дослідження, як аналіз науково-методичної літератури та документальних матеріалів, відеометрія, пакет прикладної програми “Біо Відео”.

Результати дослідження та їх обговорення. Встановлено, що тривалість фази подвійної опори при лівій опорній нозі у практично здорових хлопців 6-ти років дорівнює в середньому 0,12 с (S = 0,01 с), у дівчат – 0,14 с (S = 0,01 с), водночас у практично здорових хлопців і дівчат 7-ми років показники тривалості цієї фази однакові і складають 0,14 с (S = 0,01 с), так само однакова тривалість цієї фази у хлопців і дівчат 8 років і становить 0,16 с (S = 0,02 с у хлопців і S = 0,01 с у дівчат).

Статистично значущої різниці у показнику тривалості фази подвійної опори при лівій опорній нозі між хлопцями та дівчатами у кожній з вікових категорій (7–8 років) не спостерігається (p > 0,05) на відміну від хлопців і дівчат 6-ти років, у яких показники тривалості цієї фази статистично значуще відрізняються (р < 0,05), що підтверджено за допомогою критерію Стьюдента для незалежних вибірок.

Водночас ми не виявили статистично значущих відмінностей у часовій структурі фази заднього кроку при лівій опорній нозі між хлопцями і дівчатами 6-ти років (p > 0,05), тривалість якої склала 0,16 с (S = 0,01 с ), проте між показниками тривалості цієї фази у хлопців і дівчат 7-8-ми років спостерігається статистично значуща різниця (р < 0,05) – 0,16 с (S = 0,02 с ) у хлопців 7-ми років, у дівчат цього ж віку і хлопців 8 років – 0,18 с      (S = 0,02 с), у дівчат 8 років – 0,20 с (S = 0,02 с).

Тривалість фази переднього кроку при лівій опорній нозі у хлопців і дівчат усіх вікових категорій (6–8 років) статистично значуще відрізняється (р<0,05) – у практично здорових хлопців 6-7-ми  років вона дорівнює 0,20 с (S = 0,02 с), хлопців 8-ми років – 0,24 с (S = 0,02 с), дівчат 7-ми років – 0,24 с (S = 0,02 с) і дівчат 8-ми років відповідно 0,28 с      (S = 0,03 с). У фазі переднього кроку опорної ноги поздовжня вісь винесеної вперед ноги перебуває спереду від вертикалі, опущеної з ЗЦМ тіла [4]. Сила тяжіння спрямована вниз, строго перпендикулярно до опорної поверхні, а сила реакції опори має косий напрямок, відповідно поздовжньої осі опорної ноги. Якщо силу реакції опори розкласти на складові – вертикальну і горизонтальну, то горизонтальна складова буде направлена назад, що, природно, декілька загальмовує поступальний рух тіла [4].

Розглядаючи часову структуру фази подвійної опори при правій опорній нозі, слід зазначити, що її тривалість статистично значуще більша у хлопців, ніж у дівчат 6-ти років, і статистично значуще менша у хлопців, ніж у дівчат 7–8-ми років (p < 0,05).

Водночас у практично здорових хлопців 7-ми років фаза заднього кроку при правій опорній нозі триваліша в середньому на 0,02 с порівняно з дівчатами цього віку (p < 0,05). При цьому у хлопців 7-ми років вона склала 0,18 с (S = 0,02 с), а у дівчат – 0,16 с               (S = 0,02 с). Водночас, немає статистично значущої різниці між практично здоровими хлопчиками і дівчатами як у віці 6, так і 8 років (p > 0,05).

Фаза заднього кроку є найбільш важливою, так як в кінці її за рахунок скорочення м’язів нижніх кінцівки відбувається поштовх, що надає додатковий імпульс, необхідний для поступального руху вперед [4]. У період заднього кроку опорної ноги закінчується перекочування стопи, опора з усією підошви переходить на фаланги падьців. Площа опори різко зменшується. Дія сили тяжіння направлена перпендикулярно вниз, а сили реакції опори – вгору, вздовж осі опорної ноги. У міру переміщення вільної ноги вперед, яке відбувається синхронно із заднім кроком опорної ноги, ЗЦМ тіла зміщується вперед [4]. В результаті цього виникає плече сили тяжіння. Коли момент сили тяжіння стає більшим за момент сили реакції опори, рівновага тіла порушується, і воно під дією сила тяжіння опускається на виставлену вперед вільну ногу. Горизонтальна складова рівнодіючої сили реакції опори сприяє поступальному руху, збільшуючи швидкість переміщення тіла [4].

У заключній фазі подвійного кроку ходьби, знову відзначено статистично значуще збільшення її тривалості у дівчат 7-ми років, порівняно з хлопцями цього віку на 0,04 с (p < 0,05), її тривалість становить у дівчат 7-ми років, а також у хлопців і дівчат 8-ми років в середньому 0,24 с (S = 0,03 с у дівчат 7-ми років і хлопців 8-ми років і S = 0,02 с у дівчат 8-ми років).

За часовими показниками фаз ходьби практично здорових дітей 6–8 років розроблені модельні характеристики. Оскільки вибірки показників тривалості кожної з фаз ходьби відповідали закону нормального розподілу, у якості модельних характеристик обрано нижню і верхню границі довірчого інтервалу для середнього арифметичного генеральної сукупності за значенням середнього арифметичного вибіркової сукупності з довірчою ймовірністю 95 % (табл. 1).

Таблиця 1

Модельні характеристики тривалості фаз ходьби

практично здорових дітей 6–8 років на 95 % рівні надійності

Назва фази	Вік, років	Модельний показник тривалості фази, с
хлопці	дівчата
нижня границя	верхня границя	нижня границя	верхня границя
Фаза подвійної опори при лівій опорній нозі	6	0,118	0,122	0,138	0,142
7	0,138	0,142	0,138	0,142
8	0,156	0,164	0,158	0,162
Фаза заднього кроку при лівій опорній нозі	6	0,158	0,162	0,158	0,162
7	0,156	0,164	0,176	0,184
8	0,176	0,184	0,196	0,204
Фаза переднього кроку при лівій опорній нозі	6	0,196	0,204	0,216	0,224
7	0,196	0,204	0,236	0,244
8	0,236	0,244	0,274	0,286
Фаза подвійної опори при правій опорній нозі	6	0,118	0,122	0,098	0,102
7	0,118	0,122	0,138	0,142
8	0,136	0,144	0,156	0,164
Фаза заднього кроку при правій опорній нозі	6	0,194	0,206	0,196	0,204
7	0,176	0,184	0,156	0,164
8	0,156	0,164	0,158	0,162
Фаза переднього кроку при правій опорній нозі	6	0,196	0,204	0,194	0,206
7	0,194	0,206	0,234	0,246
8	0,234	0,246	0,236	0,244

Висновок: Вивчення біомеханіки пересування людини дає великий матеріал для розуміння фізіологічних і нервових процесів, що визначають функціонування системи управління локомоціями. В результаті проведеного дослідження була вивчена структура циклу ходьби практично здорових дітей 6–8 років, значимість яких підтверджена об’єктивними часовими показниками. Підтверджено думку ряду фахівців, які вказують, що біомеханічна структура локомоторного акту практично повністю формується у віці 7-8 років.

Література

1. Бернштейн  Н. А., Осипов Л.С., Павленко П.И.   Исследование по биодинамике ходьбы, бега, прыжка.  М.: Медицина, 1940.  320 с.
2. Витензон А.С.Закономерности нормальной и патологической ходьбы человека. М.: ООО «Зеркало-М», 1998. – 273 с.
3. Кашуба В. О. Андрєєва, К. Сергієнко, Н. Гончарова. Проектування системи моніторингу фізичного стану школярів на основі використання  інформаційних технологій Теорія і методика фіз. виховання і спорту. – 2006, №.3 – С. 61-67.
4. Кашуба В.А., Адель Бен Жедду, Хабинец Т.А. Кинематический анализ естественной локомоции младших школьников с нарушениями морфобиомеханических свойств стопы // Молода спортивна наука України. — 2006. — Вип. 10. — С. 32—35.
5. Кашуба В.А., Литвиненко Ю.В. , Гордеева М.В. , Зарудный В.Ю. Биомеханика спортивных движений и современные видеокомпьютерные методы их контроля Теория и методика физической культуры. – 2013. – № 4 (35) . – С. 31-37.
6. Кашуба В., Хабинец Т., Лопацкий С. Гнатыш Г. Статодинамическая осанка – индакатор двигательной функции человека Молодіжний науковий вісник Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки. Фізичне виховання і спорт : журнал / уклад. А. В. Цьось, А. І. Альошина. – Луцьк : Східноєвроп. нац. ун-т ім. Лесі Українки, 2018. − Вип. 29. – С.9-14.
7. Кашуба В., Гончарова Н. Досвід упровадження концепції здоров’яформувальних технологій у процес фізичного виховання дітей молодшого шкільного віку Молодіжний науковий вісник Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки. Фізичне виховання і спорт : журнал / уклад. А. В. Цьось, А. І. Альошина. – Луцьк : Східноєвроп. нац. ун-т ім. Лесі Українки, 2018. − Вип. 29. – С.63-70.
8. Лапутин А.Н., Кашуба В.А. Формирование массы и гравитационные взаимодействия тела человека в процессе онтогенеза:  Знания Украины, 1999. — 198 с.
9. Лапутін А.М., Кашуба В.О. Динамічна анатомія: Навчальна програма для вузів фізичного виховання та спорту. Київ, Науковийсвіт, 2000. 12 с.
10. Лапутін А.М., Кашуба В.О. Хабінець Т.О. Кінетика як система знань про рухову функцію людини. // Теорія і методика фізичного виховання і спорту — К.: 2005, №2-3. С. 96-101.
11. Лапутин АН, Кашуба ВА. Кинетика тела человека. Фізичне виховання, спорт і культура здоров’я у сучасному суспільстві. 2009;4:40-9.
12. Практическая биомеханика / Лапутин А.Н., Гамалий В.В., Архипов А.А., Кашуба В.А., Носко Н.А., Хабинец Т.А. — К.: Знання, 2000. – 296 с.
13. Khmelnitska I. Computer system for monitoring of hard hearing  school-child’s motorics Теорія і методика фізичного виховання і спорту, 2014.- № 3. – С. 50 – 53.
14. Kashuba V., Savlyuk S. Structure and content of the technology of prevention and correction of disturbances of spatial organization of the body of children 6-10 years old with sensory systems deprivation Journal of Education, Health and Sport, 7(8), 2017, pp.1387-1407.
15. Kashuba V., Futornyі S., Andrieieva O., Goncharova N., Carp I., Bondar O., Nosova N. Optimization of the processes of adaptation to the conditions of study at school as a component of health forming activities of primary school-age children Journal of Physical Education and Sport (JPES), 18(4),2018, Art 377, pp.2515 – 2521.