Pe uscat activitatea mușchilor scheletici de animale cu membrele, utilizate pentru a depăși forța de gravitație și să mențină echilibrul, t. E. Locomoție este posibilă numai în cazul în care centrul de greutate al corpului animalului este proiectat pe zona de sprijin.
Pentru animalele care se mișcă rapid (câini, cai, cerbi, gazeli), structura corpului este caracteristică, permițând animalului să experimenteze cea mai mică rezistență la aer în timpul mișcării. Capul, gâtul, trunchiul nu au părți proeminente și sunt simetrice în secțiune transversală. Animalele cu mișcare rapidă au mușchii gâtului bine dezvoltați: acest lucru este important pentru asigurarea unei game largi de mișcări și menținerea capului ca balancer. De fapt, cinematica mișcării este asigurată de picioarele posterioare cu musculatură bine dezvoltată. Partea frontală uscată servește pentru susținerea corpului. Mușchii sunt concentrați pe părțile proximale ale oaselor, tendoanele fiind potrivite pentru părțile distal.
La animalele vertebrate cu membrele, locomoțiile se efectuează cu ajutorul unui sistem de pârghii conectate prin articulații-articulații mobile. Scheletul animalelor include câteva sute de oase și oferă mai multe grade de libertate (direcții de mișcare).
Dacă luăm în considerare faptul că teoretic corpul fizic efectuează mișcarea translațională și rotațională în trei planuri, numărul total de grade de libertate poate fi de șase. Cu toate acestea, în condițiile gravitației terestre, articulațiile animalelor nu pot avea mai mult de trei grade de libertate. Astfel, la om, articulațiile mandibulare, humeroscapulare, șold și metacarpiale au trei grade de libertate. Mobilitatea acelorași articulații la diferite specii de animale nu este aceeași. De exemplu, într-o pisică, articulațiile umărului și șoldului au trei grade de libertate, în timp ce într-un cal aceste articulații au numai două grade de libertate. Structura diversă a articulațiilor asigură vizibilitatea mișcărilor care se efectuează în mod eficient în fiecare specie de animale în conformitate cu sarcinile pe care animalul le urmărește.
În aparatul locomotor se disting trei tipuri de pârghii. Unele dintre ele servesc pentru menținerea corpului în spațiu, altele servesc forței de forță, altele sunt necesare pentru o deplasare liniară rapidă.
Principalele tipuri de pârghii ale sistemului musculo-scheletal de animale
În pârghiile de echilibru, punctul de vârf se află între punctul de aplicare al vectorului de forță și masa. Aceste pârghii sunt numite pârghii de primul tip. Lucrarea mecanică crește odată cu creșterea forței umărului. O astfel de imagine poate fi observată în sistemul de mușchi și oase al articulației șoldului, precum și în partea superioară a mușchilor și vertebrelor cervicale.
În pârghiile de putere (pârghii de tipul celui de-al doilea) masa este aplicată între punctul de sprijin și vectorul de forță. Aplicarea forței determină mișcarea pârghiilor în articulație și performanța lucrărilor mecanice. Astfel funcționează falangii degetelor sau articulația articulației cu mușchiul vițelului calului.
Pârghiile de viteză (pârghiile de tipul celui de-al treilea) au un punct de aplicare între axul și masa. Locul de atașare a mușchiului este situat în apropierea punctului de sprijin al pârghiei. Datorită acestei anatomii a articulației, o ușoară contracție a mușchiului este suficientă pentru o mișcare semnificativă a capătului distal al osului, care constituie pârghia. Cea mai tipică pârghie de acest tip poate fi considerată pârghia articulației genunchiului, precum și articulația umăr-scapulară.
Sistemul de pârghii de tip articulat este destinat să depășească forțele de gravitație (ridicarea masei) cu o eficiență mecanică mare în timpul mișcării animalului. O caracteristică caracteristică a unei astfel de îmbinări este aceea că pârghia este fixată la capătul unghiului de sprijin, iar celălalt capăt este legat de sarcină. În acest sistem de pârghii, sarcina este distribuită uniform pe direcția longitudinală. Atunci când îndreptarea membrelor pentru a menține corpul necesită o forță musculară relativ mică. Sistemul de articulație a genunchiului funcționează în mod similar.
Pe exemplul unui câine, este posibil să prezentăm câteva caracteristici ale biomecanicii mișcării.
Principalele oase și articole ale câinelui, care asigură locomoție liniară. 1 - pelvisul; 2 - îmbinarea gleznei; 3 - articulația genunchiului; 4 - coapsa; 5 - îmbinare cot; 6 - îmbinarea încheieturii mâinii; 7 - humerus; 8 - scapula; 9 - coloana vertebrală
Pentru a vă deplasa în spațiu, nu sunt necesare numai picioarele și membrele anterioare. Nu cel puțin rolul în locomoție este jucat de scapula, oasele pelvine, coloana vertebrală. În plus, pentru a menține corpul într-o stare de echilibru, aveți nevoie de balansoare sub formă de cap și gât, precum și coada.
Biomecanica extremităților toracice. În ciuda faptului că membrele de san la animale nu sunt jogging și de a face să sprijine funcția corpului, structura lor depinde de mișcările de viteză, mobilitate și vidotipichnost animale. Ca parte a forelimb, se găsesc mai multe pârghii, care formează unghiuri diferite. Mărimea acestor unghiuri are limite mari de variabilitate pentru câinii diferiți datorită selecției artificiale, care a fost efectuată de crescători atunci când au creat diferite rase.
La câinii rapizi (oi, Doberman Pinscher, Shepherd German, etc.), unghiul de poziție al lamei se apropie de 45 °. În această poziție, scapula poate avea cea mai mare lungime și, prin urmare, poate fi locul de atașare a celor mai lungi și mai groși mușchi de umăr. Și aceasta, la rândul său, promite o mare mobilitate și forță. Dacă comparați două opțiuni: poziția lamei la un unghi de 45 ° și 60 °, devine clar că este un unghi de 45 ° care asigură lungimea maximă a scapulei. În pătratul unde se poate localiza scapula, cea mai lungă linie este diagonala pătratului și se află la un unghi de 45 °.
Dacă vom face un record de câine rula pe un aparat de fotografiat digital, și apoi coad colțuri Fathom calculator ejecție, se pare că câinele nu se poate trece peste punctul de intersecție cu solul, realizată prin lama într-o stare statică.
Lungimea pasului câinelui cu poziția scapulei în diferite unghiuri: a - la un unghi de 45 °; b - la un unghi de 60 °
Este evident că atunci când lama este poziționată într-o poziție statică de 45 °, animalul primește pasul maxim posibil. Cantitatea de ejecție (ajunge) a membrelor anterioare este legată de panta crupului. Mișcarea are o eficiență maximă atunci când proeminența face cel mai lung pas și coboară la sol în momentul finalizării tracțiunii de către membrele pelvine. Dacă treapta frontală este scurtă și tremurul membrelor pelvine este relativ mare, atunci membrele toracice trebuie să îndeplinească o funcție de amortizare. Întregul sistem de pârghii și mușchi ai membrelor toracice, în acest caz, absoarbe parțial energia împingerii membrelor pelvine. Această mișcare este ineficientă în ceea ce privește viteza și forța și, de asemenea, antrenează rapid mușchii.
Lucrarea eficientă a mușchilor este posibilă la anumite unghiuri ale raportului oaselor în articulația umăr-scapulară. Se arată că poziția statică a lamei umărului și umărului la un unghi de 90 ° asigură forța maximă de ridicare și împingere a extremității toracice.
Eficiența membrelor toracice la diferite unghiuri ale articulației scapulei și umărului
Pentru funcționarea eficientă a forelimb, poziția osului metacarpal este, de asemenea, importantă. Se crede că pentru câinii cu format non-pătrat (index de întindere 105-115), unghiul optim de fixare a osului metacarpal este un unghi de 25 °. În roci formate pătrat (indice de întindere 100), pasternul se află mai abrupt - la un unghi de 10-15 °.
La fel de important pentru funcționarea eficientă a membrelor toracice și mișcarea câinelui în ansamblu este fixarea osului pastern. Reglarea excesiv de abruptă a pasterului scurtează treapta, iar înclinarea excesivă a pasterului creează premisele pentru rănirea membrelor sub sarcini grele, de exemplu, salturi. Înclinarea optimă a pasterului față de linia verticală poate fi considerată un unghi de 25 °. În această poziție, o axă verticală trasă prin mandrina intersectează lama în mijlocul acesteia (indicată printr-o cruce). Acest lucru este foarte important, deoarece un astfel de raport de pârghii în membrele toracice oferă cea mai eficientă muncă a tuturor mușchilor care conduc acest membru în mișcare.
Lucrarea din față, de asemenea, depinde de structura toracelui animalului. Forma toracelui - ovală, în formă de butoi sau în formă de pene - determină natura mișcărilor scapulei.
Forma și volumul pieptului determină, pe de o parte, volumul cavității ocupate de plămâni și de inimă. În consecință, cu cât este mai mare volumul pieptului, cu atât este mai bine să se aștepte lucrul sistemului respirator și circulator. Pe de altă parte, toracele constituie, de asemenea, baza pentru atașarea scapulei și, prin urmare, afectează mișcarea extremităților toracice. Măsurătorile celor mai buni reprezentanți ai diferitelor rase de câini indică faptul că adâncimea fiziologică a pieptului este de 50-55% din înălțimea câinelui la greabăn. Un piept adânc de formă ovală pe secțiunea transversală creează nu numai un volum mare, ci și un plan pentru fixarea și alunecarea liberă a lamei umărului și a umărului.
Caviarul furnizează mai mult volum pentru plămâni, dar complică mișcările scapulei. Scapula, care se deplasează de-a lungul suprafeței rotunjite a pieptului, scoate umărul și cotul. Traiectoria mișcării membrelor în ansamblu se schimbă și, ca o consecință, apar deplasări laterale ale întregului corp al câinelui. Se mișcă "înfundat", care nu contribuie la calitățile de mare viteză și nu adaugă manevrabilitate mișcărilor animalelor.
Sânii mici sugerează că animalul are un volum pulmonar mai mic. În plus, la câinii cu sâni mici, coatele sunt aduse prin înclinarea oaselor umerusului sub corp, iar labele sunt îndreptate spre exterior. Când se mișcă, planurile anterioare nu sunt rearanjate într-o linie dreaptă, dar într-un unghi față de direcția de mișcare. Aceasta crește cheltuielile neproductive de energie, dar în general face ca avansarea liniară a animalului să fie mai puțin eficientă.
Biomecanica membrelor posterioare. Picioarele din spate acționează ca un propulsor. Bazele membrelor posterioare sunt cele mai mari oase tubulare, la care sunt atașați cei mai mari mușchi de mare rezistență. Piciorul din spate este legat de corp mai rigid în comparație cu membrul toracic. Suportul real al membrelor este pelvisul. Prin urmare, amplasarea sa în raport cu coloana vertebrală este de o importanță fundamentală. În cele din urmă, forța de sărituri din spate este transmisă întregului corp prin pelvis.
Dependența performanței spatelui din poziția pelvisului
Analiza structurii pelvis la animale cu diferite niveluri de performanță fizică indică în mod ideal bazinului trebuie să fie poziționat la un unghi de 30 ° față de linia orizontului, iar lungimea sa în proiecție laterală trebuie să fie aproape de lungimea lamei. În acest caz, membrele posterioare oferă forța maximă posibilă.
În versiunea a, vectorul de forță din șocul membrelor posterioare se află pe linia a-b. Vectorul forței care împinge corpul înainte este la nivelul articulației șoldului. Coincide complet cu direcția de mișcare a câinelui.
În varianta b, pelvisul este situat mai orizontal. Se vede că această poziție oferă un anumit câștig. Vectorul de șoc a-b este situat la un unghi mai mic decât linia orizontală. Proiecția sa (vectorul a-c) crește oarecum. Prin urmare, în această variantă, vă puteți aștepta să efectuați o cantitate mare de lucru la aceleași costuri de energie. Dar această variantă a aranjamentului reciproc de pârghii nu creează cu adevărat niciun avantaj. Câștigarea în jaf este echilibrată prin limitarea mișcării membrelor înainte. În plus, extremitățile pectorale primesc o încărcătură excesivă, pe care sunt forțate să le stingă. În consecință, o împingere mai puternică a fundului posterior duce la cheltuieli neproductive de energie și oboseală prematura a animalului.
La înclinarea pelvisului 45 ° (opțional) vector inching forțe ale membrelor pelvine îndreptate în sus, determinând o proiecție a acesteia c devine considerabil mai scurtă decât în variantele precedente. În consecință, efortul cu care corpul câinelui se mișcă înainte este redus. Amplitudinea mișcării membrelor posterioare crește foarte mult cu o crupă foarte înclinată. Mobilitatea excesivă la simpla apăsare a lipsei de membrului pelvin duce la faptul că crupa câinelui este deplasat lateral în raport cu linia longitudinală a corpului: este faptul că, în alte animale se numește alerga câine. Acest tip de alergare este tipic pentru animalele tinere din mai multe specii de animale datorită faptului că animalele tinere au o disproporție temporară în dezvoltarea sistemului musculo-scheletic. Încercarea de a depăși disproporția forței și a mobilității spatelui posterior, un câine cu o crupă teșită poate trece la jogging.
Este clar că nici "rasele de câini", nici ambuteiajele nu sunt locomoții optime, deoarece sunt însoțite de costuri suplimentare de energie.
Atunci când crupa este înclinată excesiv, există adesea un femur relativ scurt și o tibie. Din acest motiv, animalul este limitat în îndoirea genunchiului și scurtarea pasului. Coapsa alungită creează o îndepărtare excesivă a membrului, care este compensată de croșetat în lateral sau de către amble.
Piciorul inferior alungit duce la slăbirea coapsei.
Un rol semnificativ în organizarea împingerii limbajului posterior aparține metatarsalului. Lungimea metatarsalului se reflectă în capacitățile de viteză ale câinelui. În ogoare, plușul are o lungime lungă. Dar lungimea lungă a metatarsalului nu este întotdeauna de dorit. Când animalul nu are nevoie de viteză, ci de rezistență, este de preferat să aibă un scurt plus. Evident, cu o lungime mai lungă a metatarsalului, crește amplitudinea mișcării membrelor posterioare, adică treapta devine mai lungă. Dar punerea sa în aplicare va necesita mai mult efort muscular.
Distribuiți un link cu prietenii
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: