Как человек двигается?

Определения и обозначения

Движение человека — это изменение положения тела или его частей в пространстве. Иногда перемещается всё тело, например при беге, а иногда — отдельное звено: рука поднимается или голова поворачивается. Это понятие помогает отличать перемещение человека от движения конкретной части тела.

Опорно-двигательный аппарат — система, в которую входят скелет и скелетные мышцы. Скелет поддерживает тело, а мышцы приводят его части в движение, потому что могут сокращаться и расслабляться. Эти элементы работают вместе: без мышц кости не перемещались бы, а без скелета мышцам не на что было бы опираться.

Сустав — подвижное соединение костей. Он позволяет костям менять положение друг относительно друга, например сгибать руку или ногу. Благодаря суставам тело может выполнять разнообразные движения, а не оставаться неподвижной конструкцией.

Скелетная мышца — орган, который при сокращении тянет прикреплённые к костям части тела. Мышца не двигает кость сама по себе: она действует вместе с суставом и другими мышцами. Это понятие нужно, чтобы понимать, откуда берётся усилие при движении.

Как это устроено

Движение начинается с нервного сигнала, который поступает к мышцам. Он побуждает нужную мышцу сократиться, то есть развить усилие, и сообщает другим мышцам, когда им включиться или расслабиться. Такое управление необходимо, потому что для одного движения часто требуется участие сразу нескольких мышц. Если бы они действовали несогласованно, движение было бы неточным.

Мышцы прикреплены к костям и при сокращении тянут их. Мышца укорачивается и перемещает кость в направлении своего тягового усилия, но сама не может толкнуть её в противоположную сторону. Поэтому для движения назад или в другую сторону обычно сокращается другая мышца либо другая группа мышц. Их согласованная работа помогает управлять движением.

Кости дают телу опору, а места их подвижного соединения — суставы — позволяют менять положение костей. Вместе кости и суставы действуют как рычаги: мышца прикладывает усилие, а кость перемещается вокруг сустава. Благодаря этому мышцы могут сгибать, разгибать и поворачивать части тела. Если бы кости были соединены только неподвижно, разнообразные движения стали бы невозможны.

При ходьбе мышцы ног сокращаются и расслабляются попеременно, а суставы позволяют ногам сгибаться и выпрямляться. Нервная система согласует работу отдельных звеньев — ног, туловища и рук, — чтобы шаги следовали друг за другом. Одновременно тело удерживает равновесие, иначе человек терял бы устойчивость при каждом шаге. При беге та же общая система работает быстрее и с другими усилиями.

Характер движения зависит от того, какую задачу выполняет человек и в каких условиях он находится. Для ходьбы нужны повторяющиеся шаги, для прыжка — отталкивание и перемещение тела вверх или вперёд, а для метания — движение руки с нужным направлением и усилием. Поэтому нервная система выбирает подходящее сочетание работы мышц, а тело принимает нужное положение. Один и тот же аппарат обеспечивает разные действия за счёт изменения согласованной работы его частей.

Роль частей опорно-двигательного аппарата в движении

Таблица показывает, какую задачу выполняет каждая часть системы и как она включается в движение. Сравнивая строки, проследи путь от нервного сигнала к работе мышц и перемещению костей. Примеры помогают связать функции частей тела с привычными действиями.

Разбор задач

Сгибание руки в локте

Условие. Объясни, какие части тела участвуют в сгибании руки в локте. Нужно проследить не только за движением предплечья, но и за тем, что вызывает это движение. Для этого свяжем работу мышц с перемещением костей в суставе.

1. Сначала нервная система посылает сигнал мышцам руки. Он запускает сокращение мышцы, которая сгибает руку.
2. Сокращающаяся мышца тянет кости предплечья, к которым она прикреплена. Она не толкает их, а создаёт тягу.
3. Кости предплечья меняют положение относительно плечевой кости в локтевом суставе. Так предплечье приближается к плечу, и рука сгибается.

Ответ. В сгибании участвуют нервная система, мышцы руки, кости плеча и предплечья и локтевой сустав. Нервный сигнал вызывает сокращение мышцы, а её тяга перемещает кости в суставе.

Подъём со стула

Условие. Опиши, как взаимодействуют мышцы, кости и суставы, когда человек встаёт со стула. Важно проследить, как команда нервной системы превращается в движение всего тела. Подъём требует согласованной работы ног и туловища, иначе человек может потерять равновесие.

1. Нервная система посылает сигналы мышцам, участвующим в подъёме. Она согласует их работу, чтобы усилие возникло в нужный момент.
2. Мышцы ног и туловища сокращаются и тянут прикреплённые к ним кости. Кости перемещаются относительно друг друга в суставах, в том числе в области ног и таза.
3. Тело поднимается, а мышцы продолжают удерживать нужное положение. Их согласованная работа помогает сохранить равновесие после того, как человек встал.

Ответ. Сначала нервные сигналы включают мышцы, затем их сокращения перемещают кости в суставах. В результате тело поднимается со стула, а мышцы помогают ему удерживать устойчивое положение.

Ходьба и прыжок

Условие. Сравни, как работает опорно-двигательный аппарат при ходьбе и прыжке. Нужно учесть цель движения: при ходьбе человек последовательно перемещается шагами, а при прыжке отталкивается и поднимает тело. Объясни, почему для этих действий нужны разные сочетания работы мышц.

1. При ходьбе нервная система поочерёдно включает мышцы, сгибающие и разгибающие ноги. Кости перемещаются в суставах, ноги делают шаги, а тело сохраняет равновесие.
2. При прыжке мышцы должны создать усилие для отталкивания. Они сокращаются согласованно, перемещая кости и помогая всему телу оторваться от опоры.
3. Сопоставь результат: ходьба состоит из чередующихся шагов, а прыжок — из отталкивания и последующего перемещения тела. Поэтому меняются порядок сокращений мышц, положение тела и величина усилия.

Ответ. При ходьбе мышцы ног попеременно обеспечивают шаги и равновесие, а при прыжке они согласованно создают усилие для отталкивания. Разная цель движения требует разной работы мышц и разных движений костей в суставах.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что кости движутся сами. Так может показаться, потому что при движении заметно меняется положение костей и частей тела. Но кость не создаёт усилие: её тянут сокращающиеся мышцы. Проверь себя вопросом: какая мышца должна сократиться, чтобы кость начала двигаться?

Ошибка: говорить, что расслабленная мышца толкает кость. Её принимают за толкающую силу, потому что после одного движения часто происходит обратное. Однако расслабленная мышца не толкает кость; обычно для обратного движения сокращаются другие мышцы. Проверь объяснение: названо ли сокращение мышцы, создающей нужную тягу?

Ошибка: считать сустав просто местом соединения костей. Такое упрощение забывает о его главной роли — обеспечивать подвижность соединения. Благодаря суставу кости могут менять положение относительно друг друга. Проверь себя: объяснил ли ты, какое именно движение становится возможным благодаря суставу?

Ошибка: описывать движение только работой мышц. Это происходит, когда внимание сосредоточено на видимом сокращении, а управление остаётся незаметным. Нервная система посылает сигналы и согласует действия мышц, поэтому без неё мышцы не работали бы слаженно. Проверь ответ: упомянуты ли нервные сигналы и их роль?

Связь с другими темами

Чтобы понять движение, полезно знать, что кости образуют скелет, а мышцы способны сокращаться и расслабляться. Эти сведения объясняют, откуда берётся опора и как возникает тяга, перемещающая кости. Они помогают связать строение тела с его действиями.

Работа опорно-двигательного аппарата связана с осанкой и безопасным выполнением физических упражнений. Правильное положение тела помогает устойчиво двигаться, а соблюдение правил снижает риск травм. Во время упражнений мышцы, кости и суставы испытывают нагрузку.

Знание того, как двигается тело, пригодится при изучении двигательных навыков, разминки и развития физических качеств. Оно помогает понять, зачем перед нагрузкой готовить мышцы к работе и почему разные упражнения требуют разных движений. Так легче осознанно выполнять задания на уроках физкультуры.

Что запомнить

• Движение возникает благодаря согласованной работе нервной системы и мышц.
• Скелет служит опорой для тела.
• Сокращаясь, мышца тянет прикреплённую к ней кость.
• Суставы обеспечивают подвижность соединения костей.
• Для движений в разные стороны мышцы обычно работают согласованно и попеременно.
• Ходьба, прыжок и метание требуют разных сочетаний движений.