Для решения ряда конкретных задач в биомеханике используют различные методы. Сегодня в биомеханике как синтетической науке сформировался собственный специфический биомеханический метод исследования, основой которого является биомеханический анализе. Практически без предварительного биомеханического анализа невозможно разработать никакой эффективной программы подготовки человека к решению любых координационный сложных двигательных задач. При изучении движений тело человека часто условно принимают за так называемую материальную точку. Это допустимо только в том случае, если его размеры настолько малы по сравнению с расстоянием, на которую оно перемещается, что ими можно пренебречь. В случаях, когда по каким - либо практических соображений размерами тела пренебречь невозможно, за материальные точки берут отдельные его части, звена и рассматриваемых в данном случае как систему материальных точек. Если расстояние между отдельными точками системы не меняется, ее называют материальной системой, не меняется, или абсолютно твердым телом.
Биомеханический анализ представляет собой один из способов изучения двигательной деятельности человека. Это эффективный логический прием изучения сложных и многомерных систем, с помощью которого движения человека будто расчленяются на составные части, затем исследуются дифференцированно для более глубокого их познания как единого целого. Вместе с тем биомеханический анализ не сводится к простому расчленения сложных объектов, которые изучаются, на иx составные элементы.
Биомеханический анализ - это только начало объективного исследования движения. За ним идет вслед биомеханический синтез - моделирование сложных систем движений с целью использования и в разных направлениях медицины, эргономики и прикладной дидактики двигательной деятельности человека. Начинается 6иомеханичний анализ по измерению систем биомеханических характеристик движения. Затем устанавливаются закономерности их взаимосвязей и система образующие элементы движения. Далее в случае необходимости, определяется вклад каждого элемента в реализацию его целевой функции. В процессе анализа используется целый ряд фундаментальных сведений по механике. К важнейшим из них относятся прежде всего понятие о механическом движении.
Механическим движением человека называется изменение его положения в пространстве относительно других тел (выбранной системы отсчета) с течением времени. Положение любой точки тел на любой линии, плоскости и в пространстве определяют соответственно одним, двумя и тремя числами - координатами. В связи с тем, что положение тела человека в любой момент времени можно определить по координатам его точек, то важнейшая задача биомеханического анализа в данном случае сводится к тому, чтобы найти координаты точек тела в любой момент времени.
Раздел биомеханического анализа - биокинематика (от. Греч. Bios - жизнь, kinematos - движение) изучает движение живых тел и биологических систем.
Кинематика - это раздел механики, изучающий механические движения всех материальных тел в природе. Движения тел в кинематике изучаются без учета их инертности и действующих сил. Поэтому кинематику иногда называют геометрией движений. Понятие кинематики движений включают в основном способы измерения положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Кинематика ставит целью анализировать различные виды движения и выявлять законы, отражающие связи между величинами, характеризующими эти движения. Основным фактором кинематики и биокинематикы является понятие о движении. Биокинематика изучает все о движениях тела человека, кроме механических причин, их вызывающих.
Изменение движения происходит в пространстве, а пространство описывается в тех или иных системах отсчета. Например, спортсмен перемещается по дистанции от старта до финиша. Судейская коллегия выполняет отсчет его движения от старта до финиша. Для того чтобы упорядочить представление о окружающее пространство, вводятся определенные системы пространственных координат. Условное пространство разделяют на части - квадранты. Существуют различные системы координат: прямоугольные, косоугольные, сферические и др. Различают плоские и пространственные координаты: плоские позволяют фиксировать положение точки на плоскости, а пространственные - в пространстве. Изучение движений биомеханической системы тела человека чрезвычайно затруднено из сложное пространственное расположение ее многочисленных частей в различные моменты времени. Можно описать ее движения только для одной плоскости (например, сагиттальной), но в этом случае много двигательных механизмов большинства локомоторных актов останутся не изученными, а общая картина движений будет искривленной.
Движение любой точки тела человека только тогда следует считать установлено, когда способ определения ее положения в любой момент времени, в любой плоскости пространстве известен. Для объективного изучения характеристики движений человека необходимо каким образом моделировать ее тело. В биомеханике существуют два способа моделирования тела человека: первый - представить ее тело как материальную точку и второй - представить тело человека как систему материальных точек. Тело человека можно представить как материальную точку, если при исследовании его размерами можно пренебречь, предполагая одновременно, что в материальной точке сконцентрировано вся масса ее тела. Если при изучении движений размерами тела нельзя пренебречь, то оно принимается как система материальных точек и может быть графически изображено в виде биокинематической схемы. Существуют три способа определения движения тела человека как материальной точки: естественный, координатный и векторный. При этом используют такие кинематические характеристики движения, как траектория, скорость, ускорение, форма движения точки (прямолинейная, и криволинейная). Если же анализируется движение тела как системы материальных точек, то используют такие ее характеристики: форма движений (по форме движение может быть поступательным, вращательным, или сложным), скорость, ускорение (рассматриваются и пение относятся характеристики движений различных точек системы). Второй способ моделирования позволяет получить более полное представление о движении тела человека. Определить положение тела человека в пространстве, применяя этот способ, означает установить место его точек в пространстве относительно выбранной системы координат с учетом времени. Однако эта проблема осложняется тем, что биоланкы его двигательной системы перемещаются по собственным траекториям и занимают в пространстве определенное место относительно всего тела.
При изучении спортивной техники, трудовых процессов и управления часто возникает необходимость определить не столько положение всего тела человека в пространстве, сколько относительное взаиморасположение отдельных его элементов и биозвеньев. Чтобы определить пространственное расположение материальных точек тела человека необходимо принять определенную систему отсчета для измерения кинематических характеристик сложных движений. Такая система отсчета должна базироваться на вполне определенной системе координат, объективно отражать кинематику как отдельных биозвеньев, так и всего тела человека. При ее практическом применении необходимо учесть правило антропометрии и материалы биомеханической классификации двигательного аппарата человека.