Документ. Действует давление ускоряемых звеньев

• Название: Действует давление ускоряемых звеньев
• Дата: 03.12.2022
• Размер: 34.88 Kb.
• Имя файла: Документ.docx
• Тип: Документы; #825995

31

Локомоции— со­вокупность согласованных движений животных и человека, вызы­вающих активное их перемещение в пространстве.Локомоторные движения могут быть основными в некоторых видах спорта (бег, плавание); системы движений, представляющих ак­тивное перемещение в пространстве, принято называть локомоциями. Локомоторные движения применяются в видах спорта,обеспечивая передвижение спортсменов,играют вспомогательную роль (спортивные игры, гимнастика). Они значительно отличаются друг от друга в зависимости от задачи и условий передвижения. Но во всех случаях взаимодействия человека с опорой (дорожка, лыжня) и другими внешними телами (велосипед, лодка), а также средой (преимущественно водной — плавание) эти движения происходят по способу отталкивания или притягивания или их сочетания.Все локомоторные движения делят на ациклические (однократные) и циклические (повторяющиеся).Среди локомоций наибольший удельный вес имеют наземные пере­движения. Передвижения различают наземные и водные. Наземные бывают со скольжением (лыжи, коньки) и без скольжения (прыжок, ходьба, бег), а также с постоянной опорой (ходьба, лыжи) и с отрывом от опоры (прыжок, бег). В некоторых передвижениях используются механические приспособления для передачи и преобразования движения (цеп­ная передача велосипеда, весла академической лодки).

Отталкивание от опоры выполняется посредством отталкивания и маховых движений свободных звеньев.При отталкивании опорные (контактные) звенья неподвижны относительно опоры, а подвижные перемещаются в направлении отталкивания. На стопу, как на опорное звено, действует давление ускоряемых звеньев, направленное назад-вниз.
В механизме отталкивания от опоры большую роль играет опорная реакция, но она не является движущей силой, а лишь уравновешивает действие внутренних сил системы (сил мышц). Благодаря работе мышц по перемещению ОЦТ расходуется энергетический запас системы (человека) и эта энергия идет на деформацию опоры. Реакция опоры направлена в сторону движения, однако это не означает, что причиной движения является реакция опоры. Кинетическую энергию, системы спортсмен - опора при отталкивании обеспечивая работы мышц.

Маховые движения при отталкивании (быстрое перемещение свободных звеньев тела в направлении отталкивания, составляют часть механизма отталкивания).
В маховых движениях различают две фазы: фазу разгона (увелиличения скорости звена) и фазу торможения (уменьшение скорости звена).
К моменту отрыва от опоры центры тяжести маховых звеньев отдалены от опоры, что ведет к удалению и ОЦТ тела по ходу движения.
В течение фазы разгона махового звена увеличение скорости его ЦТ влечет за собой нарастание скорости ОЦТ.
В фазе торможения, через мышцы антагонисты, маховые звенья передают свой импульс (Ft) всей системе, т.е. происходит перераспределение скоростей.
В момент разгона маховые звенья увеличивают свой импульс не только за счет других звеньев, но и за счет взаимодействия . через них с опорой. Немалую роль в механизме отталкивания играют силы инерции маховых звеньев. Во время разгона звена сил инерции увеличивают нагрузку на опорные звенья, что повышает требования к нему с увеличением скорости выполнения маха. Во время торможения силы инерции меняя направление уменьшают нагрузку на опорное звено, что создает предпосылки к более быстрому отталкиванию (более быстрому сокращению мышц в облегченном режиме работы).

32

Ходьба — это сложное цик­лическое локомоторное действие, одним из основных элементов которого является шаг.

При ходьбе пере­мещение тела в пространстве происходит благодаря взаимодействию внутренних (сокращение мышц) и внешних (масса тела, сопротивле­ние опорной поверхности и др.) сил. В каждом шаге, совершаемом правой и левой ногой, различают период опоры и период маха. Характерной особенностью всех видов ходьбы по сравнению с бегом и прыжками является постоянное опорное положение одной ноги (период одиночной опоры) или двух ног (период двойной опо­ры). Как период опоры, так и период маха может быть разделен на две основные фа­зы, а именно: период опоры — на фазы переднего толчка и заднего толчка, разделенные моментом вертикали; маха — фазы заднего ша­га и переднего шага, между которыми также находится момент вер­тикали.

Фаза переднего толчка. После заключительной фазы перед­него шага начинается постановка стопы на почву при почти выпрямленном, но не закрепленном коленном суставе и согнутом, слегка отведенном и супинированном бедре. Стопа становится на опорную поверхность пяткой, после чего она совершает двойной перекат: с пятки на носок и снаружи внутрь. Этот перекат проис­ходит под влиянием силы тяжести тела и последовательного вклю­чения в работу короткой малоберцовой мышцы, поднимающей на­ружу край стопы и далее мышц — длинной малоберцовой, задней большеберцовой, длинного сгибателя большого пальца стопы и длинного сгибателя пальцев, поддерживающих продольную ду­гу (свод) стопы. Такое движение стопы имеет двоякое значение: увеличение длины шага и растягивание мышц заднего отдела голе­ни, участвующих в отталкивании тела. В начальном периоде опоры приобретает большое значение рессорная функция, выполняемая суставами стопы и незакрепленным суставом колена. Далее под действием тяжести и инерции тела нога несколько сгибается в ко­ленном суставе и разгибается в голеностопном суставе при ус­тупающей работе четырехглавой мышцы и мышц заднего отдела голени, что еще более повышает буферные свойства конечности.

Момент вертикали. К моменту вертикали нога выпрямляется и приводится за счет сокращения большей части мышц бедра и от­части под влиянием силы тяжести. В это время стопа опирается на грунт всей подошвой, причем большинство ее мышц своим со­кращением способствует сохранению сводов и участвует в функ­ции удержания равновесия тела.

Фаза заднего толчка тела (отталкивание от опорной поверх­ности). В связи с этим контактирующая с грунтом конечность уд­линяется за счет разгибания во всех ее суставах. В тазобедренном суставе вновь происходит некоторое отведение, но в отличие от переднего толчка, сопровождаемое небольшим поворотом бедра (внутрь). Ведущая роль в этой фазе принадлежит четырехглавой, полусухожильной, полуперепончатой, длинной головке двуглавой и главным образом ягодичным мышцам.

Фаза заднего шага. В начале этой фазы (непосредственно по­сле окончания заднего толчка) маховая нога находится в поло­жении разгибания, некоторого отведения и поворота внутрь, что приводит к повороту таза вместе с туловищем в противополож­ную сторону. Из этого положения нога, производящая шаг, начи­нает совершать сгибание в тазобедренном и коленном суставах, дополняемое незначительным поворотом ее наружу, что взаимо­связано с вращением таза в сторону маховой ноги. В это время основная нагрузка падает на мышцы: подвздошно-поясничную, при­водящие, заднего отдела бедра и отчасти на разгибатели стопы.

Момент вертикали. Маховая нога выпрямлена в тазобедрен­ном суставе и достигает максимального сгибания в суставе колена. Сокращены главным образом мышцы заднего отдела бедра.

В фазе переднего шага мышцы заднего отдела бедра расслаб­ляются и благодаря силе инерции и кратковременному балли­стическому сокращению четырехглавой мышцы голень выбрасы­вается вперед. После этого начинается новый цикл движения.

Бег можно рассматривать как непрерывный ряд прыжков вперёд с одной ноги на другую. Во время бега фаза опopной ноги чередуется с безопopной фазой полёта, когда обе ноги находятся в воздухе,(фазы опоры и фазы полёта)

В фазе опоры скорость сначала снижается при тормозящем действии реакции опоры, а потом вновь повышается благодаря движениям отталкивания.

В фазе полёта горизонтальная скорость ОЦМ тела незначительно снижается из-за сопротивления воздуха.

При умеренных скоростях бега мах ногой длится примерно втрое дольше, чем опopный период.

Опopный период. Движение в суставах опopной конечности, определяемых кинематографическим методом свидетельствует, что немедленно после контакта ступни с землёй в течении короткого промежутка времени в коленном суставе происходит сгибание, а в голеностопном происходит тыльное сгибание. Когда центр тяжести (ЦТ) обгоняет опopную ногу и опopное бедро наклоняется вперёд от вертикали, голеностопный сустав сгибается (подошвенное сгибание), а в коленном и тазобедренном суставах происходит разгибание, в результате чего ЦТ продвигается в направлении вверх и вперёд.

Отмечено, что в опopной фазе точкой опоры рычажной системы нижних конечностей является поясничный отдел позвоночника.

От скорости бега зависит, какая часть ступни первой касается земли. При малых скоростях нога ставится на опору с пятки или на всю ступню, а при более высоких скоростях опора начинается с латеральной стороны ступни.

Период опоры при увеличении скорости бега значительно уменьшается. В фазе отталкивания суставы опopной ноги разгибаются. При беге выявлены вертикальные колебания тела. Отмечено, что в период опоры ЦТ снижается, а в фазе отталкивания поднимается.

Маховое движение ноги. Движение ноги при беге можно разделить на две фазы. Во время контакта с землёй нога поддерживает тело и выталкивает его вперёд. После отталкивания нога движется из положения сзади в положение впереди туловища – эта фаза маха (переноса) или фаза возвращения ноги.

В начале фазы маха, когда бедро быстро сгибается в тазобедренном суставе, происходит также быстрое сгибание голени в коленном суставе. Анализ бега спринтеров показывает, что когда маховая нога движется вперёд, то сгибание колена и пронос пятки выполняется бегуном ближе к тазу.

Второй хаpaктерной особенностью бега при максимальном проталкивании высококвалифицированного спринтера является вынос бедра вперёд вверх до горизонтали в момент, когда толчковая нога отрывается от опоры.

В прыжках расстояние преодолевается полетом. При этом достигается либо наибольшая длина прыжка (прыжок в длину с разбега, тройной прыжок), либо наибольшая высота (прыжок в высоту с разбега, прыжок с шестом), либо значительная и длина и высота (опорный прыжок в гимнастике).

Разбег.В разбеге решаются две задачи: создание необходимой скорости к моменту прихода на место отталкивания и создание оптимальных условий для опорного взаимодействия.

Отталкивание.Отталкивание от опоры в прыжках совершается за счет выпрямления толчковой нога, маховых движений рук и туловища. Задача отталкивания - обеспечить максимальную величину вектора начальной скорости ОЦМ и оптимальное ее направление. После отталкивания, в полете, тело спортсмена всегда совершает движения вокруг осей. Поэтому в задачи отталкивания входит также и начало управления этими движениями.

Полет.В полете траектория ОЦМ предопределена величиной и направлением вектора начальной скорости ОЦМ (углом вылета). Движения представляют собой движения звеньев вокруг осей, проходящих через ОЦМ. Задача сводится к возможно более дальнему приземлению, удерживая стопы как можно выше.

33

Передача усилий при педалировании.Велосипед как аппарат для передачи усилий на опору создает особые условия для приложения усилий велосипедиста и использования внешних сил.

Давление ноги велосипедиста на педаль в системе велосипедист - велосипед - это внутренняя сила, вся система самодвижущаяся с внутренним источником движущихся сил. Давление на педаль создает момент силы относительно оси ведущей шестерни. Через цепь эта сила передается на ведомую шестерню заднего колеса. Под действием этой силы колесо, когда у него нет опоры, вращается вокруг своей оси: верхняя точка обода вперед, нижняя - назад. При опоре благодаря сцеплению покрышки колеса с грунтом сила трения, направленная вперед, уравновешивает действие обода на покрышку, направленное назад; в результате колесо не проскальзывает и вперед движется ось колеса. Точка, относительно которой она движется,- место опоры колеса.

Источник движущей силы - мышцы ног спортсмена, передающие усилия через педаль, шатун, ведущую шестерню, цепь на заднюю шестерню. Нижняя точка обода заднего колеса не может сместиться назад и фиксирована на опоре с помощью силы трения (необходимая внешняя сила). Поэтому ось от связанной с нею задней шестерни получает ускорение вперед. Сила трения скольжения (статическая) не дает проскальзывать покрышке заднего колеса назад по грунту. Она служит той внешней силой, без которой ускорение системы на горизонтальной поверхности невозможно.

Передача усилий при академической гребле.Самым характерным в академической гребле является значительное перемещение гребца относительно лодки посредством подвижного сиденья (банки), перемещающегося на роликах вдоль продольной оси лодки на полозках.

Выносные уключины увеличивают плечо рычага (расстояние от оси вращения весла до места хвата рукой). Гребец прилагает усилия руками к рукоятке весла и ногами к подножке, укрепленной неподвижно.

При проводке весла лопасть встречает сопротивление воды. Сначала подтягивая лодку веслом, а потом отталкивая ее от воды, захваченной лопастью, гребец продвигает лодку вперед. За время проводки гребец перемещается на банке вперед, к носу лодки. Начало гребка выполняется одновременно с быстрым и ровным давлением ног на подножку в виде «прыжка» в сторону носа лодки. Этот «прыжок» как бы тормозится на рукоятке весла, что увеличивает силу, приложенную через весло к воде.

После окончания гребка следует фаза заноса весел. Это движение является подготовительным для следующего гребка и совершается посредством перемещения на банке к корме; весла в это время заносятся лопастями к носу. Однако в этой фазе усилия гребка, приложенные к лодке, направлены в сторону движения лодки. Подтягивая себя к подножке за носковые ремни, гребец этим выталкивает из-под себя лодку вперед. ОЦМ системы гребец-весла—лодка от перемещения назад свою скорость изменить не может (если не учитывать увеличения сопротивления воды в зависимости от скорости лодки). Но лодка относительно гребца и воды получает ускорение вперед. Наличие его уменьшает падение скорости лодки, скользящей по инерции. Это делает скорость хода лодки более равномерной, что выгодно для продвижения против сопротивления воды. Таким образом, активные усилия гребка приложены через весла к воде в одном направлении, а через подножку к лодке - поочередно в двух («прыжок» от подножки и перемещение).

34

Способы плавания основаны на взаимодействии пловца с водой, при котором создаются силы, продвигающие его в воде и удерживающие на ее поверхности. Взаимодействие возникает вследствие погружения в воду и активных движений пловца. Специфические особенности биодинамики плавания связаны с тем, что силы, тормозящие продвижение, значительны, переменны и действуют непрерывно. Постоянной же опоры для отталкивания вперед у пловца нет, она создается во время гребковых движений и остается переменной по величине.

При всех гребковых движениях гребущие звенья движутся относительно остальных частей тела назад, а последние относительно гребущих звеньев – вперед. В начале гребкового движения спортсмен плывет по дистанции с некоторой начальной скоростью. Вследствие гребка туловище продвигается вперед со скоростью большей, чем начальная. Гребущие звенья движутся относительно туловища назад быстрее, чем относительно воды. Таким образом, механизм динамического взаимодействия пловца с водой основан на изменениях сопротивления воды, обусловленных в первую очередь скоростью движения частей тела относительно воды.

Если рассмотреть технику плавания брассом, то из исходного положения для гребка с согнутыми и разведенными ногами пловец делает сильный удар ногами назад, выпрямляя их в коленных суставах (фаза I). Руки в течение этой фазы вытянуты вперед. После окончания удара ногами происходит пассивное скольжение в воде при вытянутом положении тела (фаза Iа). Не допуская значительной потери скорости, пловец начинает разводить кисти рук в стороны, постепенно сгибая руки в локтевых суставах и опуская их вниз (фаза II). Фаза гребка руками завершается при наибольшей скорости продвижения кистей назад относительно тела. Друг за другом следуют гребковые движения ног (удар) и рук, вызывая дважды увеличение скорости передвижения тела вперед. В фазах I и II пловец стремится увеличить скорость, в фазе Iа, придавая обтекаемую форму телу,- меньше терять скорость.

С окончанием гребка руками начинается выведение их вперед со сгибанием в локтевых суставах (фаза III), а также сгибание ног. Это подготовка к гребковым движениям в следующем цикле. Движения начинаются медленно, чтобы не создавать значительной скорости движений навстречу потоку. Одновременно выполняются и подготовительные движения ног – сгибание и движение вперед. В следующей фазе (фаза IV) руки разгибаются в локтевых суставах и вытягиваются вперед, а ноги завершают подтягивание вперед до полного сгибания в коленных суставах. В фазе III необходимо избегать резкого снижения скорости, а в фазе IV – как можно меньше терять ее.

Таким образом, из пяти фаз цикла только две – I и II – представляют собою последовательные гребки (ногами, а потом руками), при которых наращивается скорость. В остальные три фазы скорость снижается, причем IV и V одновременно подготавливают последующие гребковые движения в очередном цикле.

В последние годы отмечается увеличение частоты гребковых движений, повышение их темпа при сохранении высокой скорости продвижения и небольших перепадах ее в цикле. Значительные «пики» на кривой скорости привели бы к резкому повышению сопротивления воды.

Как и во всех локомоторных упражнениях, в плавании ищут оптимальное соотношение между длительностью цикла (темп движений) и расстоянием, преодолеваемым за один цикл («шаг цикла»). Более длинный «шаг» требует большего времени, снижает темп; более высокий темп укорачивает «шаг». И то и другое может снизить скорость. При оптимальном соотношении темпа и «шага» достигается наивысшая возможная скорость.

Плавучесть-способность тела держаться на поверхности воды.Данную характеристику целесообразнее рассматривать именно при статическом плавании.

Поведение тела, находящегося в жидкости, зависит от соотношения между модулями силы тяжести F_x и архимедовой силы F_A, которые действуют на это тело. Возможны следующие три случая, характеризующие условие плавания тел:

a. F_x>F_a -- тело тонет;

b. F_x=F_a -- тело плавает;

c. F_xa -- тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Условие плавания тел просто: выталкивающая сила должна быть не меньше силы тяжести, действующей на тело. Из закона Архимеда можно вывести, что тела, имеющие плотность меньшую, чем плотность жидкости, будут в ней плавать (положительная плавучесть). Другие - тонуть (отрицательная плавучесть). При равенстве плотностей наблюдается нулевая плавучесть: тело полностью погружено в жидкость, но не тонет.

ртела>рж -- тело тонет;

р_тела= р_ж -- тело плавает или зависает (необязательно на поверхности);

р_тела<р_ж -- тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

При дыхании плавучесть изменяется. При вдохе будет положительная плавучесть, при выдохе (особенно полном)— отрицательная. В среднем женщины имеют большую плавучесть, чем мужчины, т. к. в их организме содержится больше жировых депо, а костномышечные ткани не такие плотные, как у последних. На плавучесть влияет также и объем легких.Однако некоторые лица независимо от пола, но больше мужчины, имеют отрицательную плавучесть даже при полном вдохе (из-за достаточно большой мышечной массы и тяжелого скелета). Таким людям сложно удержаться на поверхности без движения (при статическом плавании)

При статическом плавании действуют две противоположные силы: сила тяжести, которая направлена вниз, и выталкивающая (поддерживающая) сила, которая направлена вверх. При динамическом плавании к существующим силам тяжести и выталкивающей добавляются сила тяги и противополжно направленная ей сила сопротивления. Сила тяги,  как правило, направлена по ходу движения и складывается из нескольких составляющих (работа рук, ног). Сила сопротивления всегда направлена против движения и состоит из нескольких видов сопротивлений.

Существование гидростатического давления приводит к тому, что на любое тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила. Впервые значение этой силы в жидкостях определил на опыте Архимед. Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу того количества жидкости или газа, которое вытеснено погруженной частью тела.

При движении пловца под некоторым углом к потоку полная сила гидродинамического сопротивления направлена не строго назад, а отклоняется вверх или вниз в зависимости от того, положительный или отрицательный угол атаки имеет пловец. При разложении полной гидродинамической силы сопротивления по правилу параллелограмма получаем 2 силы: одну направленную параллельно обтекающего потока, другую — перпендикулярную к нему.

Сила, направленная параллельно встречному обтекающему потоку, называется силой лобового сопротивления.Сила, действующая перпендикулярно вверх по отношению к направлению потока, называется подъемной силой, перпендикулярно вниз — топящей. Способы плавания основаны на взаимодействии пловца с водой, при котором создаются силы, продвигающие его в воде и удерживающие на ее поверхности. Взаимодействие возникает вследствие погружения в воду и активных движений пловца. Специфические особенности биомеханики плавания связаны с тем, что силы, тормозящие продвижение, значительны, переменны и действуют непрерывно. Постоянной же опоры для отталкивания вперед у пловца нет, она создается во время гребковых движений и остается переменной по величине. Движущая, или пропульсивная (продвигающая) сила. Эта сила возникает в результате активной мышечной деятельности пловца и представляет собой сумму действия двух сил — лобового сопротивления и подъемной силы, возникающей при плавательных движениях. Она определяет скорость и направление движения тела пловца. Лобовое сопротивление. При плавании основная мышечная работа затрачивается не на удержание тела на воде, а на преодоление силы сопротивления движению тела, которая называется лобовым сопротивлением. Ее величина зависит от вязкости воды, размеров и формы тела, а главное — от скорости продвижения его.При высокой скорости продвижения в воде преодоление лобового сопротивления составляет главный компонент физической нагрузки для пловца. Если путем буксировки протягивать тело человека по воде, то лобовое сопротивление этому пассивному продвижению растет примерно пропорционально квадрату скорости буксировки. При активном плавании из-за движений головой, туловищем и конечностями лобовое сопротивление больше: при плавании кролем примерно в 1,5 раза, а при брассе — в 2 раза.Силы лобового сопротивления доминируют, особенно на решающих участках гребковых траекторий в способах плавания кроль на груди, кроль на спине и баттерфляй. Величина сил лобового сопротивления, создаваемая на гребущих плоскостях (кисть и предплечье), значительно превышает величину подъемной силы.В способе брасс как лобовое сопротивление, так и подъемная сила вносят вклад в создание результирующей продвигающей силы как во время разведения, так и сведения рук. Однако направление силы лобового сопротивления не совпадает с направлением вектора скорости тела. Таким образом, подъемная сила, образованная за счет движения кистей рук под углом атаки к потоку в плоскости, перпендикулярной направлению движения, является главным и почти единственным компонентом продвигающего усилия.Общепризнано, что и подъемная сила (лифт), и лобовое сопротивление должны рассматриваться как компоненты пропульсивных сил в плавании. Пловцы должны максимизировать обе силы, создающие продвижение. В то время как пловец давит на воду в направлении назад, жидкость под рукой замедляется пропорционально углу атаки кисти и силам трения. Когда угол острый, замедление незначительное и возникающие силы лифта и лобового сопротивления малы по величине. Когда угол атаки больше, замедление потока относительно кисти более значительно, что ведет к возрастанию реакции опоры на кисти. Результирующая сила акции может быть разложена на подъемную силу и лобовое сопротивление. Замедление потока жидкости также дополняется сопротивлением трения поверхности кисти и предплечья и сопротивлением формы, обусловленным размером и формой руки.При движении вперед вниз создается сила, тормозящая движение пловца, несмотря на то, что в это же время на руке создается лифт.

На эффективность гребковых движений влияют форма и ориентация гребущих звеньев, а также их траектории и распределение усилий. Изогнутая форма гребущих поверхностей и определенная угловая ориентация их к потоку повышают эффективность гребка.

Определенная изогнутость гребущих поверхностей дает положительный эффект. Так, кисть и стопа в кроле характеризуются вогнутостью гребущих поверхностей. Рука в кроле также характерно изогнута, как и нога в коленном и голеностопном суставах при захлестывающем движении.

Ориентация гребущей поверхности кисти перпендикулярно потоку должна была бы создать благодаря наибольшей площади поперечного сечения наибольшее давление. Однако измерения показали, что поворот кисти внутрь до угла в 45° хотя и уменьшает площадь поперечного сечения, но силу давления увеличивает. Оказалось, что причина увеличения давления в резком расширении области пониженного давления сзади гребущего звена.

Траектории звеньев и распределение усилий.

Выбор траекторий звеньев определяется задачей создания наибольших реакций воды с приложением наибольших мышечных усилий в моменты их наибольшей эффективности.

Некоторые отклонения траекторий от передне-задней вертикальной плоскости, т.е. в стороны, более выгодны, чем строго плоское движение.

По ходу гребка наблюдается неравномерность распределения усилий. Это зависит от поочередного включения в работу мышечных групп и меняющихся условий активности каждой из мышц, а также от изменения гидродинамических условий. Нецелесообразно приложение больших усилий на тех отрезках траектории, где они мало помогают продвижению вперед. Чтобы узнать, на каких участках траектории возникают наибольшие "продвигающие" реакции, надо делать точные измерения. Если измерять давление только в зоне его повышения и не получать данных о зоне разрежения, т.е. о разности давлений, можно получить неверный результат.

Механизм гребковых движений.

Целесообразно выбирая величину и ориентацию гребковых поверхностей, рациональные траектории работающих звеньев и оптимальное распределение мышечных усилий, в каждом способе плавания строят форму и характер гребковых движений, их ритм и темп.

Гребковые движения руками.

Учитывая поверхности звеньев руки и линейные скорости их движения при гребке, установили, что наибольший эффект дает кисть руки. При некотором сгибании руки в локтевом суставе, а также сгибании и некотором отведении плеча в плечевом суставе создается характерная изогнутая форма руки с более отвесным положением в воде предплечья и кисти (высокое положение локтя).Это положение, увеличивая поперечное сечение кисти и предплечья, способствует усилению гребка.

Гребковые движения руками во всех способах плавания имеют основное направление спереди назад. В большей или меньшей степени траектории кисти направлены и поперечно (винтовые движения). Кисть гребущей руки при косом направлении гребка нередко повернута относительно потока (угол атаки отличен от 90°), что увеличивает тяговую составляющую полной реакции воды. Вместе с тем удлинение пути гребка (звено перемещается не кратчайшим путем) увеличивает его продолжительность. В результате возрастает импульс тяговой силы.

Ритм движений руками складывается из соотношений времени движения руки по воздуху и времени гребка, из соотношений длительностей фаз движений рукой во время гребка, а также из согласования движений руками при попеременных гребках (кроль).

За последние годы отмечается увеличение частоты гребковых движений, повышение их темпа. Однако это повышение должно иметь разумный предел. Дело в том, что удлинение траекторий кисти и замедление их продвижения в воде при возросших тяговых силах требуют большей длительности гребкового движения. Излишне высокий темп гребков препятствует использованию этой особенности современного гребка.

Гребковые движения ногами.

В кроле наибольшие тяговые силы возникают в результате гребковых движений стопами. При движениях ногами в кроле, преимущественно в вертикальном направлении, участие их в движениях спереди назад намного меньше, чем в брассе и дельфине.

Для гребковых движений ногами также характерны изогнутые гребущие поверхности и траектории, существенно отличающиеся от плоских.

Ритм движений в основном зависит от соотношений длительностей фаз движений ногами (подготовительных и рабочих, ускоренных и замедленных, акцентированных гребков и др.). В кроле встречаются шестиударный и двухударный варианты (на более длинные дистанции), а также промежуточные варианты.

35

Траектория (в частности, дальность) полета снаряда определяется:

а) начальной скоростью вылета,  б) углом вылета,  в) местом (высотой) выпуска снаряда,  г) вращением снаряда и  д) сопротивлением воздуха, которое, в свою очередь, зависит от аэродинамических свойств снаряда, силы и направления ветра, плотности воздуха (в горах, где атмосферное давление ниже, плотность воздуха меньше и спортивный снаряд при тех же начальных условиях вылета может пролететь большее расстояние).

Начальная скорость вылета является той основной характеристикой, которая закономерно изменяется с ростом спортивного мастерства. В отсутствие сопротивления воздуха дальность полета снаряда пропорциональна квадрату скорости вылета. Увеличение скорости вылета, скажем, в 1,5 раза должно увеличить дальность полета снаряда в 1,5², т.е. в 2,25 раза. Например, скорость вылета ядра 10 м/с соответствует результату в толкании ядра в среднем 12 м, а скорость 15 м/с – результату около 25 м.

У спортсменов международного класса максимальные скорости вылета снарядов равны: при ударе ракеткой (подача в теннисе) и клюшкой (хоккей) – свыше 50 м/с, при ударе рукой (нападающий удар в волейболе) и ногой (футбол), метании копья – около 35 м/с. Из-за сопротивления воздуха скорость в конце полета снаряда меньше начальной скорости вылета.

Углы вылета. Различают следующие основные углы вылета:

1. Угол места – угол между горизонталью и вектором скорости вылета (он определяет движение снаряда в вертикальной плоскости: выше – ниже).

2. Азимут – угол вылета в горизонтальной плоскости (правее – левее, измеряется от условно выбранного направления отсчета).

3. Угол атаки – угол между вектором скорости вылета и продольной осью снаряда. Метатели копья стремятся, чтобы угол атаки был близок к нулю («попасть точно в копье»). Метателям диска рекомендуется выпускать диск с отрицательным углом атаки. При полете мячей, ядра и молота угла атаки нет.

Высота выпуска снаряда влияет на дальность полета. Дальность полета снаряда увеличивается примерно на столько, на сколько увеличивается высота выпуска снаряда.

Вращение снаряда и сопротивление воздуха. Вращение снаряда оказывает двойное влияние на его полет. Во-первых, вращение как бы стабилизирует снаряд в воздухе, не давая ему «кувыркаться». Здесь действует гироскопический эффект, подобный тому, который позволяет не падать вращающемуся волчку. Во-вторых, быстрое вращение снаряда искривляет его траекторию (так называемый эффект Магнуса). Если мяч вращается, то скорость воздушного потока на разных его сторонах будет разной. Вращаясь, мяч увлекает прилегающие слои воздуха, которые начинают двигаться вокруг него (циркулировать). В тех местах, где скорости поступательного и вращательного движений складываются, скорость воздушного потока становится больше; с противоположной стороны мяча эти скорости вычитаются и результирующая скорость меньше. Из-за этого и давление с разных сторон будет разным: больше с той стороны, где скорость воздушного потока меньше. Это следует из известного закона Бернулли: давление газа или жидкости обратно пропорционально скорости их движения. Эффект Магнуса позволяет, например, выполняя угловой удар в футболе, послать мяч в ворота. Величина боковой силы, действующей на вращающийся мяч, зависит от скорости его полета и скорости вращения. Влияние вращения мяча на его траекторию тем выше, чем больше по­ступательная скорость. Пытаться придать медленно летящему мячу большое вращение, чтобы влиять на направление полета, нецелесообразно. Теннисные мячи при соответствующих ударах вращаются со скоростью выше 100 об/с, футбольные и волейбольные – значительно медленнее. Если направление вращения мяча совпадает с направлением полета, такой мяч в спортивной практике называют крученым, если не совпадает,- резаным (крученый мяч катился бы по земле в направлении своего полета, а резаный - назад к игроку, пославшему мяч).

Если воздушный поток обтекает снаряд под некоторым углом атаки, то сила сопротивления воздуха направлена под углом к потоку. Эту силу можно разложить на составляющие: одна из них направлена по потоку – это лобовое сопротивление, другая перпендикулярна к потоку – это подъемная сила. Подъемная сила не обязательно направлена вверх; ее направление может быть различным. Это зависит от положения снаряда и направления воздушного потока относительно его. В тех случаях, когда подъемная сила направлена вверх и уравновешивает вес снаряда. Он может начать планировать. Планирование копья и диска существенно повышает результаты в ме­тании.

Если центр давления воздушного потока на снаряд не совпадает с центром тяжести, возникает вращательный момент силы, и снаряд теряет устойчивость. Аналогичная картина и проблема сохранения устойчивости возникают и в полетной фазе в прыжках на лыжах. Отсутствие вращения достигается выбором правильной позы, при которой центр тяжести тела и центр его поверхности (центр давления воздушного потока) расположены так, что вращательный момент не создается.

36

В биомеханике перемещающими движениями называются такие движения, задача которых – перемещение какого-либо тела (снаряда, мяча, соперника, партнёра).

Перемещающие движения весьма разнообразны, примерами в спорте могут быть: легкоатлетические метания, удары по мячу, броски соперника в единоборствах или партнёра в акробатике и т. п.

К перемещающим движениям в спорте обычно предъявляются требования достичь максимальных величин:

• Силы действия (при подъёме штанги);

• Скорости перемещаемого тела ( в метаниях);

• Точности (штрафные броски в баскетболе).

Нередки случаи, когда эти требования предъявляются совместно (например, скорости и точности).

Среди перемещающих различают:

• движения с разгоном перемещаемых тел (метание копья, диска, толкание ядра, бросок в гандболе, бросковые прёмы в единоборствах);

• движения с ударным взаимодействием (удары по мячу в спортивных играх, бокс, карате и др.).