Учебник по гимнастике. Гимнастика учеб. М. Л. Журавин 4 10. 3 10. 4 совместно с О. В. Загрядской 10. 5 10. 6 совместно

• Название: М. Л. Журавин 4 10. 3 10. 4 совместно с О. В. Загрядской 10. 5 10. 6 совместно
• Анкор: Учебник по гимнастике
• Дата: 06.03.2023
• Размер: 5.14 Mb.
• Имя файла: Гимнастика учеб.doc
• Тип: Документы; #972736
• страница: 10 из 31

5.2. Статические упражнения

Статическими называются такие упражнения (позы), при вы­полнении которых сумма моментов сил, действующих на тело гимнаста, равна нулю. Скорость и ускорение при этом также рав­ны нулю.

При выполнении статических упражнений на соревнованиях от гимнаста требуется умение сохранять устойчивость, неподвиж­ность в принятой позе в течение 2 — 3 с, с тем чтобы судьи могли зафиксировать статическое положение тела или отдельных его зве­ньев. Невыполнение этого условия влечет за собой снижение оцен­ки в соответствии с правилами соревнований.

Способы выполнения статических упражнений основываются на законах статики, которая изучает условия равновесия твердых тел. В гимнастике близкими, но не тождественными статическим упражнениям являются висы, стойки, различные позы, равнове­сия. При этом встречаются такие упражнения, при выполнении которых тело гимнаста может находиться в состоянии устойчиво­го, неустойчивого, ограниченно устойчивого и близкого к без­различному равновесия.

При устойчивом равновесии общий центр массы (ОЦМ) тела располагается под опорой (висы, упоры на руках). Многие из этих Упражнений не требуют больших усилий для сохранения равнове­сия, но нуждаются в огромном напряжении мышц для уравнове­шивания силы тяжести или массы собственного тела. Примерами таких упражнений являются упор руки в стороны (рис. 102), гори­зонтальные висы (рис. 103, 104) и др. Здесь законы анатомии, фи­зиологии и психологии диктуют свои условия законам механики.

При неустойчивом равновесии ОЦМ тела располагается над °порой. Если вывести тело из равновесия, то ОЦМ под действием ^силы тяжести будет понижаться, выйдет за пределы площади опоры

101

и без дополнительных усилий самого гимнаста или посторонней помощи не вернется в исходное положение (рис. 105, 106). Труд­ность выполнения таких упражнений определяется главным обра­зом сложностью сохранения равновесия. Устойчивость равнове­сия будет тем выше, чем ниже ОЦМ тела, больше площадь опоры и проекция ОЦМ ближе к центру площади опоры. Устойчивость равновесия характеризует угол устойчивости (рис. 107, 108): чем он больше, тем выше устойчивость. Однако применительно к по­зам человека это не всегда так: при основной стойке угол устой­чивости значительно меньше, чем при стойке на голове, а устой­чивость намного больше. Это несмотря на то, что при основной стойке ОЦМ тела значительно выше, чем при стойке на голове.



Устойчивость равновесия зависит от особенностей площади опоры. Ограниченная, подвижная, высокая площадь опоры за­трудняет сохранение равновесия. Эти факты также говорят о не­обходимости учитывать законы не только механики, но и анато­мии, физиологии, психологии. Устойчивость гимнаста в заданной позе определяется его возможностями активно уравновешивать возмущающие силы, своевременно останавливать начавшееся от­клонение и восстанавливать положение.

102

При ограниченно устойчивом {динамическом) равновесии ОЦМ тела может колебаться в пределах площади опоры, располагаться на ее границе. Она может даже незначительно или кратковремен­но выходить за ее пределы, с тем чтобы гимнаст мог за счет соб­ственных усилий, технических приемов вернуть проекцию ОЦМ тела в эти пределы. Например, при размахивании, выполнении , стойки на руках махом или силой на брусьях, упражнений на коне сохранение равновесия может быть обеспечено за счет прочного захвата за жерди или за ручки коня.

Площадь опоры определяется величиной пространства, заклю­ченного между опорными звеньями тела. Конфигурация этого пространства влияет на возможность гимнаста балансировать при ограниченно устойчивом равновесии в пределах площади опоры. Поскольку не вся площадь опоры имеет одинаковое значение для сохранения равновесия, то различают: а) эффективную пло­щадь опоры без учета захвата; б) номинальную площадь опоры; в) пространственное поле устойчивости, совпадающее с фор­мальными контурами площади опоры. Размеры и конфигурация этого поля зависят от морфологии опорных звеньев тела, харак­тера связи со снарядом (хвата), от физических возможностей и состояния гимнаста (рис. 109). Гимнаст старается удерживать про­екцию ОЦМ тела возможно ближе к центру площади опоры. Однако здесь могут быть исключения. Так, при выполнении рав­новесия на одной ноге гимнасты стараются сместить ОЦМ тела несколько вперед от середины площади опоры, с тем чтобы за счет высокой чувствительности мышц пальцев и стопы быстрее улавливать потерю равновесия и устранять ее. В этом случае в управление движениями вовлекаются закономерности анатомии, физиологии, психологии.



103

Площадь опоры и высота ОЦМ тела над опорой могут быть объединены в один критерий устойчивости — угол устойчивости. Он образуется линией проекции ОЦМ тела на опору и линией, проходящей через ОЦМ тела и край площади опоры. Чем больше этот угол, тем выше устойчивость тела в рассматриваемой плос­кости. Два угла устойчивости в одной плоскости образуют угол равновесия в этой плоскости (см. рис. 107, 108). Устойчивость тела может быть охарактеризована еще так называемым моментом ус­тойчивости. Он вычисляется произведением веса тела на расстоя­ние от проекции ОЦМ тела на опору до края опоры (плечо силы тяжести). Чем больше этот момент, тем выше устойчивость, тем труднее вывести тело из состояния равновесия. Однако в силу того, что края опоры (ступни ног, кисти рук) — не твердые тела, они подвергаются деформации и потому не всегда могут оказывать нужное сопротивление опрокидывающему моменту. В связи с этим линия опрокидывания смещается внутрь края опорной поверхно­сти, образуя площадь эффективной опоры. Она размещается внутри контура номинальной площади опоры. Здесь мы снова видим, как законы механики должны быть скорректированы при обучении гимнастов упражнениям и позам, требующим сохранения стати­ческого равновесия.

Безразличное равновесие. Им обладает шар. Гимнасту в ряде слу­чаев приходится принимать положение, близкое к безразличному равновесию, например при выполнении кувырков.

5.3. Динамические упражнения

Динамическими называются такие упражнения, при выполне­нии которых тело гимнаста совершает движения относительно снаряда или вместе со снарядом (кольца, трапеция, гимнастичес­кое колесо) относительно опоры. Отдельные звенья тела могут совершать движения относительно туловища и одновременно с ним. Техника исполнения этих упражнений основана на соблюде­нии законов динамики. Каждое звено имеет свой ОЦМ.

Гимнастические упражнения по своей форме являются систе­мой движений, направленной на выполнение заранее поставлен­ной двигательной задачи. При этом через работу мышц в тесное взаимодействие вовлекаются отдельные звенья тела, системы энер­гообеспечения, сенсорные системы, психические и личностные свойства и опыт гимнаста. Такое сложное обеспечение выполне­ния гимнастических упражнений изучается с позиций системно-структурного анализа.

Каждые два звена тела образуют кинематическую пару, а их совокупность — кинематическую цепь. Она может быть закрытой, открытой и свободной (рис. 110). В закрытой цепи (А) оба ее кон­ца закреплены на опоре. Открытая кинематическая цепь (Б) об-

104



разуется в том случае, когда один из концов (руки или ноги) закреплен на внешней опоре, а другой свободен и может переме­щаться. В свободной цепи (В) тело не имеет опоры.

Подвижность звеньев кинематической цепи зависит от подвиж­ности в суставах и от места положения каждого звена по отноше­нию к опоре. Наибольшей подвижностью (амплитудой движений) обладают звенья тела, наиболее удаленные от опоры. При хвате руками за снаряд наибольшей подвижностью, по сравнению с туловищем и руками, обладают ноги, особенно стопа и голень. В этом случае ноги являются основным рабочим звеном гимнаста. Их высокая подвижность в ходе выполнения упражнения в соче­тании с большой массой позволяет накапливать ими большое ко­личество кинетической энергии и легко распределять ее за счет внутренних реактивных сил, действующих в кинематической цепи. Так, выполняя соскок махом вперед на перекладине, кольцах и других снарядах, при сильном махе ногами вперед можно создать ими большой момент количества движения (кинетическую энер­гию) и, опираясь на них, а руками о перекладину, возможно выше поднять ОЦМ тела и технически правильно выполнить эле­мент.

Тело гимнаста может перемещаться в пространстве по прямой линии в различных направлениях или совершать вращательные движения вокруг поперечной, продольной, передне-задней осей. Основу всех перемещений составляют вращательные и маховые Движения звеньев тела в суставах. Эти движения имеют ряд осо­бенностей: звенья тела могут двигаться одно относительно друго­го, два фиксированных звена — относительно третьего; несколь­ко фиксированных относительно друг друга звеньев могут быть приняты за одно звено; туловище и ноги могут составлять кине­матическую пару или систему, состоящую из двух звеньев; при мышечном сокращении в соответствии с третьим законом дина­мики два смежных звена могут двигаться только навстречу друг Другу со скоростями, обратно пропорциональными их моментам инерции (рис. 111).

105


На рисунке 111 дана принципиаль­ная схема перемеще­ния двух смежных звеньев тела при со­кращении мышцы (по С.-М.А.Алекпе­рову). АО и ОБ — зве­нья тела, сочленен­ные в суставе; АО В положение звеньев до сокращения мыш­цы; А\0\В\ — поло­жение звеньев после сокращения мышцы;

F— сила тяги мышцы; F\ и F₂ — составляющие силы тяги мышцы/; М — мышца, расположенная с верхней стороны сустава О; С — общий центр массы мышцы.

5.3.1. Основные понятия и законы динамики

При анализе техники динамических упражнений, наряду с*ос-новными законами динамики, пользуются общим законом сохра­нения энергии и его частными проявлениями: законами равен­ства количества движения и равенства моментов количества дви­жения. Для того чтобы увереннее пользоваться ими, надо восста­новить их в памяти.

Всякому движению тела предшествует воздействие на него внешней или внутренней (для человека и животного) силы — импульса силы, или толчка. Импульс силы задает телу определен­ное количество движения (К). Оно равно массе (т) тела, умно­женной на приобретенную им скорость (V):



Приобретенное телом количество движения расходуется на тре­ние, сопротивление среды, на взаимодействие с другими телами. На преодоление импульсов этих сил может израсходоваться все приобретенное от другого тела или созданное самим гимнастом количество движения. В этом проявляется закон равенства количе­ства движения:



где К\ — заданный телу импульс силы; К₂ — израсходованный импульс силы.

Закон действует и при вращательных движениях. В этом случае его именуют законом равенства моментов количества движения-В соответствии с этим законом тело, получившее определенный

106

момент количества движения в первой части упражнения, столько У^е, израсходует его и во второй части. Этим законом гимнасты широко пользуются при выполнении маховых и вращательных упражнений (обороты, перевороты, подъемы и др.). В первой час­ти упражнения (движение книзу) они стараются накопить воз­можно больший момент количества движения, для того чтобы облегчить себе работу во второй части упражнения (движения квер­ху). С этой целью в первой части упражнения ОЦМ тела предель­но удаляется от опоры и тем самым создается возможно больший момент инерции (/), развивается нужная угловая скорость (со) и, таким образом, к нижней вертикали накапливается момент коли­чества движения (L), необходимый для успешного выполнения упражнения. Во второй части упражнения ОЦМ тела приближает­ся к опоре (уменьшается R₂) энергичным сгибанием в тазобед­ренных суставах. Уменьшение радиуса вращения ОЦМ тела в та­кой же степени влечет за собой увеличение угловой скорости во второй части упражнения (со₂)- Благодаря этому тело гимнаста под­нимается на высоту больше той, с которой было начато маховое упражнение.



где 1 — в первой части, 2 — во второй части упражнения.

В том случае, когда движения гимнаста выполняются в одной плоскости пространства, момент количества его движения будет определяться формулой:



Наряду с этим выполнение многих гимнастических упражнений связано с тем, что тело гимнаста последовательно, а в ряде случаев и одновременно, вращается в нескольких плоскостях пространства. Более того, при вращении тела в какой-либо одной из плоскостей отдельные его звенья могут выполнять движения одновременно в разных плоскостях пространства. Тогда суммарный момент количе­ства движения (импульс силы, кинетический момент) будет равен моментам количества движения по всем осям вращения:



Законы равенства количества движения и момента количества Движения являются частными проявлениями всеобщего закона сохранения энергии.

5.3.2. Отталкивание и приземление

Выполнение многих гимнастических упражнений связано с активными отталкиваниями и приземлениями. Их технически пра­вильное выполнение существенно влияет на качество исполнения Упражнений.

107

Отталкивание заключается в активном удалении ОЦМ тела или отдельных его звеньев от опоры. Энергия отталкивания может ис­пользоваться для перехода тела из более низкого в более высокое опорное положение, из опорного — в безопорное, для создания вращательного импульса и др. Отталкиваться можно с места, с разбега, с размахивания, руками, ногами, плечами и другими звеньями тела.

Импульс силы при отталкивании создается за счет активных мышечных усилий ног, рук, туловища и реакции опоры. Он зада­ет телу количество движения, равное произведению его массы (т) на модуль начальной скорости (г>). Поскольку масса тела гимнас­та — величина постоянная, то получается, что высота вылета ОЦМ тела (Я) зависит от его начальной скорости. Чем больше импульс силы и чем ближе направление его вектора к вертикали (sin 90° = = 1; если угол а больше или меньше 90°, то sina< 1), тем выше подъем ОЦМ тела после отталкивания.



где Н — высота вылета ОЦМ тела; v— его начальная скорость в момент отрыва от опоры; a — угол между горизонталью и направлением вектора скорости.

Величину начальной скорости (v) определяют: а) степень на­растания усилий в фазе активного отталкивания; б) угловая ско­рость разгибания ног в рабочих суставах (чем меньше угол сгиба­ния, тем больше скорость); в) длительность отталкивания — чем она дольше, тем меньше начальная скорость вылета, а следова­тельно, и его высота; г) упругие свойства опоры (величина реак­ции опоры); д) угол постановки ног (рук, других звеньев тела) на опору в месте отталкивания — чем он ближе к вертикали, тем лучше; е) величина боковых колебаний прилагаемых усилий — чем она меньше, тем лучше; ж) положение туловища по отноше­нию к вертикали — лучше ближе к ней.

Приземление — это одно из сложных и ответственных для гим­наста упражнений. Его технически правильное выполнение суще­ственно украшает выполненную комбинацию или опорный пры­жок, исключает возможность травматических повреждений. По­этому гимнасты стараются завершить свою комбинацию сложны­ми и красивыми соскоками с большой амплитудой полета и точ­ным приземлением. Во время приземления погашается скорость, а следовательно, и количество движения, накопленное телом к моменту приземления, и сохраняется устойчивое равновесие.

При погашении скорости движения гимнаст может испыты­вать значительные по величине перегрузки. Их величина пропор-

108

циональна быстроте замедления скорости движения ОЦМ тела книзу. Частые приземления могут отрицательно повлиять на рабо­тоспособность гимнастов. Они вызывают «болтанку» внутренних подвижных органов и раздражение интерорецепторов, заложен­ных в брызжейке и в самих органах, в стенках кровеносных сосу­дов нижней половины тела, а также в рецепторных приборах вес­тибулярного анализатора и др. Перегрузку испытывает и опорно-двигательный аппарат гимнаста. Ударные нагрузки быстро утом­ляют мышцы ног, вызывают в них болевые ощущения.

Во время приземления нагрузка на опорно-двигательный ап­парат, особенно на ноги, иногда достигает больших величин. На­пример, после выполнения курбета она может колебаться в пре­делах 340 — 500 кг. При выполнении многих упражнений гимнасту приходится приземляться не на ноги, а на руки. В этом случае опорно-двигательный аппарат рук подвергается нагрузке в 250 — 300 кг и более.

Кинетическая энергия, накопленная к моменту приземления, погашается за счет использования рессорных свойств опорно-дви­гательного аппарата и погашения ее самой опорой. Поэтому чем хуже техника приземления и жестче опора, на которую призем­ляется гимнаст, тем больше нагрузка на его опорно-двигатель­ный аппарат, тем больше и другие отрицательные влияния.

Сохранение равновесия в опорной фазе приземления зависит от формы полета тела относительно траектории движения его ОЦМ, направления и скорости вращения тела вокруг ОЦМ; от способности гимнаста своевременно исправить неточность при­земления за счет специальных движений руками, головой, туло­вищем; от силы мышц ног.

Точность приземления зависит и от правильного выполнения элемента, предшествующего соскоку, и, главным образом, от са­мого соскока, техники приземления. При ее нарушении гимнаст может потерять равновесие с перемещением тела вперед, назад и в стороны. Для того чтобы избежать этих ошибок и сделать при­земление технически правильным и красивым, надо соблюдать следующие основные правила:

1. 
   Чем выше высота полета ОЦМ тела, тем глубже и продолжи­тельнее должно быть приседание.
   
2. 
   Чем больше скорость вращения тела вокруг одной или не­скольких осей одновременно, тем дальше от проекции ОЦМ тела на опору ставятся пальцы ног в соответствующую сторону в зави­симости от направления вращения тела к моменту приземления. При большой горизонтальной скорости ноги ставятся впереди от проекции ОЦМ тела.
   
3. 
   Для того чтобы устойчиво приземляться, нужно, еще нахо­дясь в полете, постараться выпрямиться, незначительно согнуть­ся в тазобедренных суставах и слегка ссутулиться в грудной части.
   

109

Ноги при этом должны быть выпрямлены или почти выпрямле­ны, стопы оттянуты, пальцы ног согнуты, руки подняты вверх — в стороны. Приземление в выпрямленном положении и особенно в прогнутом крайне опасно!

4. Человек ориентируется в пространстве лучше всего в том слу­чае, когда находится в вертикальном положении теменем вверх. Поэтому чем раньше гимнаст сможет выпрямиться в полете, тем лучше он будет ориентироваться в пространстве, технически пра­вильнее приземляться, а следовательно, и класс исполнения со­скока будет выше.

5.3.3. Реактивное движение и реактивная сила (реакция опоры), хлестовое движение

При выполнении многих гимнастических упражнений, особенно на снарядах, гимнасту приходится учитывать их упругость, элас­тические (рессорные) свойства. Более того, для эффективного вы­полнения упражнений они специально стараются вызвать «реак­тивное движение» снаряда или опорной части собственного опор­но-двигательного аппарата, а чаще того и другого одновременно; затем используют свою реакцию опоры для облегчения выполне­ния упражнения в соответствии с третьим законом динамики.

Реактивное движение — это изменение формы снаряда или другой опорной поверхности (помост для вольных упражнений, акробатическая дорожка) под воздействием количества движения, накопленного телом гимнаста до момента отталкивания от нее, например, при наскоке на гимнастический мостик, приземлении на акробатическую дорожку, воздействии на гриф перекладины, жерди брусьев.

Реактивное движение можно вызвать и в собственном опорно-двигательном аппарате в виде натяжения мышц, связок, сустав­ных сумок, сжатия или натяжения межпозвоночных хрящей под воздействием мышц-антагонистов, веса тела или отдельных его звеньев, момента инерции одних звеньев тела по отношению к другим, выполняющим опорную функцию. Однако реактивное движение снаряда (любой упругой опорной поверхности) в силу своей упругости в соответствии с третьим законом динамики ока­жет обратное воздействие на тело гимнаста с такой же силой, с какой он вызвал реактивное движение. При технически правиль­ном отталкивании происходит сложение двух сил: силы отталки­вания гимнаста от опоры и реактивной силы самого снаряда.

Реактивная сила (реакция опоры) — это воздействие опоры на тело гимнаста. Такой силой могут обладать также натянутые мышцы, связки и другие части опорно-двигательного аппарата. Реактивные силы снаряда и собственного опорно-двигательного аппарата, особенно при их одновременном действии, помогают

110

гимнасту выполнить упражнение технически более правильно, эф­фективно, с меньшими затратами мышечной энергии на основную часть упражнения. Воздействие ре­активной силы особенно наглядно можно проследить при выполнении

упражнений на батуте, при отталкивании от пружинного мости­ка. Ее неумелое использование затрудняет выполнение упражне­ния.

Величина воздействия реакции опоры на опорно-двигательный аппарат гимнаста определяется с помощью динамографических платформ. Оцениваются вертикальная и горизонтальная составля­ющие реакции опоры.

Величина реактивного движения (х) снаряда измеряется изме­нением деформируемой его части по отношению к исходному уровню (рис. 112).

Реактивная сила (Р) измеряется произведением коэффициен­та жесткости деформируемой части снаряда (с) на величину ее изменения (х):

Р = -сх.

Сила реакции опоры при отталкивании может превышать вес спортсмена в 5 —6 раз. Нагрузка на голеностопный сустав в воль­ных упражнениях ведущих гимнастов составляет 700 — 800 кг в те­чение 0,09 — 0,11 с. Степень воздействия реактивных сил возраста­ет с увеличением числа звеньев тела, активно участвующих в дви­жении (отталкивание ногами в сочетании с разгибанием спины и взмахом рук).

Хлестовое (бросковое) движение — это такое волнообразное дви­жение тела, когда в процессе маха ноги совершают колебатель­ные движения относительно туловища: они то отстают от него, то обгоняют, то снова отстают. В этом случае происходит перерас­пределение энергии за счет последовательного включения в рабо­ту соответствующих групп мышц. Чаще наблюдается такое чередо­вание: в начале маха ноги отстают от туловища, при этом натяги­ваются мышцы передней поверхности тела, затем, за счет актив­ного сокращения этих мышц, ноги обгоняют туловище, а к концу Движения вновь отстают от него. При таком характере движений происходит увеличение количества движения, приобретаемого ногами. Ноги в конечной точке маха обладают наибольшим мо­ментом количества движения. В этом случае руками оказывается мощное давление на снаряд, и тело, как бы опираясь на две точ­ки опоры (руки и ноги), получает возможность подняться выше относительно снаряда (соскок махом вперед на перекладине, коль­цах и др.).

111

5.3.4. Вращательные движения

При выполнении многих динамических упражнений можно создать условия для вращательных движений тела гимнаста в од­ной, двух и даже в трех плоскостях пространства одновременно. Вращательный импульс (момент количества движения) создает­ся как на опоре, так и в условиях безопорного положения тела. Вращательный импульс, если он создан на опоре, может быть усилен, когда тело перейдет в безопорное положение. Так чаще всего и поступают гимнасты.

В опорном положении тела вращательные движения могут вы­полняться на ногах, на руках, вокруг продольной, поперечной и передне-задней осей. Простейшими из них являются повороты на месте: направо, налево, кругом, повороты с подскоком на 180°, 360° и более градусов; перевороты и сальто вперед, назад и в сто­роны.

В технике поворота выделяются две части. В первой гимнаст, активно взаимодействуя с опорой, поворачивает («скручивает») незакрепленную часть тела, задает ей необходимый момент коли­чества движения. Во второй части при выполнении поворота без подскока гимнаст освобождает от опоры ногу, разноименную повороту, приставляет ее к опорной ноге и этим завершает пово­рот; в поворотах же с подскоком гимнаст отталкивается от опоры и уже в безопорном положении вовлекает в поворот опорную часть тела за счет энергии, накопленной поворачивающейся частью тела. Выполнение поворотов начинается с наиболее удаленных от опоры звеньев тела. Звено, закрепленное на опоре, не поворачи­вается относительно исходного положения до момента отрыва тела от опоры (повороты на 180°, 360° и более, повороты махом впе­ред на перекладине, кольцах и др.). Связь с опорой прекращается после того, как звенья тела, удаленные от опоры, приобрели мо­мент количества движения, достаточный для того, чтобы обеспе­чить успешное выполнение заданного упражнения. Величина по­ворота зависит от прочности сцепления тела с опорой, физичес­ких возможностей и технического мастерства гимнаста. Напри­мер, в поворотах вокруг продольной оси тела на 180°, 360° и более с подскоком момент инерции ног до их отрыва от опоры неизме­римо больше момента инерции туловища, так как ноги прочно соединены с опорой (с землей); момент количества движения ног больше момента количества движения туловища: /_ног > ^_лоти&> Аюг ^>^туловища- Благодаря этому создаются условия для поворота туловища вокруг его продольной оси. После же отрыва ног от опо­ры, наоборот, момент инерции ног будет меньше момента инер­ции туловища, момент количества движения ног меньше момен­та КОЛИЧеСТВа ДВИЖеНИЯ ТуЛОВИЩа: /_ног < /_тул0вища; Аюг < ^туловиша-

При этом создаются условия для поворота ног: опорой для это-112

го служит момент количества движения, приобретенный туло­вищем.

При поворотах вокруг поперечной оси тела и параллельных ей осей вращательный импульс создается за счет того, что гимнаст, переходя из исходного положения в конечное, описывает враща­тельные движения различными звеньями тела относительно этих осей суставов: руки — вокруг плечевой; бедро — вокруг колен­ной; голова с туловищем — вокруг голеностопной. Произведение угловой скорости каждого звена на соответствующий момент инер­ции образует момент количества движения каждого из них. Об­щий момент количества движения тела складывается из количе­ства движения его звеньев.

Когда отталкивание осуществляется не по вертикали, а с от­клонением тела назад или вперед, сила тяжести (Р) создает вра­щательный момент вокруг центра опоры, что облегчает враща­тельное движение тела. Высота же полета после отталкивания в том и другом случаях снижается. Поэтому совершенствование тех­ники сальто вперед и назад сводится в основном к выбору таких исходного положения и направления активных усилий, при кото­рых создаются максимальная скорость вылета тела по вертикали и в то же время необходимый для вращения момент количества дви­жения. Наиболее эффективно можно оттолкнуться с предвари­тельным разгоном ОЦМ тела под некоторым углом к направле­нию толчка (рис. 113). После отрыва тела от опоры поступатель­ные и вращательные движения осуществляются в безопорном по­ложении.

В безопорном положении тело гимнаста представляет собой сво­бодную кинематическую цепь и может совершить поступательные и вращательные движения на основе законов кинематики.

Поступательным движением твердого тела называется такое движение, при котором точки тела движутся по одинаковым па-



113

раллельно расположенным траекториям и в каждый данный мо­мент времени имеют равные скорости и ускорения. Поэтому о поступательном движении тела гимнаста можно судить по движе­нию его ОЦМ. При выполнении гимнастических упражнений по­ступательные движения сочетаются с вращательными.

Вращательное движение — это такое движение твердого тела, при котором все или, по крайней мере, две точки, лежащие на оси вращения, остаются неподвижными. В гимнастике к таким движениям относятся сальто, повороты и их сочетания. Основны­ми характеристиками этого вида движений являются угловая ско­рость и угловое ускорение.

При рассмотрении возможности выполнения вращательных движений в безопорном положении необходимо учитывать, что тело гимнаста в этом случае обладает постоянным моментом ко­личества движения: L= const. Из этого следует, что траектория движения ОЦМ тела определяется лишь величиной и направле­нием скорости вылета в безопорное положение; нельзя ни умень­шить, ни увеличить и количество движения, его можно лишь пе­рераспределить между отдельными звеньями тела.

В безопорном положении тело гимнаста всегда вращается вок­руг оси, проходящей через его ОЦМ. Поэтому любая сила, линия действия которой не проходит через ОЦМ, создает вращатель­ный момент относительно оси, проходящей через ОЦМ тела. По­ворот начинается с концевых звеньев тела, потому что они обла­дают наибольшей подвижностью. В том случае, когда сила дей­ствует по линии, проходящей через ОЦМ тела, момента не со­здается, так как ее плечо равно нулю. В сложных вращательных движениях на тело одновременно могут действовать несколько моментов инерции, в этом случае их общий момент инерции бу­дет равен сумме действующих моментов инерции:

При выполнении вращательных движений приходится учиты­вать также и то, что звенья тела, как уже отмечалось, могут пере­мещаться одно относительно другого только в противоположные стороны навстречу друг другу со скоростями, обратно пропорцио­нальными их моментам инерции. Так, например, при попытке выполнить сальто вперед согнувшись за счет активных движений туловищем и поднятых вверх рук туловище повернется вокруг своей оси на угол в 45°, а ноги навстречу ему — на 90°. Так произойдет потому, что момент инерции туловища в этом случае оказывается в два раза большим по сравнению с моментом инерции ног. При выполнении этого же упражнения, но только за счет активных движений одних рук, соотношение моментов инерции рук и ос­тальной части тела в вытянутом положении равно 1 : 12, а в груп­пировке — 1:4 (по С.-М.А.Алекперову).

114

Из сказанного логически вытекает, что только за счет движе­ний одних рук существенного вращения тела добиться нельзя. Ру­ками можно только подправить положение тела в пространстве с целью более правильного приземления, большего сделать не пред­ставляется возможным из-за того, что при выполнении гимнас­тических упражнений тело гимнаста в безопорном положении находится не более 1,5 с.

Выгодное для поворота тела соотношение моментов инерции взаимодействующих звеньев создается в том случае, если тулови­ще и ноги расположить под углом 90 — 100°. Тогда величина мо­мента инерции ног относительно продольной оси туловища будет приблизительно в 7 —8 раз больше момента инерции туловища относительно его продольной оси, а последний — примерно во столько же раз больше момента инерции ног относительно их продольной оси. Это позволяет выполнить повороты вокруг про­дольной оси туловища или ног. В первом случае для создания вра­щательного импульса в качестве опоры используются ноги. Мо­мент их инерции, учитывая расстояние их ОЦМ до продольной оси туловища, значительно превосходит момент инерции тулови­ща: /_ног » Луловиша- Это дает возможность, «отталкиваясь» от ног, повернуть туловище вокруг его продольной оси. После этого тело разгибается в тазобедренных суставах. При этом ноги «догоняют» туловище, отнимая у него часть накопленного момента количе­ства движения.

115

Подобным же образом выполняется поворот вдоль продольной оси ног, так как момент их инерции становится значительно мень-

ше момента инерции туловища: У_ног « /_туЛовиша- После создания вращательного импульса гимнаст может снова сгибаться и разги­баться, выполняя поворот вокруг продольной оси туловища или ног. Количество поворотов, которые гимнаст может выполнить в безопорном положении, зависит от запаса высоты, а следователь­но, и времени. В процессе поворота та часть тела, которая служила опорой для поворачивающейся части, будет догонять ее и отни­мать часть приобретенных ею момента количества движения или кинетической энергии (рис. 114, а, б).

В безопорном положении можно выполнять не только враща­тельные движения во всех плоскостях пространства, но и переме­щаться вверх-вниз при отталкивании вверх под углом 90° к гори­зонтали и по параболе — при отталкивании под различными уг­лами при наличии горизонтальной составляющей скорости ОЦМ тела.

В безопорном положении можно изменять скорость вращения тела путем изменения позы. Например, при вращении вокруг про­дольной оси тела сгибание тела, отведение рук в стороны приво­дят к замедлению скорости вращения; разгибание тела, приведе­ние рук — к ее увеличению.

5.3.5. Маховые упражнения

В процессе ходьбы, бега, при выполнении многих бытовых, тру­довых и спортивных двигательных действий человек совершает ма­ховые движения руками, ногами и всем телом. Для гимнастики наибольший интерес представляют маховые упражнения, выпол­няемые на гимнастических снарядах. Эти упражнения в отличие от силовых характеризуются широким использованием действия силы тяжести и инерции тела гимнаста или отдельных его звеньев.

Для того чтобы умело использовать силу тяжести и инерцию тела при выполнении маховых упражнений, надо рассмотреть за­кономерности взаимодействия их с внутренними силами гимнас­та. Это можно сделать, если маховое движение представить в виде принципиальной схемы по С.-М.А.Алекперову (рис. 115). Здесь гимнаст из исходного положения I перемещается в конечное по­ложение II. В исходном положении ОЦМ его тела находится в точ­ке С. В этом случае вес тела может быть разложен на два составля­ющих его компонента: тангенциальный Р_хи радиальный Р₂.

Тангенциальный компонент создает вращательный момент от­носительно оси О — точки опоры. Его величина равна произведе­нию Р_хи радиуса R(расстояние от опоры до ОЦМ тела), но так как Р_х = Р- sin W, где угол Wявляется степенью отклонения тела от вертикального положения, то вращательный момент силы тя­жести М_Рравен произведению веса тела гимнаста Р и величины угла, характеризующей степень отклонения его тела от вертикаль-

116



ного положения (sin W). Чем меньше этот угол, тем меньше и его численная величина:

М_Р = PR.

Величина вращательного момента меняется в зависимости от радиуса вращения ОЦМ тела (ОС) и величины угла (W). Наи­большее значение она имеет при горизонтальном положении тела (М_Р = PR), так как sin 90" = 1, а после того, как тело перемес­тится в вертикальное положение, будет равна нулю (sin 0° = 0).

Во второй части упражнения после прохождения телом верти­кали направление действия силы Р_хизменяется на противопо­ложное: она действует по ходу часовой стрелки и, следовательно, имеет отрицательный знак с наибольшей величиной в горизон­тальном положении тела гимнаста. Затем по мере приближения тела к вертикали над снарядом (при выполнении большого обо­рота) ее величина уменьшится до нуля и начнет снова возрастать До максимума по мере приближения к горизонтальному положе­нию, но теперь уже с положительным знаком, так как ее дей­ствие будет направлено против часовой стрелки.

Радиальный компонент силы тяжести Р₂всегда действует по ра­диусу и оттягивает или прижимает тело к опоре. Величина этой ^силы зависит от угла отклонения тела от вертикального положе­ния: чем меньше этот угол, тем больше ее величина. Наибольшее значение она имеет при вертикальном положении тела (Р₂ = Р), наи-

117

меньшее — при горизонтальном (Р₂= 0); в секторе ниже горизон­тали она направлена от оси вращения, а выше горизонтали — к оси вращения. В вертикальном положении под снарядом дей­ствие Р₂совпадает по направлению с действием силы тяжести. Но поскольку это маховое движение, то к действию этих сил присо­единяется еще и центробежная сила (F). Ее величина прямо про­порциональна массе тела (т), квадрату линейной скорости ОЦМ тела (v) и обратно пропорциональна радиусу ОЦМ (R):



Действие сил на тело гимнаста в вертикальном положении может превышать его вес в 2 —5 раз, особенно когда выполняют­ся хлестовые движения ногами. Такая большая нагрузка на опор­но-двигательный аппарат требует обеспечения прочного хвата за снаряд и надежной страховки. Срывы со снаряда могут сопровож­даться падением на голову с тяжелыми травматическими послед­ствиями.

Использование изложенных выше закономерностей и закона равенства моментов количества движения делает возможным вы­полнение сложных маховых упражнений и облегчает двигатель­ные действия гимнаста. Для этого в первой части упражнения ОЦМ тела как можно дальше удаляется от опоры и тем самым создается возможно больший момент инерции в исходном положении для выполнения упражнения, а в процессе маха — и наибольший момент количества движения. Во второй части упражнения (после вертикали) ОЦМ тела приближается к оси вращения путем сги­бания туловища в тазобедренных суставах или каким-либо другим способом. В этом случае уменьшение радиуса R₂приводит соответ­ственно к увеличению угловой скорости (02, а следовательно, и к подъему ОЦМ тела на высоту II, превосходящую ту, с которой начато маховое движение I.

При выполнении многих маховых упражнений для достижения наибольшего эффекта и облегчения действий гимнаста приходится перераспределять моменты количества движения туловища и ног. Даже в таких простых движениях, как соскоки махом вперед на перекладине и кольцах, приходится в первой части упражне­ния, при подходе тела к вертикали, увеличивать угловую скорость верхней части туловища, а ног — замедлять. Во второй части уп­ражнения, после прохождения вертикали, наоборот, увеличивать угловую скорость ног за счет туловища, а значит, и их момент количества движения. В конце махового движения, «опираясь» на ноги, на приобретенный ими момент количества движения или кинетическую энергию и, следовательно, замедляя их угловую скорость, а также отталкиваясь от перекладины руками, можно сделать рывковое движение и поднять ОЦМ тела на необходимую

118

высоту. Такое перераспределение момента количества движения между звеньями тела позволяет выполнить соскок более высоким и красивым.

Принцип перераспределения момента количества движения между звеньями тела положен в основу техники исполнения мно­гих маховых упражнений.

5.3.6. Силовые упражнения

Силовые упражнения подразделяются на динамические и ста­тические. Они требуют от гимнастов хорошо развитой мышечной силы.

Динамические силовые упражнения в соответствии с правилами соревнований выполняются медленно, без использования инер­ции движущегося звена или тела в целом.

В зависимости от характера выполняемого упражнения мышцы осуществляют преодолевающую или уступающую работу. В преодо­левающем режиме работы движение происходит из более низкого в более высокое положение и сопровождается преодолением веса тела гимнаста или его отдельных звеньев. В этом случае вращатель­ный момент силы превосходит противоположно направленный момент, вызванный тяжестью тела или поднимаемого звена тела.

Медленное выполнение силовых упражнений в соответствии с гимнастическим стилем требует большей затраты энергии по срав­нению с выполнением их в оптимальном темпе. Величина же за­трат мышечной энергии с чисто механической точки зрения за­висит только от сопротивления силы тяжести и высоты подъема перемещаемой части тела. Это несоответствие является еще одним свидетельством того, что мышцы работают не только как механи­ческие двигатели, но и как несравнимо более сложные биологи­ческие образования, управляемые нервной системой и сознанием гимнаста.

В уступающем режиме работы мышц движение тела или его отдельных звеньев происходит из более высокого в более низкое положение. Сила тяжести перемещаемой части тела облегчает дви­жение. В этом случае вращательный момент мышечной тяги мень­ше вращательного момента перемещаемой части тела. Улучшают­ся и механические условия работы мышц, возрастают их силовые возможности, так как они постепенно удлиняются. В этом режиме работы мышцы способны развивать усилия на 50 — 70% большие, чем при преодолевающем. По мере уменьшения напряжения мышц Улучшаются условия кровоснабжения и энергетического обеспе­чения их работы.

Статические силовые упражнения характеризуются удержанием статической позы в течение 2 —4 с. Выполнение многих упражне­ний из этой группы требует большой статической мышечной силы.

119

По мере подъема ОЦМ тела над площадью опоры ухудшаются условия для сохранения равновесия, и, чтобы не потерять его, приходится прилагать дополнительные мышечные усилия.

Статические упражнения сопровождаются увеличением давле­ния в легких (натуживание), в брюшной полости, затруднением притока крови к сердцу и работающим мышцам, а следователь­но, вызывают нарушение обменных процессов, снижение регуля-торной деятельности центральной нервной системы. В дозирова­нии этих упражнений необходима осторожность. В то же время надо иметь в виду, что при развитии мышечной силы они оказы­ваются значительно более эффективными по сравнению с дина­мическими упражнениями.

5.4. Общие правила анализа техники исполнения гимнастических упражнений

При анализе техники гимнастических упражнений соблюдают­ся следующие правила: а) указывается, к какой группе относится изучаемое упражнение (элемент) — к группе динамических или статических, дается его краткая характеристика и указывается основное назначение; б) уточняются основные задачи упражне­ния, объясняется, из какого исходного и в какое конечное поло­жение должен прийти гимнаст в результате выполнения упражне­ния; в) техника исполнения упражнения объясняется по отдель­ным частям и фазам.

Почти во всех упражнениях в зависимости от характера дей­ствия силы тяжести тела или отдельных звеньев различают две части: в первой части (путь книзу) сила тяжести содействует движению; во второй (путь кверху) — наоборот, оно препятству­ет движению, затрудняет выполнение этой части.

Каждую часть упражнения принято делить на отдельные более мелкие, но относительно самостоятельные части — фазы. Для вы­деления фаз служат следующие основания: а) структура движе­ний в каждой фазе должна отличаться от структуры движений в других фазах; б) в каждой фазе должна решаться одна, специфи­ческая только для этой фазы, главная задача; в) работа мыши, физиологическое и психологическое обеспечение движений в од­ной фазе должно отличаться от других фаз.

О технической правильности выполнения упражнения судят по степени эффективности, выгодности или невыгодности ис­пользования закономерностей механики, анатомии, физиологии и психологии.

При объяснении техники исполнения динамических упражне­ний рассматриваются характер взаимодействия внешних и внут­ренних сил, масса тела или его отдельных звеньев, скорость, ус­корение, момент инерции, количество и момент количества дви-

жения и другие параметры, а кроме того, особенности работы мышц, физиологическое и психологическое обеспечение успеш­ного выполнения изучаемого упражнения в целом.

В каждой фазе рассматриваются величина нагрузки, анатоми­ческие условия работы мышц в отдельных сочленениях, степень их напряжения, угол тяги и др.

После объяснения качественной биомеханической стороны техники изучаемого упражнения переходят к характеристике фи­зиологического обеспечения работающих и создающих рабочую позу мышц; затем объясняют особенности управления движения­ми со стороны ЦНС, информационное и энергетическое обеспе­чение.

Объяснение техники исполнения упражнения завершается рас­смотрением психологического обеспечения движений: концент­рация, распределение и переключение внимания, запоминание последовательности движений, проявление волевых усилий, ус­воение закономерностей, лежащих в основе технически правиль­ного исполнения упражнения, и др.

Объяснение должно быть кратким, образным. Законы механи­ки, анатомии, физиологии, психологии, лежащие в основе тех­ники движений, излагаются в доступной для занимающихся фор­ме. Сначала объясняется главное, а затем постепенно и детали техники движений.

Анализ техники исполнения изучаемого упражнения должен завершиться обобщением, что дает возможность познать его как единое целое.