Плавание. Учебник Физкультура и Спорт
 Скачать 4.71 Mb.
|
|
Глава 2. ОСНОВЫ ТЕХНИКИ СПОРТИВНОГО ПЛАВАНИЯ 2.1. Биомеханические основы техники плавания 2.1.1. Понятие о технике плавания Под техникой спортивного плавания понимают систему движений, позволяющую пловцу преодолевать соревновательную дистанцию с возможно более высокой скоростью, оптимальной затратой сил и в соответствии с правилами соревнований. Сюда входят выполнение старта, передвижение по дистанции, выполнение поворота, касание стенки бассейна во время финиша. Спортивными способами плавания являются кроль на груди, кроль на спине, брасс, баттерфляй (дельфин). В каждом способе существуют варианты рациональной техники. При выборе для своего ученика того или иного варианта техники тренер (инструктор по плаванию) учитывает цели и условия занятий в воде, уровень двигательной и технической подготовленности занимающегося, его возрастные и индивидуальные особенности. Большую помощь тренеру в работе над техникой плавательных движений ученика оказывает знание основных закономерностей биомеханики плавания. 2.1.2. Гидростатическое равновесие тела пловца На поверхность тела, погруженного в воду, действует гидростатическое давление; оно возрастает с глубиной погружения. Боль в ушах, которую испытывает пловец, нырнувший на большую глубину, вызвана гидростатическим давлением на барабанную перепонку уха. Когда тело пловца находится в воде неподвижно, на него действуют только сила тяжести тела и выталкивающая сила воды (рис. 8). Сила тяжести Р постоянна по величине и приложена к общему центру тяжести тела (ОЦТ). 32 Выталкивающая сила Q обусловлена разностью гидростатического давления на нижнюю и верхнюю поверхность тела, погруженного в воду, и направлена вверх (закон Архимеда). По величине она равна силе тяжести воды, вытесненной телом. Центр тяжести вытесненного объема воды называют центром давления (ЦД). К этой точке и приложена выталкивающая сила. Тело находится в гидростатическом равновесии, если сила тяжести Р уравновешивается выталкивающей силой Q: Р = Q. Если на заданной глубине на тело пловца не действуют никакие другие силы и Q>P, то тело всплывает до тех пор, пока не будет выполнено условие Р = Q. При P>Q тело тонет. Плавучесть человека зависит от средней плотности тканей его тела, вдоха или выдоха, плотности воды. Чем меньше средняя плотность тканей тела пловца, тем лучше его плавучесть. При полном вдохе пловец, как правило, обладает положительной плавучестью; при полном выдохе — отрицательной (то есть тонет). В более плотной, морской, воде плавучесть тела повышается. У пловца, находящегося в воде в горизонтальном положении, руки у бедер (см. рис. 8, а), ОПТ расположен, как правило, ближе к ногам по сравнению с ЦД тела. Так как сила тяжести тела и выталкивающая сила воды имеют противоположное направление и линии их действия не совпадают, то возникает вращающее действие пары сил. Равновесие тела нарушается: ноги и нижняя часть туловища опускаются вниз. Если пловец вытянет руки вперед, равновесие тела улучшится (см. рис. 8, б).  Рис. 8. Действие силы тяжести Р и выталкивающей силы Q на тело пловца при неуравновешенном (а) и уравновешенном (б) гидростатическом его положении. 33  2.1.3. Силы реакции воды при движении телаДинамическое взаимодействие тела с водой зависит от скорости его движения относительно воды и обусловлено наличием в ней сил внутреннего трения и давления. При движении тела в воде распределение давления отличается от его распределения в жидкости, находящейся в покое. В потоке возникают области повышенного и пониженного давления Область повышенного давления образуется на той части тела которая встречает (атакует) поток воды, а область пониженного давления - позади тела, где возникает вихреобразование (рис. 9) Результирующая сила реакции воды R в приведенном примере препятствует продвижению пловца вперед; в подобных случаях будем называть ее силой гидродинамического сопротивления.  Рис. 9. СилагидродинамическогосопротивленияRиееразложениенадве составляющие: fix (лобовоесопротивление) иRy (подъемнаясила) Аналогичная (по природе возникновения) сила реакции воды будет образовываться и на рабочих поверхностях рук и ног пловца во время гребков, например на рабочей поверхности кисти (рис 10) Так как эту силу пловец использует, чтобы продвигать себя вперед опираясь о воду, будем называть ее силой реакции опоры. Результирующую силу реакции опоры обозначим тоже латинской буквой R. Сила приложена перпендикулярно рабочей плоскости руки выполняющей гребок. Сила реакции воды есть векторная величина; она всегда действует в определенном направлении. Графически вектор силы можно представить в виде суммы двух других векторов, т.е. разложить на составляющие. Направление действия составляющих выбира- 34 ется заранее. Чаще всего мы раскладываем вектор R по направлению продвижения пловца вперед и перпендикулярно этому направлению. В случаях, представленных на рис. 9 и 10, силу R можно разложить, применяя правило параллелограмма, на две составляющие: Rx (лобовое сопротивление) и Ry (подъемная сила). В первом случае (см. рис. 9) сила Rx тормозит продвижение пловца вперед, во втором (см. рис. 10) служит ему опорой для продвижения. 2.1.4. Анализ сил, тормозящих продвижение тела пловца Лобовое сопротивление — главная сила, препятствующая продвижению пловца вперед. Величина лобового сопротивления зависит от формы и обтекаемости тела, его положения (ориентации)  Рис. 10. Сила реакции опоры R, возникающая на рабочей поверхности кисти во время гребка рукой в кроле на груди, и ее разложение на составляющие Rx и Ry 35 относительно потока воды. Она пропорциональна площади поперечного сечения тела (площади проекции тела на плоскость, перпендикулярную направлению движения) и квадрату скорости движения тела относительно воды: Rx^SV, (1) где S — площадь поперечного сечения тела, V— скорость движения тела относительно воды. Проекция тела на фронтальную плоскость - это, образно говоря, контур пловца, который мы увидим, если будем смотреть на него спереди через подводное окно (рис. 11). При скольжении пловца в вытянутом горизонтальном положении площадь проекции его тела будет минимальной (см. рис. 11, а). В отдельные моменты цикла движений при плавании тем или иным способом эта площадь может существенно возрастать (см. рис. 11,6). Соответственно будет возрастать и величина встречного гидродинамического сопротивления.  Рис. J /. Площадь поперечного сечения тела пловца (заштрихованный контур справа): а - при скольжении под водой в вытянутом горизонтальном положении; 6 - при плавании брассом 36 Сопротивление продвижению тела пловца вперед увеличивается при недочетах в технике: например, при излишнем сгибании ног в тазобедренных суставах при плавании кролем и брассом; при опускании таза глубоко в воду («сидячем» положении) при плавании на спине; при поднимании головы вверх и излишнем прогибании туловища при плавании баттерфляем. Ориентацию тела пловца во время движения характеризуют углом атаки, т.е. углом между продольной осью тела и направлением движения (см. рис. 9). С увеличением угла атаки возрастает лобовое сопротивление. Углы атаки тела пловца, превышающие 10—15°, не являются рациональными. В этом случае существенно возрастает площадь проекции тела на фронтальную плоскость, ухудшается обтекаемость, увеличивается вихреобразование за спиной и тазом пловца — и в целом увеличивается лобовое сопротивление. Гидродинамическое сопротивление тела теоретически можно разделить на сопротивление трения, волнообразования и формы (вихреобразования). Сопротивление трения возникает в силу вязкости воды. Ее частицы и слои, непосредственно прилегающие к телу, образуют своего рода водный чехол, двигающийся вместе с телом вперед. На приведение этой массы воды в движение затрачивается энергия. Сопротивление трения составляет незначительную часть общего гидродинамического сопротивления. И все же не следует забывать, что плохо подогнанный плавательный костюм, да еще изготовленный из грубой, ворсистой ткани, может отрицательно сказаться на скорости плавания за счет повышения сил сопротивления трения. Сопротивление волнообразования возникает во время движения по поверхности. Когда тело рассекает неподвижную поверхность, сдвигаемая масса воды приходит в колебательное движение, образуя волны. На преодоление сил тяжести и инерции сдвигаемой массы воды затрачивается часть энергии пловца (с увеличением скорости плавания энергозатраты возрастают). Чем меньше величина вертикальных колебаний тела пловца, чем меньше он сдвигает воду передней частью тела (т.е. чем лучше наскальзывает на воду и рассекает ее), тем меньше величина волнового сопротивления. Сопротивление формы представляет наибольший практический интерес, так как на его долю приходится около 70% общего гидродинамического сопротивления тела. В соответствии с формулой (1) сопротивление формы изменяется пропорционально квадрату скорости плавания, площади проекции тела на поверхность, перпендикулярную движению. Существенно зависит оно от продоль- 37 ного профиля тела (собственно формы) и ориентации тела в потоке (угла атаки тела). Для пловца наиболее обтекаемым по форме является вытянутое (относительно продвижения вперед) положение тела: руки вытянуты вперед, кисти соединены; голова находится между руками; ноги вытянуты и соединены, носки оттянуты (см. рис. 11, а). Такое положение рекомендуется принимать, например, во время скольжения после старта и поворота. Если в это время нарушить рациональное положение рук (например, развести кисти на ширину плеч, вытянуть руки вдоль бедер), силы сопротивления заметно возрастут. То же произойдет и при нарушении рационального положения головы, туловища, ног. 2.2. Общие требования к рациональной технике плавания Общие требования к рациональной технике плавания относятся прежде всего к положению тела пловца в воде, гребковым движениям руками (как основному источнику движущих сил), общему согласованию движений при плавании любым из спортивных способов. 2.2.1. Положение тела пловца в воде и движения ногами Тело пловца должно занимать в воде хорошо обтекаемое, вытянутое и уравновешенное положение с оптимальным углом атаки. Для техники квалифицированных спортсменов свойственны минимальные углы атаки тела (3—5°). Для техники плавания, которую осваивают новички, характерны несколько большие величины угла атаки (8— 10°), что позволяет придать телу «глиссирующее» положение, облегчающее выполнение подготовительных движений руками и дыхание. Мышечные группы туловища служат основой двигательного механизма пловца. С одной стороны, эти мышцы обеспечивают обтекаемое и уравновешенное положение тела за счет оптимальной степени своего напряжения. С другой стороны, они принимают активное участие во всех наиболее мощных гребковых движениях руками и ногами. Во время подготовительных движений мышцы туловища, прежде всего мышцы спины, должны быть по возможности расслаблены. 38 Существенное влияние на положение тела пловца в воде оказывают положение головы и движения бедер. На протяжении большей части полного цикла движений голова находится почти на продольной оси тела, мышцы шеи расслаблены; пловец смотрит вперед-вниз (при плавании на груди) или назад-вверх (при плавании на спине). Бедра пловца занимают положение у поверхности воды. Грубой ошибкой является «зависание» бедер — излишнее глубокое опускание их вниз и движения ногами не от бедра, а от колена. Чтобы избежать подобной ошибки, например при плавании кролем, пловцу необходимо выполнять движения ногами с небольшим размахом, активным посылом бедра вверх, к самой поверхности воды, во время удара стопой вниз. При плавании брассом бедра в конце отталкивания ногами назад также выходят к самой поверхности воды и сохраняют вытянутое, расслабленное и хорошо обтекаемое положение на всем протяжении гребка руками. 2.2.2. Движения руками Руки являются главным движителем* при плавании спортивными способами. Даже в брассе, где движения руками и ногами примерно в равной мере создают движущие силы, техника движений руками в большей мере влияет на общую координацию движений, определяет темп и ритм плавания, тесно связана с дыханием. Значит, движения руками имеют решающее значение для освоения рациональной техники этого способа плавания. Кисть и предплечье следует рассматривать как один из основных элементов движителя — его основную рабочую плоскость. Функция кисти и предплечья во время гребка — обеспечивать постоянную опору о воду. Во время гребка кисть и предплечье удерживаются жесткой (оптимально напряженной) «лопаточкой». Кисть движется непрерывно и с высокой скоростью относительно воды, о которую она опирается. Гребок начинается полностью (или почти полностью) выпрямленной в локтевом суставе рукой. Основная же часть гребка должна выполняться с оптимальной степенью сгибания к разгибания руки в этом суставе (конкретные величины сгибания руки в локтевом суставе приведены в главе 3 — при описании техники плавания от- *  Движитель — совокупность звеньев тела, механически взаимодействующих с водой с целью создания движущей силы.39 дельными способами). Заметим, что в технике плавания начинающих пловцов степень сгибания руки в локтевом суставе выражена в меньшей мере, чем у квалифицированных спортсменов. Это позволяет новичкам избегать многих ошибок при гребке рукой. Первая половина гребка во всех способах плавания должна выполняться с так называемым высоким положением локтя. Это требование включает: 1) опережающее рабочее движение кисти по отношению к локтю; 2) удержание руки локтем, развернутым в сторону (но не назад или вниз); 3) оптимальную жесткость руки в локтевом суставе и суставах плечевого пояса. Техника гребка с высоким положением локтя позволяет опереться о воду рукой под более эффективным углом и без потерь передать силы опорной реакции на туловише для продвижения пловца вперед. 2.2.3. Фазовый состав и общее согласование движений Для более продуктивного анализа техники, ее описания и практического освоения целесообразно выделять элементы — фазы движений руками и ногами (табл. 1 и 2). При анализе полного цикла движений или его фаз выделяют также граничные позы пловца (мгновенные положения звеньев его тела) в момент смены фаз. Граничные позы служат хорошими ориентирами при изучении техники, ее совершенствовании, при контроле и самоконтроле за техникой. Та б л и II и Фазы движений руками
40 Таблица 2 Фазы движений ногами
Общее согласование движений должно обеспечивать непрерывное продвижение пловца вперед с наиболее высокой скоростью и оптимальной затратой сил. Движения руками и неразрывно связанное с ними дыхание являются основой координации; им подчинены все остальные движения. При согласовании движений руками и ногами соблюдаются следующие требования. Когда пловец выполняет гребок руками, туловище и бедра должны удерживаться в хорошо обтекаемом положении и не препятствовать продвижению. Когда выполняется рабочее движение ногами (отталкивание в брассе, удар в других способах), руки пловца и туловище, в свою очередь, должны быть хорошо обтекаемыми и не мешать продвижению вперед. Контрольные вопросы и задания /. Что понимают под техникой спортивного плавания'/
41
Рекомендуемая литература Макаренко Л.П. Основы техники спортивного плавания/Глава в кн.: Спортивное плавание: Учебник для вузов физической культуры. — М.:ФОН, 1996, с. 40-85. |