11.ЛЫЖНЫЙ СПОРТ БУТИН И.М. 11.ЛЫЖНЫЙ СПОРТ БУТИН И. Высшее образование
 Скачать 2.18 Mb.
|
|
Силы, действующие на лыжника, и их характеристика Анализ техники способов передвижения на лыжах проводится на основе законов биомеханики. С точки зрения биомеханики лыжник вместе с лыжами и палками представляет собой единую сложную систему, на которую действует ряд внешних сил. В то же время при движениях в этой системе возникают внутренние силы. Внутренние и внешние силы постоянно взаимодействуют, обеспечивая перемещение всей биомеханической системы в пространстве и во времени. При взаимодействии с внешней средой возникают и действуют на всю систему «лыжник - лыжи» внешние силы: реакции опоры, сопротивления воздуха и инерции. Кроме этого, на лыжника действует и сила тяжести. К внутренним силам относятся сила тяги мышц, реактивные, инерционные частей тела и упругие силы. Силы тяги напряженных мышц являются главными, обеспечивающими движение лыжника. В этом варианте химическая энергия переходит в механическую и обеспечивает работу мышц в преодолевающем режиме. Кроме того, в уступающем режиме увеличивается напряжение мышц, что вызывает возникновение упругих сил. Это увеличивает скорость в наступающем вслед за этим преодолевающем движении в обратном направлении. Преодолевающая работа мышц обеспечивает все движения лыжника на ровной лыжне и при скольжении в подъем. При недостатках в технике проявляется вредное влияние мышечных сил при управлении движениями в связи с несвоевременным и ненужным направлением мышц-антагонистов. Силы инерции отталкивания возникают при отталкивании от опоры. В лыжных ходах силы инерции увеличивают в нужный момент давление на снег и улучшают, когда это необходимо, сцепление лыж со снегом. Силы инерции, возникающие при маховых движениях, направлены от опоры при ускоренном перемещении туловища и конечностей. Они способствуют большому напряжению мышц ног и рук при отталкивании, а также усиливают сцепление мышц со снегом. При активном замедлении скорости движения сила инерции уже направлена в сторону движения и является движущей силой. Несвоевременное ускоренное перемещение частей тела (например, в свободном скольжении вверх) может вызвать отрицательный эффект в действиях лыжника: увеличивается давление лыж на снег и происходит уменьшение скорости скольжения и длины проката. Силы реакции опоры возникают при отталкивании и равны по величине и обратны по направлению силе толчка ногой. Сила реакции по величине может значительно изменяться от нуля до силы, большей массы тела лыжника более чем в 2 раза. К концу отталкивания сила давления на опору снижается, приближаясь к нулю. Силы трения возникают при взаимодействии лыж со снегом. Сила трения при скольжении зависит от величины нормального давления лыжи на снег; его увеличение приводит и к замедлению скольжения. Сила трения сцепления во многом определяет угол срыва лыжи при отталкивании (проскальзывание). Улучшение сцепления лыж со снегом во многом зависит от применения мази с более высоким коэффициентом сцепления. Сила тяжести лыжника всегда направлена отвесно и считается приложенной к ОЦТ. На равнине сила тяжести прижимает лыжи к снегу и во многом определяет силу трения, на склонах она может быть разложена на составляющие. При перемещении тела лыжника вверх или вниз в связи с ускорением к силе тяжести прибавляется или вычитается сила инерции. Силы сопротивления воздуха возникают при относительном перемещении лыжника и потока воздуха. Лобовое сопротивление, возникающее при этом, зависит от площади поперечного сечения тела, перпендикулярной к потоку воздуха, а также от квадрата относительной скорости (лыжника и воздуха) и коэффициента лобового сопротивления. Коэффициент лобового сопротивления зависит от формы тела и его положения относительно потока воздуха. При малых скоростях при передвижении по равнине сопротивлением воздуха можно практически пренебречь (если нет встречного ветра, достаточно высокой скорости). Но при спусках силы сопротивления воздуха нельзя не учитывать. При попутном ветре, скорость которого равна скорости перемещения лыжника, сопротивление воздуха исчезает. А при более сильном попутном ветре поток воздуха становится уже движущей силой. Основные элементы техники передвижения на лыжах Все способы передвижения на лыжах состоят из отдельных элементов. К основным элементам передвижения относятся: отталкивание лыжами, скольжение, перекат, лодседание, отталкивание палками, маховые движения при выносе ноги с лыжей или руки с палкой. Отталкивание лыжами. Отталкивание в лыжных ходах осуществляется ногой за счет распрямления ее в суставах. Основная Цель отталкивания - увеличение скорости передвижения лыжника. При отталкивании движение в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах начинается в разное время, а заканчивается почти одновременно, скорость движения при этом постепенно нарастает. Толчок начинается в тазобедренном суставе, затем включается движение в коленном и заканчивается в голеностопном суставах. В момент отталкивания в лыжных ходах за счет сцепления со снегом лыжа неподвижна, а при выполнении поворотов в движении или прыжков лыжа скользит. В результате отталкивания ОЦМ отдаляется от опоры и приобретает скорость, движение направлено вперед. Акцент усилий при отталкивании на увеличение давления лыжи на снег (для обеспечения надежного сцепления лыжи со снегом) и на выталкивание таза (всего тела) вперед. При быстром завершении отталкивания стопой все эти действия обеспечивают высокую скорость продвижения вперед. Высокая эффективность отталкивания ногой обеспечивается еще целым рядом движений, и в первую очередь маховыми движениями другой ноги и одноименной (с толчковой ногой) руки с палкой. Мах по возможности должен быть выполнен более выпрямленными конечностями, при этом возникают инерционные силы, передающиеся назад-вниз. Они способствуют усилению давления на лыжу и напряжению мышц толчковой ноги. В свою очередь, в мышцах возникают упругие силы, которые способствуют выполнению отталкивания (увеличивают силу толчка). Отталкивания помогают выполнить разные движения поворот таза, поворот бедра маховой ноги наружу (относительно таза) и так называемый бросок тела вперед. Все эти перемещения значительных масс вперед обеспечивают ускорение ОЦМ тела лыжника. Важно совместить бросок тела вперед-вверх по времени с началом выпада маховой ноги. Нельзя допустить отставание таза в момент окончания выпада, что приведет к нарушениям в последующих фазах движения. Отталкивание палками. Основная задача отталкивания палками как в одновременных, так и в попеременных ходах заключается в увеличении скорости скольжения лыж (лыжи в попеременных ходах) или хотя бы в предотвращении ее снижения. Кроме этого, отталкивание палками способствует перемещению лыжника вперед над скользящей или останавливающейся лыжей (перекат). Правильно выполненный толчок палкой способствует снижению давления лыжи на снег (так называемое «облегчение»). Отталкивание играет важную роль в передвижении на лыжах попеременными ходами. Отталкивание палкой начинается с ее энергичной постановки на снег под углом 70-85° Угол постановки во многом зависит от условий скольжения. Палка ставится на снег слегка согнутой рукой, которая сразу начинает нажим вниз. Правильное выполнение этого элемента приводит к заметному сгибанию палки от приложенных к ней усилий. В первой части отталкивания палкой благодаря энергичному нажиму происходит ускорение скольжения, но одного только нажима для этого недостаточно. Лыжник должен создать жесткую систему «рука - туловище - нога» для передачи усилий (создания облегчения давления) на лыжу. Это приводит к разгрузке скользящей лыжи, уменьшению удельного давления на снег, снижению трения и, что особенно важно, как конечный результат - к увеличению скорости скольжения лыжи. Легкое выдвижение стопы вперед при постановке палки предупреждает преждевременный перекат и амортизационную потерю энергии. Кроме того, необходимо на это время зафиксировать (блокировать) суставы за счет напряжения мышц, управляющих движением во всех звеньях цепи - от кисти до стопы, что и обеспечивает жесткую передачу усилий. В начале (первой части) отталкивания рука в локтевом суставе несколько сгибается (порой до 90°), а затем происходит отталкивание за счет разгибания руки в локтевом сустав (вторая часть). Это разгибание начинается в тот момент, когда рука находится еще впереди тела. С целью усиления отталкивания туловище несколько наклоняется вперед (на 5-7°), благодаря этому отталкивание палкой происходит под более острым углом. Отталкиванию палкой помогают энергичные маховые движения других руки и ноги. Все это облегчает выполнение переката и помогает продвижению тела вперед. Финальная часть толчка заканчивается энергичным движением кисти с опорой на петлю. В момент окончания толчка рука с палкой составляет прямую линию, слегка поднимается вверх и остается вытянутой до начала ее выноса вперед. Толчок палкой выполняется точно назад-вниз, параллельно лыжне; поперечные отклонения недопустимы. Продолжительность толчка рукой в зависимости от квалификации лыжников и условий скольжения варьируется от 0,31 до 0,6 с. У сильнейших лыжников при хорошем скольжении на плотной лыжне и с твердой опорой для палок время отталкивания составляет 0,31-0,32 с. Максимальное усилие при толчке палкой при этом может составлять 20 кг и более. При отталкивании рукой могут встречаться ошибки, снижающие его эффективность. Так, позднее разгибание руки в локтевом суставе в первой части приводит к увеличению угла отталкивания. Дополнительные, лишние движения туловища поворот или наклон в боковом направлении - уменьшают силу давления на палку. Ранний перекат - перемещение тела вперед в голеностопном суставе - также недопустим, так как это не позволит выполнить законченный толчок. Свободное скольжение. Главная задача свободного скольжения - не снизить скорость перемещения по лыжне на скользящей лыже (лыжах при одновременных ходах). При трении лыж по снегу возникают тормозящие силы. Очень важно уменьшить их вредное влияние, не допуская увеличения давления лыж на снег. При излишнем отбрасывании назад-вверх прямой руки после толчка или сгибании в локте вверх возникают вредные силы инерции, которые в данный момент ничем не компенсируются. Это приводит к увеличению давления лыж на снег и силы трения, что сокращает длину и скорость проката. Подобный отрицательный эффект возникает и при других вертикальных перемещениях (например, излишнем «замахе» ногой после окончания толчка). Величина возникающего давления на лыжу зависит не только от перемещаемой массы и высоты подъема, но в первую очередь от скорости перемещения. Замедляющиеся маховые движения рук, ног и туловища, направленные вверх, в попеременном двухшажном ходе создают «облегчение», уменьшают давление на скользящую лыжу. Такой же эффект достигается при маховых движениях, направленных к опоре (вниз); здесь, наоборот, целесообразно увеличить скорость движений. Однако последующее замедление движения вниз также вызовет увеличение давления на лыжу, если это не будет компенсировано какими-либо другими действиями (например, увеличением давления на палку). Увеличивает давление на лыжу и снижает скорость резкая загрузка лыжи в начале свободного скольжения при постановке лыжи на снег «ударом». При передвижении по равнине с небольшой скоростью сила сопротивления воздуха невелика, а при свободном скольжении она практически не влияет на скорость и длину проката. С взаимным увеличением скорости относительно друг друга (движение лыжника навстречу сильному ветру) сопротивление встречного потока воздуха заметно возрастает - пропорционально квадрату скорости (v2). В этом случае им пренебрегать нельзя и следует уменьшить площадь лобового сопротивления тела: наклонить туловище вперед. Подседание - важный элемент при передвижении на лыжах. От правильного и своевременного выполнения подседания во многом зависят сила и скорость отталкивания ногой. Подседание - это предварительное сгибание ноги в тазобедренном, коленном и разгибание в голеностопных суставах перед отталкиванием. Подседание начинается именно со сгибания опорной ноги в коленном и тазобедренном суставах, движение выполняется слитно и быстро (от 0,09 до 0,21 с). Сильнейшие лыжники затрачивают на подседание примерно 0,10 с. Останавливают подседания мышцы-антаго- нисты (разгибающие коленный сустав), при этом увеличивается их напряжение (уступающий режим). Мышцы - разгибатели как бы «заряжаются», и уступающий режим работы переходит в преодолевающий, начинается отталкивание с выпрямлением опорной ноги. Нечто подобное происходит и в голеностопном суставе (чуть позднее, чем в коленном). Лыжник удерживает по возможности как можно ниже пятку стопы; при этом он наклоняет голень вперед, задерживая поднимание стопы над лыжей. Мышцы - сгибатели стопы также значительно растягиваются перед финальным усилием отталкивания. Современные требования к технике требуют выполнять менее глубокое и быстрое подседание, что позволяет лучше использовать упругие силы при отталкивании. Перекат тела над стопой - перемещение таза (туловища) вперед и несколько вниз - выполняется стремительным движением, что позволяет придать телу дополнительную скорость, относительно замедляющуюся в этот момент после скольжения лыжи. При передвижении на лыжах отдельные элементы объединены в единую систему движений. В единой системе (способе передвижения) элементы взаимодействуют друг с другом. Чтобы лучше изучить систему движений, целесообразно разделить ее на составные части (элементы). Составные части можно выделить двумя способами: первый пространственные элементы (например, отталкивание лыжей, мах ногой); второй временные элементы (фазы и периоды движений). По второму признаку лыжный ход можно разделить на два периода: период скольжения лыжи, период стояния лыжи. Первый период характеризуется непрерывным продвижением лыжи вперед (скольжение). В этом периоде лыжник стремится обеспечить высокую скорость скольжения, стараясь уменьшить торможение и по возможности увеличить ускорение. С момента окончания этого периода лыжа останавливается и начинается второй - стояние лыжи. В период стояния лыжи выполняются движения (подседание, отталкивание и др.), обеспечивающие скорость в последующем скольжении. В свою очередь, каждый период делится на ряд фаз. Определенные моменты (положения частей тела, начало или окончание отдельных движений) характеризуют окончание одной или начало другой фазы скользящего шага. Основы техники спусков и поворотов в движении Передвижение на лыжах по пересеченной местности требует от лыжника умения спускаться со склонов различной крутизны, преодолевать их неровности и в случае необходимости выполнять торможения и повороты в движении. Уверенное владение всеми этими способами имеет большое значение не только для лыжников- гонщиков, но и для туристов и всех любителей прогулок на лыжах. Условия спусков и задачи, стоящие перед спортсменами-горнолыж- никами, во время тренировок по слалому и скоростному спуску значительно отличаются от условий трасс лыжных гонок и зимнего туризма. Все это требует специального горнолыжного инвентаря, выбора особых стоек спуска. В то же время техника выполнения поворотов в движении несколько отличается от техники прохождения спусков на спортивно-беговых и туристских лыжах. Однако и в том и в другом виде спорта основу техники спусков и поворотов в движении составляют законы биомеханики и практические правила, которые объясняют выполнение тех или иных действий, движений или положений, принимаемых лыжником при передвижении по склону. Лыжник вместе с лыжами с точки зрения механики представляет собой сложную систему, на которую воздействует целый ряд различных сил. В то же время в этой системе развиваются определенные внутренние силы. При передвижении по склону лыжник за счет мышечных усилий может принимать различные позы и, выполняя одно или несколько действий, изменять принятое положение (что приводит к перераспределению действующих на него внешних сил). Взаимодействие внешних и внутренних сил и является основой всех элементов техники спусков и поворотов. На склоне на систему «лыжник - лыжи» действуют те же силы, что и на ровном участке лыжни, но на спуске в связи с увеличением крутизны взаимодействие их составляющих меняется в большей или меньшей степени. Сила тяжести (Р) является составляющей всех элементарных сил тяжести отдельных частей тела и равна их сумме - массе тела лыжника. Она приложена к общему центру тяжести (рис. 1) и всегда  Рис. 1. Силы, действующие на лыжника на склоне направлена вертикально вниз. На ровной лыжне сила тяжести полностью уравновешивается силой реакции опоры, направленной вверх, но на склоне она раскладывается на две составляющие - силу нормального давления (Р}) и скатывающую силу (F). Сила нормального давления прижимает лыжника к поверхности склона, а с увеличением крутизны склона уменьшается. Снижение давления на снег уменьшает и силу трения (7). Скатывающая сила (F) как составляющая сила тяжести всегда действует в одном направлении параллельно склону (направлена вниз). Она заметно изменяется в зависимости от крутизны склона и возрастает при ее увеличении. Это единственная сила, которая производит работу (на склоне от нее во многом зависит скорость спуска). Помимо скатывающей силы при движении лыжника по склону возникают силы, препятствующие увеличению скорости спуска. При взаимодействии скользящей поверхности лыж со снегом всегда возникает сила трения (Г). Величина ее во многом зависит от состояния снежного покрова, температуры и влажности воздуха, материала скользящей поверхности лыж, качества обработки, формы и динамических характеристик лыж, применяемой лыжной мази и качества ее нанесения. При изготовлении лыж в последние годы используются материалы с меньшим коэффициентом трения (твердые породы дерева, пластмассы и др.), улучшается и качество их обработки (без шероховатости, задиров древесины и волокнистости поверхности), совершенствуется и лыжная смазка. Все это может заметно уменьшить силу трения. При спуске прямо действие сил трения совпадает с направлением осей лыж. В моменты сдвигов лыж в сторону, при поворотах, при боковом соскальзывании сила трения действует под большим или меньшим углом к боковой поверхности лыж, но она всегда направлена в сторону, противоположную движению. Механизм трения лыж о поверхность снега значительно сложнее, чем просто трение двух сухих поверхностей друг о друга. Известно, что при увеличении давления лыж на снег коэффициент трения уменьшается, но до определенного предела. Если давление продолжает увеличиваться, то коэффициент трения снова возрастает. Это явление особенно часто наблюдается при сухом снеге. При движении лыж по снегу в зависимости от его меняющегося состояния, температуры и влажности воздуха на поверхности лыжи возникает тонкая водяная пленка толщиной в несколько микрон. От толщины водяной пленки во многом зависит сила трения, что заметно сказывается на скольжении. Общеизвестно, что в условиях низких температур лыжи скользят хуже - «водяная смазка» при этом почти не образуется. С уменьшением мороза скольжение улучшается, так как кристаллики снега легче оплавляются и возникшая водяная пленка улучшает скольжение. Лучшим оно обычно бывает при температуре -4°С. Правда, скольжение во многом зависит от структуры снега - зернистый дает лучшее скольжение (механизм сцепления лыж со снегом при отталкивании в этом разделе не рассматривается). При температуре -2°С и выше скольжение ухудшается, так как толщина водяной пленки возрастает. Это требует поиска новых материалов и лыжных смазок для улучшения скольжения лыж в горнолыжном спорте. В последние годы все шире применяются покрытия скользящих поверхностей лыж из различных материалов (особенно распространены полиэтиленовые). Качество скольжения в оттепель при избытке влаги прежде всего зависит от гидрофобности (несмачиваемости) покрытия. Все эти факторы оказывают влияние на скорость спуска лыжника со склонов различной крутизны. На величину силы трения, вероятно, оказывают влияние и скорость скольжения лыж по снегу, величина удельного давления их поверхности, форма, соотношение ширины и длины и другие характеристики лыж. Величина скользящей поверхности зависит не только от длины, ширины, но и от формы и жесткости отдельных частей лыж и их соответствия массе лыжника. Можно допустить, что при равномерной загрузке лыж по всей длине сила трения приложена примерно к середине опорной поверхности. Смещение массы тела вперед или назад соответственно увеличивает загрузку частей лыж и смещение точки приложения силы трения. Это играет важную роль при выполнении поворотов. С тем чтобы в какой-то мере компенсировать изменение скольжения (в зависимости от температур), делаются попытки в создании лыж, изменяющих свою форму от температуры снега. Различная реакция верхнего и нижнего слоя лыжи на изменение температуры вызывает уменьшение или увеличение изгиба лыжи и ее внутреннего напряжения, что меняет площадь соприкосновения лыж с поверхностью снега и соответственно скольжение. В зависимости от плотности лыжни лыжи испытывают дополнительное сопротивление снега: носок лыжи, прокладывая лыжню в снегу, подминает и раздвигает валик снега, возникающий при скольжении по склону. На твердом, хорошо укатанном снегу указанная сила сопротивления не возникает, но при движении без лыжни в туристском походе или на плохо укатанном склоне сопротивление заметно возрастает. При этом общая сила сопротивления (сила трения плюс сопротивление снега) бывает приложена к точке, смещенной больше или меньше к носку лыжи. При движении с вершины склона скорость невелика, но постепенно нарастает, и лыжник спускается с максимальной для данных условий скоростью. Внизу при выкате на горизонтальную площадку скатывающая сила становится равной нулю, сила сопротивления тормозит движение, и лыжник постепенно останавливается. В том случае, если лыжня переходит во встречный склон, скатывающая сила также направлена вниз по склону (в сторону, противоположную движению лыжника, - назад); от этого торможение увеличивается, скорость быстро уменьшается. Если не принять никаких мер к остановке на склоне (развести носки лыж в стороны и лыжи закантовать или быстро повернуться боком к склону), то лыжник под воздействием скатывающей силы начнет скользить назад. Значительное сопротивление испытывают лыжи при преодолении неровностей на склоне - бугров и впадин. Сила сопротивления встречного потока воздуха (А) при движении вниз по склону заметно возрастает. Если при скольжении по равнине гонщик испытывает сопротивление воздуха до 1,5 кг (при встречном ветре в зависимости от его скорости оно может возрастать вдвое и даже больше), то на спуске сила сопротивления увеличивается во много раз. Сила сопротивления воздуха резко растет при увеличении скорости движения: прямо пропорционально квадрату скорости v2 (скорость увеличивается вдвое, а сила сопротивления - в 4 раза). Эта сила приложена примерно к середине лобовой поверхности тела лыжника и прямо пропорциональна ее площади. Кроме этого, она зависит от обтекаемости тела. Вот почему для увеличения скорости спуска очень важно принять более обтекаемую стойку с меньшей лобовой поверхностью, использовать одежду, плотно облегающую тело лыжника. Обычно обтекаемость достигается за счет принятия низкой стойки. Целесообразно также вытянуть руки несколько вперед, прижать локти, опустить голову и т.д. - все это используется в различных вариантах стоек спуска. С начала движения вниз по склону скорость лыжника зависит от ускоряющей силы (Л), которая равна величине скатывающей силы (F) минус сила трения (Г). Однако с дальнейшим увеличением скорости возрастает сила сопротивления воздуха, и в связи с этим на достаточно длинном и крутом склоне может наступить момент, когда сила сопротивления воздуха будет равна ускоряющей силе (А = R). Лыжник достигает максимальной для данных условий (крутизна склона, скольжение, принятая стойка и др.) скорости, и дальше при сохранении этих условий скорость увеличиваться не будет (станет постоянной). Уменьшение лобового сопротивления, улучшение аэродинамики стойки, увеличение крутизны склона (этот фактор уменьшает давление лыж на снег и, как следствие, силу трения) приведут вновь к увеличению скорости. Для каждого склона (при достаточно большой длине разгона, минимальной силе трения и сопротивления воздуха) существует предельная скорость спуска. На специально подготовленных трассах в соревнованиях на побитие рекордов скорость спуска достигает выдающегося результата более 210 км/ч. На достижение такой высочайшей скорости спуска вполне естественно влияет и плотность воздуха. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается; поэтому на трассах, расположенных высоко в горах, можно добиться более высокой скорости. Теоретические расчеты показывают, что скорость спуска лыжника по склону более 220 км/ч достижима на высоте, превышающей 8000 м. Устойчивость лыжника при движении по склону в основном зависит от следующих факторов:
-величины площади опоры;
-возможного изменения скоростей спусков;
Угол устойчивости образуется линией, опущенной вертикально из ОЦТ к поверхности склона, и линией, соединяющей ОЦТ с носками лыж (передний угол устойчивости), если линия направлена к пятке лыж (задний угол устойчивости). Сумма переднего и заднего углов устойчивости образует угол равновесия. Величина угла равновесия зависит от длины лыж и высоты ОЦТ над опорой. Конус устойчивости образуется линией, исходящей из ОЦТ и описывающей контур площади опоры. Величина площади опоры зависит от длины лыж и ширины ведения лыж при спуске со склона. Как при движении по склону все выше сказанное реализуется практически, рассказано далее. При движении по склону лыжнику очень важно сохранить равновесие. Одним из условий сохранения устойчивого равновесия является уравновешенность всех сил, действующих на систему «лыжник - лыжи». Очень важно, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к центру тяжести, проходила через площадь опоры. Для сохранения равновесия, а также для выполнения на склоне необходимых действий (поворотов, торможений, спусков) лыжник за счет мышечных усилий перемещает части тела и лыжи, принимает различные положения, тем самым меняя взаимодействие между внешними и внутренними силами. Чаще всего сохранение равновесия зависит от площади опоры: увеличивая ее, лыжник добивается более устойчивого спуска. С этой целью применяют более широкое ведение лыж по снегу или используют небольшой выпад (одна нога выводится вперед на 1- 1,5 стопы). Порой опускания в более низкую стойку достаточно для сохранения равновесия. В более сложных условиях необходимо выполнить ряд компенсаторных, амортизационных движений: согнуть или разогнуть ноги, увеличить наклон туловища, сделать мах руками и т.д. С этой же целью возможно применение различных «передних» или «задних» стоек (перемещение ОЦТ вперед или назад компенсирует изменение условий скольжения, спуска и др.). Чаще всего лыжник теряет равновесие при различных изменениях крутизны склона и при преодолении неровностей, бугров и ям, когда давление склона на лыжи усиливается или ослабевает. При наезде на бугор возникает опасность падения назад, а при преодолении впадины вперед. Возможно также непроизвольное подбрасывание лыжника, а при приземлении - падение от удара лыж о склон. При преодолении бугра необходимо принять более низкую или переднюю стойку, а при прохождении впадины - наоборот. Значительное изменение силы трения при наезде на передутый свежий снег приводит к резкому ухудшению скольжения, и под действием сил инерции возникает реальная опасность падения вперед, и наоборот: при переходе от свежей лыжни к леденистой возможно падение назад. В том и другом случае перемещение ОЦТ тела назад или вперед позволяет избежать падения (лыжник должен заблаговременно принять заднюю или переднюю стойку). Допустимо для удержания равновесия использование небольшого выпада и широкого ведения лыж, но возможности этих приемов несколько ограничены. Широкое ведение лыж ухудшает равновесие в переднезаднем направлении, а выпад - в боковой плоскости. Лучшие условия для сохранения равновесия возникают при среднем положении, вместе с тем необходимо учитывать скорость движения и состояние снега. На большой скорости лыжники ведут лыжи шире, а выпад делают меньше; то же необходимо выполнять и на леденистом склоне. В этом случае порой выпад совсем не применяется. На глубоком снегу, наоборот, выпад может быть увеличен, а лыжи ведутся нешироко. Бугры преодолевают при минимальном разведении ног, а при преодолении впадин и ям выпад увеличивают. Встречный поток воздуха при постоянных условиях скольжения равновесия не нарушает, а оказывает только тормозящее действие. Выбор стойки спуска зависит от задач, выполняемых на склоне (достижение максимальной скорости, выполнение поворотов, преодоление неровностей), условий скольжения, крутизны и состояния склона, видимости, степени ознакомления с конкретным склоном. Основные задачи лыжников-гонщиков на склоне: достижение высокой скорости, сохранение устойчивого равновесия и работоспособности. На длинных ровных и открытых спусках применяется низкая стойка, позволяющая развить высокую скорость. Однако следует учитывать, что длительное скольжение в низкой стойке затрудняет дыхание, вызывает чрезмерное статическое напряжение мышц ног и не позволяет в полной мере восстановить работоспособность. Помимо этого, низкая стойка создает трудности при прохождении неровностей склона и в сохранении равновесия. Высокая стойка создает большое лобовое сопротивление и не позволяет развить максимальную скорость, вместе с этим она менее устойчива. Высокую стойку можно применять в начале незнакомого спуска, когда необходимо его просмотреть или войти в спуск с меньшей начальной скоростью (торможение увеличением лобового сопротивления). Затем лыжник опускается в основную или низкую стойку. Все это говорит о целесообразности широкого использования основной (средней) стойки, а в случае необходимости - и стойки отдыха. Кроме этого, на длинных спусках следует варьировать стойки с целью успешного решения задач и уменьшения отрицательного влияния каждой стойки. Горнолыжникам очень важно пройти трассу на высокой скорости, сохранить устойчивое равновесие и до минимума снизить потери скорости при выполнении поворотов, преодолевая искусственные препятствия (ворота из флагов) и естественные неровности склона. В связи с этим горнолыжники проходят трассы в основной стойке и на отдельных участках принимают низкие стойки для достижения максимальной скорости. Выполнение поворотов в движении основано на перераспределении внутренних и внешних сил, действующих на систему «лыжник - лыжи». При движении по дуге поворота на лыжника помимо всех перечисленных сил действует еще центробежная сила. Она приложена к ОЦМ и направлена в сторону от центра поворота. Для того чтобы не допустить опрокидывания лыжника или частичной потери равновесия, необходимо перенести центр тяжести тела внутрь поворота увеличить наклон туловища. Чем выше скорость движения по дуге или круче поворот, тем более необходим больший наклон туловища. Наклон туловища внутрь не только облегчает прохождение поворота, но и способствует кантованию лыж на их внутренние ребра. Кантование применяется при выполнении поворотов на склонах любой крутизны и даже на ровных участках после выката со спуска. Каждый поворот можно условно разделить на несколько фаз: разгон - прямолинейное движение, обеспечивающее набор скорости; вход в поворот - выполнение действий, необходимых для начала движений по дуге; движение по дуге поворота необходимой крутизны -т.е. непосредственное изменение направления движения; выход из поворота действия, обеспечивающие переход к движению по прямой в избранном направлении после окончания поворота. Поворот переступанием в движении - один из самых распространенных в лыжных гонках. Для его выполнения лыжник периодически переносит массу тела с лыжи на лыжу и одновременно переставляет разгруженную лыжу внутрь поворота в направлении движения. Другая нога выполняет в это время отталкивание в сторону, тем самым несколько увеличивая скорость скольжения. Этот способ применяется иногда и в горнолыжном спорте. Выполнение рулящих поворотов основано на постановке одной или обеих лыж под углом к направлению движения и жестком удержании их в этом положении в течение всего поворота. Для входа в поворот непременным условием являются загрузка наружной лыжи массой тела и ее кантование на внутреннее ребро. Внутренняя лыжа скользит по снегу всей плоскостью. В этом положении наружная лыжа испытывает большое сопротивление и вся система «лыжник - лыжи» движется по дуге. Все рулящие повороты со смещением лыж под определенным углом всегда вызывают значительное увеличение тормозящих сил и снижение скорости. Сильнейшие лыжники-гонщики в соревнованиях применяют рулящие повороты крайне редко; в горнолыжном спорте указанные повороты неприменимы. Выполнение маховых поворотов связано с постановкой обеих параллельных лыж под углом к направлению движения и обязательным их кантованием на внутренние ребра (по отношению к повороту). При выполнении поворотов на параллельных лыжах внешние и внутренние силы взаимодейсвуют следующим образом. Скатывающая сила (F), приложенная к центру тяжести тела, в системе «лыжник - лыжи» передается на лыжи через крепления и вызывает движение лыжника вниз по склону. Точка приложения силы сопротивления снега (Г) всегда больше или меньше смещена к носкам лыж. При параллельном ведении лыж по прямой эти силы взаимодействуют по оси движения лыж и спуск будет устойчивым и прямолинейным. Но стоит только любым способом поставить параллельные лыжи под углом к направлению движения и закан- товать на внутренние (по отношению к повороту) ребра, как возникает пара сил, вращательный момент которых вращает систему «лыжник - лыжа» и ведет по дуге поворота с большим или меньшим боковым проскальзыванием лыж. Величина этого бокового Дугообразного соскальзывания при движении по повороту во многом зависит от угла кантования лыж и скорости движения. При сильном кантовании боковое скольжение минимально и угол разворота лыж меньше. Продольная ось лыж и линия прогиба практически совпадают с дугой поворота, торможение минимально и, скорость движения выше. Более плоское ведение лыж по повороту приводит к увеличению бокового скольжения, и тормозящие силы возрастают. Своевременная подготовка к очередному повороту, выбор точки входа в поворот позволяют выполнить поворот на параллельных лыжах с сильным кантованием, с наименьшим торможением пройти поворот по оптимальной дуге. Крутизна поворота зависит не только от кантования лыж, но и от первоначального угла смещения лыж к направлению движения. При движении по склону нельзя не учитывать и другие внешние силы, действующие на систему «лыжник - лыжи». Сила реакции опоры возникает при давлении на снег в момент отталкивания или при скольжении лыжи по снегу. Эта сила равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой лыжник давит на опору. Она приложена к точке, через которую проходит линия силы, действующей на опору (например, при толчке ногой через крепление на лыже). В любом случае она перпендикулярна поверхности снега в точке приложения силы. Сила реакции опоры увеличивается при движении частей тела с ускорением, в этом случае она равна статической силе реакции опоры с добавлением динамической составляющей (силы инерции, возникающей при отталкивании), и наоборот: при приседании сила ре- акции опоры уменьшается. На этом основаны технические элементы, уменьшающие давление лыж на снег при выполнении некоторых поворотов в движении - так называемое облегчение. Абсолютная величина уменьшения или усиления давления лыж на снег зависит не только от глубины приседания или амплитуды перемещения частей тела вверх или вниз, но в первую очередь от перемещаемой массы и скорости движений. Такое «облегчение» особенно важно правильно выполнить при маховых поворотах на параллельных лыжах и при преодолении неровностей склона. Правильно выполненная разгрузка может значительно уменьшить давление лыжи на снег, а это позволит «облегченные» лыжи быстро сместить в сторону, поставить под необходимым углом к направлению движения. Боковое сопротивление снега значительно уменьшается, и это позволяет легко войти в поворот. На современных жестких трассах слалома и скоростного спуска порой не требуется значительного облегчения давления лыжи на склон, в этих условиях их легче поставить под углом к направлению движения. Снять или уменьшить давление на снег можно несколькими способами:
При выполнении поворотов важно совместить момент облегчения давления на снег с боковым перемещением пяток или всех лыж. Все эти движения, вызывающие облегчение давления лыж на снег, имеют большое значение не только в горнолыжном спорте, но и в лыжных гонках при обучении поворотам в движении и торможениям. Перечисленные способы играют важную роль и при преодолении неровностей склона, которые встречаются в лыжных гонках, туристских походах и на прогулках. Это особенно важно при движенуш с грузом, когда инерционные силы от перемещения груза (рюкзака) заметно увеличиваются. Своевременно выполненные компенсаторные движения помогут лыжнику сохранить устойчивое равновесие. Особенности анализа техники передвижения на лыжах В зависимости от задач обучения или совершенствования техники передвижения на лыжах, возраста и квалификации занимающихся проводится частичный или полный биомеханический анализ техники лыжных ходов. При обучении школьников в младших классах обычно оперируют отдельными элементами техники ходов такими, как отталкивание (ногами и руками), маховый вынос, скольжение, подседание и др. Кроме того, указывают на отдельные наиболее важные ошибки, допускаемые учащимися, не вдаваясь особенно в детали. Анализ и объяснение проводятся доступным для школьников языком, но с соблюдением общепринятой терминологии. С возрастом, расширением знаний у учащихся, улучшением Уровня владениями навыками в технике передвижения глубина анализа увеличивается. Однако в начальной школе анализ техники носит главным образом описательный характер. Ученики в основном осваивают внешний рисунок ходов (скользящего шага). В старших классах анализируются уже и детали техники, при этом необходимо осуществлять межпредметные связи, опираясь на знания, полученные учениками по анатомии и физике (отдел «Механика»). Юные лыжники, занимающиеся в секциях и ДЮСШ, должны получить сведения о технике уже с элементами биомеханики, с учетом взаимодействия сил и т.д. При совершенствовании техники у сильнейших лыжников необходимо проводить полный и глубокий биомеханический анализ техники способов передвижения на лыжах. При этом необходимо использовать кино- и видеотехнику с последующим анализом способа передвижения на лыжах и разбором ошибок или отклонений в деталях с учетом индивидуальных особенностей каждого спортсмена. Студенты факультетов физической культуры педагогических институтов и университетов и институтов физической культуры на теоретических и практических занятиях должны полностью освоить технику передвижения на лыжах и овладеть методикой глубокого анализа с учетом знаний, полученных на занятиях по курсу биомеханики. Глава |