Общие закономерности техники упражнений с предметами

Из общей механики известно, что всякое физическое тело может совершать две основные формы движения: вращательное и переместительное. Предметы могут совершать указанные движения как самостоятельно, так в руках гимнастки.

Вращение свободного предмета. В рассматриваемых упражнениях часто встречаются свободные движения предмета после бросков, а в случае с жесткими предметами — после катов. Большинство предметов (обруч, скакалка, булава, мяч), находящихся в свободном состоянии (в полете), как правило, совершают составное движение. Это означает, что они вращаются вокруг оси, проходящей через центр тяжести, и одновременно перемещаются по некоторой траектории, зависящей от силы и характера броска. Следует помнить, что во всех случаях ось вращения проходит через центр тяжести или центр масс предмета. Это строгая физическая закономерность, и никаких других вариантов вращения движущегося предмета не существует.

Одной из динамических характеристик вращательного движения предмета является так называемый момент инерции предмета. Момент инерции физического тела — это степень сопротивления данного тела внешним вращающим воздействиям.

Перемещение свободного предмета. Свободный предмет всегда перемещается по параболе. Форма параболической траектории движения предмета зависит от характера и силы броска, которым задается переместительное движение. Высота, форма траектории, характер горизонтального смещения, если оно есть, а также другие кинематические характеристики (например, время, в течение которого предмет находится в полете) зависят от исходных условий вылета снаряда. Эти исходные условия полностью описываются вектором начальной скорости полета предмета. Вектор начальной скорости предмета — это характеристика, которая включает в себя как скалярные величины, то есть численные величины, так и векторную характеристику, то есть направление скорости в момент вылета предмета. Зная эту исходную характеристику, можно узнать характеристики перемещения предмета в полете. Следует помнить, что для каждого определенного значения начальной скорости полета характерна совершенно определенная траектория предмета.

Движение предмета по параболической траектории носит «плоский» характер. Это означает, что параболическая траектория всегда располагается в вертикальной плоскости, что объясняется действием силы тяжести на предмет. При прочих равных условиях бросок под углом дает меньшую высоту вылета. С этой закономерностью движения предмета связано и горизонтальное смещение. Между горизонтальным смещением предмета и вертикальной составляющей существует обратная зависимость: чем больше одна величина, тем меньше другая.

Еще одна существенная характеристика кинематики предмета — это время его безопорного движения. В общем случае время (t) определяется следующей формулой:

,

-7-

где g — ускорение свободного падения, h — максимальная высота броска предмета.

Из данной формулы вытекает, что время определяется исключительно высотой. Таким образом, перемещение предмета по горизонтали не влияет на длительность безопорного движения предмета.

Все элементы кинематики имеют большое значение, так как в интервале времени между броском и ловлей предмета гимнастка может произвольно двигаться. Очевидно, что от момента броска до момента ловли гимнастка должна перемещаться вслед за предметом со средней скоростью, равной горизонтальной составляющей перемещения самого предмета. Только тогда возможна точная ловля предмета, так как спортсменка оказывается в зоне его падения.

-8-