Сохранение устойчивости тела в статических упражнениях

Техника гимнастических упражнений подчиняется закономерностям механики, в которой выделяются ее составные части: статика, кинематика, динамика. Виды и условия равновесий тел изучает статика. Принято выделять четыре вида статических равновесий: устойчивое, неустойчивое, ограниченно–устойчивое, безразличное. Принадлежность к конкретному виду равновесий определяется «поведением» тела при его отклонении от первоначального (базового) положения. Поясним сказанное рисунками, на которых каждый вид равновесия представлен механической (физической) моделью.

На рис. 173 показана модель устойчивого равновесия в виде маятника. Если маятник отклонить на некоторый угол ₤ из положения 1 в положение 2, а затем отпустить его, то после нескольких колебаний он обязательно остановится под действием момента силы тяжести, который называется моментом устойчивости: Му= РL, где Р – сила тяжести, L – плечо силы тяжести. То же произойдет с гимнастом, находящимся в висе на любом снаряде. Характерным признаком устойчивого равновесия является расположение центра масс тела ниже точки (площади) опоры.

Рис. 173

Моделью неустойчивого равновесия может служитьстержень (столб) с очень малой площадью опоры, свободно стоящий на поверхности (рис. 174). При самом незначительном отклонении от вертикали произойдет падение (опрокидывание) тела под действием момента опрокидывания: Мо=РL.

Рис. 174

В качестве примера из гимнастической практики к неустойчивому равновесию можно отнести стойку на одной руке или стойку на полупальцах одной ноги. Характерным признаком неустойчивого равновесия является расположение общего центра масс тела (ОЦМ) выше площади опоры.

Третий вид равновесия называется ограниченно–устойчивым равновесием (ОУР). ОУР проявляется в упражнениях, когда гимнаст опирается на относительно большую площадь, находясь при этом выше опорной поверхности. К таким упражнениям относятся различные стойки на руках, на одной и двух ногах, на голове и руках, выполняемые на брусьях и кольцах, на полу и на партнере.

На рис. 175 показана механическая модель ОРУ. Проследим «поведение» предмета, свободно стоящего на ровной поверхности. В первоначальном (базовом) положении 1 предмет неподвижен, т.к. общий центр масс (его проекция) расположен в пределах площади опоры и все точки его основания касаются поверхности. В положении 2 ОЦМ предмета не вышел за пределы площади опоры и в случае прекращения воздействия (поворота, наклона в сторону), предмет вернется в положение 1. Причина возвращения – действие момента устойчивости: Му= РL₂, где Р – сила тяжести, L₂ – плечо силы.

Рис. 175

Если же наклонить предмет в положение 3 и отпустить поддержку, то произойдет падение (опрокидывание) предмета, благодаря действию момента опрокидывания: Мо= РL₃. Заметим, что ограниченно–устойчивое равновесие является управляемым равновесием – УР, т.к. гимнаст в известных пределах может самостоятельно ликвидировать начало падения за счет компенсаторных действий, суть которых сводится к тому, чтобы ОЦМ тела всегда находился в пределах площади опоры.

Наконец, существует так называемое безразличное равновесие, особенность которого состоит в том, что тело в случае его отклонения от начального положения остается в новом положении без изменения своего «поведения».

На рис. 176 показана модель безразличного равновесия в виде шара, находящегося в гладкой горизонтальной площадке. При откате шара из положения 1 в положение 2 и его остановке, шар останется в неподвижном состоянии, т.к. отсутствует побудительная причина для его движения по площадке, т.е. Мо=Му=О.

Рис. 176

Примером безразличного равновесия в гимнастике с определенной долей условности может служить спортсмен, находящийся в плотной группировке в положении лежа на полу.