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
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.
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-
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.
|
|
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.