VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Один из возможных путей совершенствования техники в спорте – оптимизация движений на основе использования классических законов механики. Принципам формирования рациональных двигательных действий в спорте посвящены многочисленные теоретические и практические разработки ученых и тренеров всего мира. Но, несмотря на наличие довольно значительного массива исследований в этой области, вряд ли можно говорить о том, что все задачи, связанные с эффективным управлением движением, нашли свое полное разрешение.

Высокая теоретическая и практическая значимость проблемы формирования двигательных движений при занятиях спортом, противоречивость и многоплановость рассматриваемых аспектов определили актуальность предпринятого исследования. Осознание чрезвычайной сложности и вместе с тем познаваемости двигательной деятельности спортсмена определило цель данной статьи, а именно: как достичь высоких результатов в спорте, используя исследования в области биомеханики? Так, на примере изучения движения горнолыжника, скатывающегося со склона, можно убедиться в значимости законов теоретической механики в области кинематики и динамики. Нужно выяснить: какой угол входа в поворот наиболее оптимальный, и каков наилучший радиуса кривизны траектории, который наряду с требованием кратчайшего пути спуска должен исключать участки с резким торможением и способствовать хорошему скольжению [1] И здесь наука отвечает: главным нюансом в спуске горнолыжника, является поворот с ускорением, который зависит от положения корпуса спортсмена.

При движении по дуге на лыжника действуют сила тяжести и центробежная сила инерции. В начале поворота их равнодействующая минимальна, а в конце дуги максимальна [1]. Приседая, принимая положение «яйца» с минимальным лобовым сопротивлением лыжник совершает отрицательную работу, а вставая – положительную, тем самым совершая работу обратную той работе, которая препятствует движению.

Таким образом, придается ускорение, которое необходимо лыжнику при прохождении виража, чтобы не потерять скорость спуска. Но на лыжах можно не только скатываться, но и прыгать на дальность с трамплина. Однако в данной ситуации без тонких расчетов, основанных на знании аэродинамики не обойтись. В противном случаи, прыжок представляет смертельную угрозу для спортсмена ,и особенно для новичка.

Кратко цель прыгуна звучит так: "как прыгнуть, чтобы улететь подальше и не разбиться?" Ответ кроется в изучении аэродинамических свойств системы «человек – лыжи». В самом начале исследований, механиками была разработана "парашютирующая" техника прыжка: спортсмены взлетали вверх, вращая руками, и затем, наклонив корпус вперед, словно ложились на образуемую воздушную подушку. [2] Но наука не стоит на месте. С появлением аэродинамического стиля полета в 1954 году все изменилось: прыгуны перестали вращать руками во время прыжка, плотно прижимая их к корпусу (или вытягивая вперед), лежали почти параллельно лыжам, что значительно увеличило дальность полетов.

Однако, окончательный результат работ ученых, механиков, в поисках наилучшей техники прыжка был получен в 1989 году [2]. Так называемый V-образный прыжок. Спортсмены стали разводить носки лыж после отрыва от стола отталкивания, значительно увеличив дальность полетов. Рекорды не заставили себя долго ждать.

Не малый интерес люди проявляют к фигурному катанию а особенно к эффектным вращениям, которые высоко ценятся в данном виде спорта.: «Как ,вроде бы вращаясь вокруг своей оси со средней скоростью, спортсмен вдруг ускоряется?» Казалось бы интересное явление, но для механики – обычное дело.

Ответ кроется в свойствах инертности тел. Мерой инертности тела является его масса. Во вращательном движении особое значение приобретает распределение массы тела относительно оси вращения: удаление массы тела от оси вращения увеличивает инертность тела во вращательном движении вокруг этой оси, а приближение к оси уменьшает. Именно поэтому приближение звеньев тела к оси вращения в процессе группировки, т. е. уменьшение момента инерции, обусловливает увеличение скорости вращения тела и наоборот.[3]

Дальнейшие исследования вращений с точки зрения механики выявляют очень важные и интересные факты: при сравнении моментов инерции тела в различных положениях позволяет, в частности, установить, что группировка рук из положения в стороны может увеличить скорость вращения тела почти вдвое, а переход из положения ласточки в положение стоя с руками вдоль тела – более чем в семь раз. Данные теоретические предпосылки дают понять важность даже небольшого расстояния положения рук от оси вращения, которые влияют на скорость вращения и, следовательно, на успех выполнения данного элемента фигуристом.

Вообще, в своем роде, возможности человеческого тела по истине безграничны. Однако без соответствующего вклада знаний, к примеру, механики движения тел, спортсмены, практикующие прыжок в высоту, не достигнут высоких результатов

Растущая конкуренция на международной арене приводит к поиску новых, более рациональных, технических форм прыжка, средств и методов тренировки. Особенно большие изменения происходили в технике прыжка.

Построение движений подчиняется биомеханическим закономерностям, без знания которых невозможен целенаправленный плодотворный тренировочный процесс. Целевым назначением спортивной техники в прыжках в высоту является достижение максимально высокого, индивидуального для каждого прыгуна спортивного результата.

Достижение этой цели связано с решением двух основных задач:

1. Максимально использовать скорость разбега, реактивные, инерционные, упругие и активные силы в отталкивании для достижения максимальной высоты взлета;

2. Эффективно реализовать достигнутую высоту взлета при переходе через планку [4].

Больше всего внимания уделяется разбегу, и углу положения тела перед прыжком. Разбегаясь, спортсмен запасает кинетическую энергию и приводит тело в положение, удобное для использования части этой энергии на движение вверх. Именно поэтому прыжки в высоту с разбега оказываются эффективнее прыжков с места. Механизм использования приобретенной в разбеге кинетической энергии прост. Суть его заключается в том, что тело, движущееся с определенной скоростью, взаимодействует с опорой при помощи ноги, выставленной вперед [4].

В итоге, на основе анализа данных, было выявлено, что при положении корпуса человека в 38 градусов относительно вертикальной оси, даже не выполняя далее никаких действий, после разбега во время толчка тело изменяет направление своего движения, приобретая вертикальную скорость. Учитывая данные достижения в изучении движения прыгунов, все, что требуется от спортсмена для перелета планки – это хорошо разогнаться.

Наверное, одним из самых первых видов спорта, где применялись законы биомеханики – это борьба. Вся техника борьбы основана на знании биомеханики и анатомии человеческого тела. Используя свои руки и ноги в качестве рычагов и опор выполняются все технические приемы, в частности всевозможные броски .

Главной целью любого борца является выведение из положения равновесия своего соперника. Биомеханическим критерием степени устойчивости тела является место расположения его центра масс (ЦМ) ,причем любые, даже малозначительные смещения центра масс относительно опоры изменяют устойчивость. Наиболее устойчивым положение борца бывает в тех случаях, когда его ЦМ находится ближе всего к опоре, – при низкой стойке. Не менее важным критерием устойчивости является величина площади опоры тела. Степень устойчивости тела прямо пропорциональна площади его опоры. Следовательно, борец должен стремиться к увеличению площади опоры и снижению высоты расположения над ней ЦМ.[5]

В качестве другого примера эффективности использования знаний законов биомеханики при прогнозировании возможностей противника, можно привести анализ возможностей сохранения противником статического (противонаправленного) равновесия. Если у противника длина стопы относительно длиннее обычного, то он обладает повышенным качеством статической устойчивости и для его опрокидывания следует использовать броски с вертикальным отрывом от ковра.[5] Если у противника пяточная кость слишком выдается назад, то он устойчив к выведению из равновесия назад. Если у противника, при относительно небольшой двуглавой мышце, сухожилие прикреплено к кости предплечья на сантиметр ниже обычного, то ее сила может быть на порядок выше обычной.

Часто спортсмены ,которые более глубоко изучают механику данного вида спорта ,придумывают свои «коронные» более совершенные и эффективные приемы ,что в последствии помогает им одержать победу.

В погоне за победой, спортсмены, в частности гимнастки, придумывают и выполняют невероятные, и в то же время травмоопасные элементы. И конечно, без надлежащих исследований в сфере возможностей тела гимнасток, рисковать никто не будет. Огромную значимость в этой сфере имеет труд Ю.К.Гавердовского: «Техника гимнастических упражнений» где рассмотрены и изучены всевозможные технические элементы, которые физически сможет выполнить спортсменка.

Человеческий организм предлагается представлять n последовательно соединенными идеальными шаровыми шарнирами (моделирующими суставы) твёрдыми телами (звеньями) [6].

Анализ основных видов движений в художественной гимнастике - равновесий, прыжков, поворотов с точки зрения теоретической механики, позволил выявить некоторые существенные ошибки их исполнения, обусловленные неправильными представлениями гимнасток о возможных способах управления телом.

В спортивной практике все движения целенаправленны, а эффективность различных вариантов движений зависит от того, насколько рационально спортсмен использует свои возможности и законы движений -учет механических закономерностей двигательных действий[6].Четкое представление тренера об открытиях и достижениях в сфере наук (теоретическая механика, биофизика, биомеханика), связанных с двигательными актами, позволит на научной основе строить алгоритмы обучения и совершенствования техники реализации сложных движений.

Коррекция неправильных с технической стороны действий, кроме прочего, должна опираться на информацию о физико-механических параметрах движения, и быть направленной на установление границ их оптимальных значений, определяемых выполнением того или иного закона (теоремы о движении центра масс, об изменении количества движения, кинетического момента, кинетической энергии механической системы, условия равновесия произвольных систем сил и др.).

Несмотря на наукоемкость обобщенного моделирования движений в сложнокоординированных видах спорта, внедрение современных компьютерных технологий позволяет продолжать разработки в этом направлении.

1.http://otherreferats.allbest.ru/sport/00230144_0.html

2. http://www.bestreferat.ru/referat-95682.html

3. http://www.tulup.ru/articles/292/vrathatelnye_dvizhenija.html

4.http://xreferat.ru/103/572-1-metodika-obucheniya-tehnike-pryzhka-v-vysotu-s-razbega-sposobom-fosberi-flop-deteiy-13-15-let.html

5.http://www.xliby.ru/sport/greko_rimskaja_borba_uchebnik/p2.php#metkadoc12

6.Рощева Т.А. Дипломная работа «Физические возможности тела в художественной гимнастике »

 

 

 

Код для цитирования: Скопировать