Возможность передвигаться и прыгать с максимальной скоростью. Развитие скорости, упражнения по повышению скорости бега

кл слова: физ качества, скорость, научные, биомеханика

2. Динамика скорости


5. Биомеханические аспекты двигательных реакций

1.Приятие о скоростных качествах
Скоростные качества характеризуются способностью человека со вершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени. При этом предполагается, что выполнение задания длится небольшое время и утомление не возникает.

Принято выделять три основные (элементарные) разновидности проявления скоростных качеств:

1) скорость одиночного движения (при малом внешнем сопро тивлении);

2) частоту движений;

3) латентное время реакции.

Между показателями скорости одиночного движения, частоты движений и латентного времени реакции у разных людей корреляция очень мала. Например, можно отличаться очень быстрой реакцией и быть относительно медленным в движениях и наоборот. Имея это в виду, говорят, что элементарные разновидности скоростных качеств относительно независимы друг от друга.

В практике приходится обычно встречаться с комплексным про явлением скоростных качеств. Так, в спринтерском беге результат зависит от времени реакции на старте, скорости отдельных движений (отталкивания, сведения бедер в безопорной фазе) и частоты шагов. Скорость, достигаемая в целостном сложнокоординированном дви жении, зависит не только от скоростных качеств спортсмена, но и от других причин (например, скорость бега — от длины шагов, а та, в свою очередь, от длины ног, силы и техники отталкивания), поэтому она лишь косвенно характеризует скоростные качества, и при деталь ном анализе именно элементарные формы проявления скоростных качеств оказываются наиболее показательными.

В движениях циклического характера скорость передвижения не посредственно определяется частотой движений и расстоянием, про ходимым за один цикл (длиной «шага»):

f=частота l- длина шага

С ростом спортивной квалификации (а следовательно, и с увели чением максимальной скорости передвижения) оба компонента, опре деляющие скорость передвижения, как правило, возрастают. Однако в разных видах спорта по-разному. Например, в беге на коньках основное значение имеет увеличение длины «шага», а в плавании — примерно в равной степени оба компонента. При одной и той же максимальной скорости передвижения у разных спортсменов могут быть значительные различия в длине и частоте шагов.

2. Динамика скорости

Динамикой скорости называется изменение скорости движущегося тела, то есть функция вида: v = f (t) либо v = f (l), где v — скорость, t — время, l — путь, f —знак функциональной за висимости.

В спорте существуют два вида заданий, требующих проявления максимальной скорости. В первом случае необходимо показать мак симальную мгновенную скорость (в прыжках — к моменту отталкива ния; в метании — при выпуске снаряда и т. п.); динамику скорости при этом выбирает сам спортсмен (например, он может начать движение чуть быстрее или медленнее). Во втором случае необходимо выполнить с максимальной скоростью (в минимальное время) все движение (пример: спринтерский бег). Здесь тоже результат зависит от динамики скорости. Например, в спринтерском беге наилучший результат до стигается в тех попытках, где мгновенные скорости на отдельных отрезках стартового разгона являются максимальными для данного человека.

Во многих движениях, выполняемых с максимальными скоростями, различают две фазы: 1) увеличения скорости (стартового разгона), 2) относительной стабилизации скорости (рис. 49). Характеристикой первой фазы является стартовое ускорение, второй — дистанционная скорость. Так, кривая скорости в спринтерском беге может быть описана уравнением

V(t)=vm(1-e-kt)

где v (t) — значение скорости в момент времени t , v — максимальное значение скорости; е— основание натуральных логарифмов; к—индивидуальный па раметр, характеризующий ускорение при разгоне со старта. Чем больше величина к, тем быстрее достигает спортсмен своей максимальной скорости. Значения v m и к не коррелируют между собой. Иными словами, способность быстро набирать «свою» максимальную скорость и спо собность передвигаться с большой ско ростью относительно независимы друг от друга. Действительно, сильнейшие спринтеры достигают своей максимальной скорости в беге примерно за то же время, что и новички, — через 5—6 с с момента ухода со старта. Можно обладать хорошим стартовым ускорением и невысокой дистанционной скоростью и наоборот. В одних видах спорта главным является стартовое ускорение (баскетбол, теннис, хоккей), в других важна лишь дистанционная скорость (прыжки в длину), в третьих существенно и то и другое (спринтерский бег).

3. Скорость изменения силы (градиент силы)

Слово «скорость» употребляется для обозначения не только быс троты изменения положения тела или его частей в пространстве, но и быстроты изменения других показателей (например, можно говорить о скорости -изменения температуры). Сила действия, которую прояв ляет человек в одной попытке, непрерывно изменяется. Это вызывает необходимость изучения скорости изменения силы — градиента силы. Градиент силы особенно важен при изучении движений, где необходимо проявлять большую силу в возможно короткое время — «взрывом». Математически градиент силы равен первой производной от силы

по времени:

Кривая нарастания силы при однократном «взрывном» усилии с последующим немедленным расслаблением имеет вид, показанный на рис. 50. Для численной характеристики градиента силы используют обычно один из следующих показателей:

1) время достижения силы, равной половине максимальной.

Нередко именно этот показатель называют градиентом силы (такое словоупотребление удобно своей краткостью, но не вполне точно);

2) частное от деления F mix / t max . Этот показатель называют скоростно-силовым индексом. Он равен тангенсу угла на рис. 50.

В тех случаях, когда речь идет о перемещении собственного тела

спортсмена (а не снаряда), удобно пользоваться так называемым коэффициентом реактивности (по Ю. В. Верхошанскому):

F max / t max * вес тела спортсмена

Скорость нарастания силы играет большую роль в быстрых движениях. Ее практическое значение легко понять из рис.51, где приведены кривые проявления силы двумя спортсменами — А и Б. У спортсмена А — большая максимальная сила и низкий градиент силы; у спортсмена Б, наоборот, градиент силы высок, а максимальные силовые возможности небольшие. При большой длительности дви жения (t > t 3) когда оба спортсмена успевают проявить свою максимальную силу, преимущество оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения движения очень коротко (меньше t 1, на рис. 51), то преимущество будет на стороне спорт смена Б.

С ростом спортивной квалификации время выполнения движений обычно сокращается и поэтому роль градиента силы становится более значимой.

Время, необходимое для достижения максимальной силы (t max), составляет примерно 300—400 мс. Время проявления силы действия во многих движениях значительно меньше. Например, отталкивание в беге у сильнейших спринтеров длится менее 100 мс, отталкивание в прыжках в длину — менее 150—180 мс, отталкивание в прыжках в высоту — менее 250 мс, финальное усилие в метании копья — примерно 150 мс и т. п. Во всех этих случаях спортсмены не успевают проявить свою максимальную силу и достигаемая скорость зависит в значи тельной степени от градиента силы. Например, между высотой прыжка вверх с места и коэффициентом реактивности очень большая корреляция (прыгает выше тот спортсмен, кто при том же собственном весе может развить большую силу отталкивания за наименьшее время).

4. Параметрические и непараметрические зависимости между силовыми и скоростными качествами

Если спортсмен несколько раз выполняет одно и то же движение (например, толкание ядра с места), стремясь показать в каждой попытке наилучший результат, а параметры двигательного задания (в частности, вес ядра) при этом меняются, то величины силы действия, приложенной к ядру, и скорость вылета ядра будут связаны друг с другом параметрической зависимостью.

Под влиянием тренировки параметрическая зависимость «сила — скорость» может измениться по-разному. Это определяется тем, какие тренировочные средства и методы использовались спортсменом (рис. 52).

Существенно, что прирост скорости при движениях со средними сопротивлениями (а такими сопротивлениями в реальных спортивных условиях могут быть, например, вес и масса собственного тела или снаряда) может происходить при разном соотношении прироста си ловых и скоростных качеств: в одних случаях (рис. 52, А) — за счет роста скоростных качеств (v mm) b других (рис. 52, Б) — за счет роста силовых качеств (F mm).

Какой путь роста скоростных по казателей является в тренировке более выгодным, зависит от многих причин (возраста спортсмена, стажа занятий, вида спорта и др.), и в частности от величины сопротивления (в % от F mm), которое приходится преодолевать спортсмену: чем оно больше, тем более важно повышение силовых качеств. Это подтверждается, в част ности, величинами непараметриче ских зависимостей между показате лями силовых качеств спортсмена (F mm) и скоростью выполнения движе ний (v т) при разных величинах сопро тивления. Так, в одном из экспери ментов (Ю. И. Смирнов) коэффициен ты корреляции были равны: без отяго щения—0,131, с отягощением 1 кг — 0,327, с отягощением 3 кг —0,630, с отягощением 8 кг — 0,824.

Поэтому чем больше величина преодолеваемого сопротивления, тем выгоднее в тренировке повышать скорость (р т) за счет роста силовых показателей

5. Биомеханические аспекты двигательных реакций

Различают простые и сложные двигательные реакции. Про стая реакция — это ответ заранее известным движением на заранее известный (внезапно появляющийся) сигнал. Примером может быть скоростная стрельба из пистолета по силуэтам, старт в беге и т. п. Все остальные типы реакций — когда заранее не

известно, что именно надо делать в ответ на сигнал и каким будет этот сигнал, — называются сложными. В двигательных реакциях различают:

а) сенсорную фазу — от момента появления сигнала до первых признаков мышечной активности (обычно они регистрируются по ЭМГ, т. е. по появлению электрической активности в соответству-ющих мышечных группах);

Б)премоторную фазу (электромеханический интервал — ЭМИ) — от появления электрической активности мышц до начала движения. Этот компонент наиболее стабилен и составляет 25—60 мс;

в) моторную фазу — от начала движения до его завершения (например, до удара по мячу).

Сенсорный и премоторный компоненты образуют латентное время реагирования.

С ростом спортивного мастерства длительность как сенсорного, так и моторного компонента в сложных реакциях сокращается. Однако в первую очередь сокращается сенсорная фаза (спортсмену нужно меньше времени для принятия решения), что позволяет более точно, спокойно и уверенно выполнить само движение. Вместе с тем, как бы она ни сокращалась, нужно иметь возможность наблюдать объект реакции (мяч, противника и т. п.) достаточное время. Когда движу щийся объект попадает в поле зрения, глаза начинают двигаться, как бы сопровождая его. Это движение глаз происходит автоматически и не может быть произвольно заторможено или ускорено (правда, на спортсменах высокого класса такие исследования пока не проводились:

быть может, они и умеют это делать). Приблизительно через 120 мс после начала прослежива-ющего движения глаз происхо дит опережающий поворот голо вы примерно в то место прос-транства, куда передвигается объект и где он может быть «пе рехвачен». Поворот головы про исходит также автоматически (даже у людей, плохо умеющих ловить мяч), но при желании может быть заторможен. Если поворот головы не успевает про изойти и вообще если время наблюдения за движущимся объектом мало, успешность ре акции уменьшается (рис. 53).

Большое значение в сложных реакциях приобретает умение предугадывать действия против ника (например, направление,и характер удара или броска мяча или шайбы); Подобное умение на-зывают антиципацией, а соответ ствующие реакции — антици пирующими.

Что касается моторной фазы реакции, то продолжительность ее при разных вариантах техни-ческих действий различна. Нап ример, для того чтобы поймать" мяч, требуется больше времени, чем для того, чтобы его отбить. У вратарей-гандболистов ско рости движений при защите разных углов ворот различны; различны поэтому и расстояния, с которых они могут успешно отражать броски в разные секторы ворот (табл. 6, Во А. Голуху, переработано). Расстояния, с которых мяч уже не может быть пойман или отражен без антиципации, иногда называют «мертвой зоной».

Аналогичные закономерности существуют и в других спортивных играх.

Прыжок – это способ преодоления расстояния с помощью акцентированной фазы полета.

Цель легкоатлетических прыжков – прыгнуть возможно дальше или выше.

Все прыжки в легкой атлетике можно разделить на два вида:

1) соревновательные виды прыжков, обусловленные четкими официальными правилами, – прыжок в длину с разбега, прыжок в высоту с разбега, тройной прыжок с разбега и прыжок с шестом;

2) различные прыжки, имеющие тренирующее значение, – прыжки с места, многократные прыжки, спрыгивания в глубину, выпрыгивания и т.д.

Прыжок – однократное упражнение, в котором нет повторяющихся частей и фаз движения. Характерной его особенностью является полет.

Дальность и высота полета тела зависят от начальной скорости и угла вылета. Чтобы достигнуть высоких спортивных результатов, прыгуну необходимо развить наибольшую начальную скорость полета тела и направить ее под выгодным (оптимальным) углом к горизонту. Траектория ОЦМТ спортсмена в полете определяется формулами:

где S – длина и Н – высота траектории ОЦМТ (без учета его высоты в момент вылета и приземления), ν – начальная скорость ОЦМТ в полете, α – угол вектора скорости к горизонтали в момент вылета, g – ускорение свободно падающего тела, h – высота ОЦМТ в конце отталкивания.

Каждый прыжок условно (для удобства анализа) делится на четыре части: разбег, отталкивание, полет и приземление. Каждая из них имеет соответствующее значение для достижения спортивного результата. Самой важной для прыжков частью двигательного действия является отталкивание.

Механизм отталкивания легче всего рассмотреть на модели отталкивания при прыжке в высоту с места (рис. 4). Оттолкнуться при выпрямленных суставах тела невозможно. Прежде надо согнуть ноги и наклонить туловище. Это и есть подготовка к отталкиванию. Из согнутого положения тела и происходит отталкивание, т.е. распрямление ног и туловища. В этом случае во время выпрямления звеньев тела прыгуна действуют две силы, равные по величине и направленные в противоположные стороны. Одна из них направлена вниз и приложена к опоре, другая приложена к телу прыгуна и направлена вверх. Кроме того, на опору действует и сила тяжести (вес тела). Силы, воздействующие на опору, вызывают реакцию опоры. Однако реакция опоры не является движущей силой, она лишь уравновешивает силы, воздействующие на опору. Другая сила, направленная вверх, приложена к подвижным звеньям. Это сила напряжения мышц.

Относительно каждого звена сила тяги мышцы, приложенная к нему извне, служит внешней силой. Следовательно, ускорения ОЦМТ звеньев обусловлены соответствующими внешними для них силами, т.е. тягой мышц. При достаточно большой силе мышечной тяги, превышающей силу веса тела и проявляющейся в кратчайшее время, создается ускоренное перемещение тела вверх, придающее ему нарастающую скорость. При ускорении подъема тела возникают силы инерции, направленные противоположно ускорению и увеличивающие напряжение мышц. В начальный момент распрямления тела давление на опору достигает наибольшего значения, а к концу отталкивания снижается до нуля. Одновременно скорость подъема вверх от нуля в исходной позе прыгуна достигает максимального значения к моменту отрыва от опоры. Скорость вылета ОЦМТ прыгуна в момент отрыва его от опоры называется начальной скоростью вылета. Выпрямление в суставах происходит с определенной последовательностью. Вначале включаются более крупные, медленные мышцы, а затем более мелкие, но быстрые. В отталкивании первыми начинают разгибание тазобедренные суставы, затем коленные. Заканчивается выпрямление ног подошвенным сгибанием голеностопных суставов. При этом, несмотря на последовательное включение всех мышечных групп в активную работу, заканчивают они сокращаться одновременно (рис. 4).

Путь, по которому к опорной фазе перемещается ОЦМТ прыгуна, ограничен, следовательно, особенно важна способность прыгуна развивать максимальную силу на этом пути в кратчайшее время. Имеется тесная связь силы мышц, быстроты их сокращения и массы тела. Чем больше силы приходится на килограмм веса прыгуна (при прочих равных условиях), тем быстрее и эффективнее он может оттолкнуться. Следовательно, прыгунам особенно необходимо повышать силу мышц и не иметь лишнего веса. Но решающую роль всегда играет быстрота отталкивания. Чем быстрее (в оптимуме) растягивание мышц, тем эффективнее проявляется сила и быстрота их сокращения. Следовательно, чем короче и быстрее (также в оптимуме) предварительное сгибание ног, тем сильнее и быстрее обратная реакция мышц – сокращение, а значит, тем эффективнее отталкивание.

Однако отталкивание в любых подскоках и прыжках не происходит само собой, механически, лишь за счет использования эластичности мышц и рефлекторного возникновения в них напряжения. Решающую роль в эффективной работе мышц играют импульсы центральной нервной системы (ЦНС), настройка на предстоящее действие, волевые усилия и рациональная координация движений. Даже выполнение простых упругих подпрыгиваний на месте требует от каждого спортсмена волевого усилия и определенного умения.

Маховые движения при отталкивании. Отталкивание в прыжках усиливается дугообразным взмахом прямых или согнутых (в зависимости от вида прыжка) рук.

Из предварительного замаха руки совершают ускоренный подъем вверх по дугообразному пути. Когда ускорения маховых звеньев направлены от опоры, возникают силы инерции этих звеньев, направленные к опоре. Совместно с весом тела они нагружают мышцы ног и этим увеличивают их напряжение и продолжительность сокращения. В связи с этим увеличивается и импульс силы, равный произведению силы на время ее действия, а больший импульс силы дает больший прирост количества движения, т.е. больше увеличивает скорость.

Как только взмах замедляется, нагрузка на мышцы ног резко уменьшается, а избыточный потенциал напряжения мышц обеспечивает более быстрое и мощное окончание их сокращения. Известно, что и с помощью только одного взмаха руками можно сделать небольшой подскок, поскольку энергия движущихся рук передается остальной массе тела в момент, когда положительное ускорение махового движения переходит в отрицательное (замедление). Такая координационная взаимосвязь объясняет ускорение отталкивания за счет волевого усилия, обращенного на убыстрение взмаха руками.

Есть ряд способов выполнения маховых движений.

Наиболее эффективен дугообразный взмах вытянутыми руками, хотя при одинаковом угловом ускорении он требует больших мышечных усилий, чем взмах согнутыми руками. При одинаковых усилиях мышц мах выпрямленными конечностями выполняется медленнее, что менее выгодно для отталкивания. Еще важнее маховое движение ногой. Оно выполняется при прыжках с разбега. Механизм его действия такой же, как и при взмахе руками. Однако вследствие большей массы маховой ноги, большей силы мышц и большей скорости движения тела эффективность махового движения ногой значительно возрастает. Для эффективного маха ногой необходимо прикладывать усилия на возможно более длинном пути. Это достигается за счет того, что маховая нога перед началом отталкивания, т.е. перед постановкой опорной ноги на грунт, находится далеко сзади – в положении замаха. С другой стороны, путь взмаха ногой может быть удлинен за счет более позднего его окончания. Для этого помимо силы мышц необходима их эластичность, а также большая подвижность в суставах. Поэтому важно, чтобы переход положительного ускорения маховой ноги к отрицательному происходил в более высокой точке.

К окончанию отталкивания ОЦМТ должен подняться как можно выше. Полное выпрямление ноги и туловища, подъем плеч и рук, а также высокое положение маховой ноги в момент окончания отталкивания и создают наиболее высокий подъем ОЦМТ перед взлетом. В этом случае взлет тела начинается с большей высоты.

Разбег. В разбеге решаются две задачи: приобретение скорости, необходимой для прыжка, и создание условий, удобных для выполнения отталкивания. Разбег имеет исключительное значение для достижения результата в прыжках.

В прыжках в длину, тройным и с шестом необходимо стремиться к достижению максимальной, но контролируемой скорости. Поэтому величина разбега достигает 18, 20, 22 беговых шагов (свыше 40 м). Направление разбега прямолинейное. В прыжках в высоту направление разбега может быть прямолинейным, под углом к планке, а также дугообразным. Скорость разбега должна быть оптимальной (слишком высокая скорость не позволит выполнить отталкивание под необходимым углом). Поэтому величина разбега здесь обычно составляет 7-11 беговых шагов.

Разбег производится с ускорением, наибольшая скорость достигается на последних шагах. Однако для каждого вида прыжка разбег имеет свои особенности: в характере ускорения, в ритме шагов и их длине. В конце разбега ритм и темп шагов несколько изменяются в связи с подготовкой к отталкиванию. Поэтому соотношение длины последних 3-5 шагов разбега и техника их выполнения имеют некоторые особенности в каждом виде прыжка. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы подготовка к отталкиванию не привела к снижению скорости разбега, особенно в последнем шаге. Скорость разбега и быстрота отталкивания взаимосвязаны: чем быстрее последние шаги, тем быстрее отталкивание. Переход прыгуна от разбега к отталкиванию – важный элемент техники прыжков, в значительной мере определяющий их успешность.

Отталкивание. Отталкивание после разбега – наиболее важная и характерная часть легкоатлетических прыжков. Отталкивание продолжается от момента постановки толчковой ноги на грунт до момента отрыва. Задача отталкивания сводится к изменению направления движения ОЦМТ прыгуна, или, иными словами, к повороту вектора скорости ОЦМТ на некоторый угол вверх.

В момент соприкосновения с грунтом толчковая нога испытывает значительную нагрузку, величина которой определяется силой энергии движения тела и углом наклона ноги.

В настоящее время для отталкивания стало характерным стремление к постановке толчковой ноги движением, похожим на беговое, т.е. сверху, вниз, назад. Это так называемое загребающее движение, или захват. Сущность его состоит в том, что такая постановка ноги способствует меньшим потерям горизонтальной скорости в процессе отталкивания. Прыгун как бы подтягивает к себе опору, отчего быстрее проходит вперед через толчковую ногу. Этому способствует также напряжение мышц задней поверхности опорной ноги, таза и туловища. Конечно, это движение «маятника с нижней опорой» в различных прыжках выполняется по-разному. Следует отметить, однако, что при любом отталкивании с большого разбега скорость вылета тела всегда меньше скорости разбега.

Угловыми параметрами, характеризующими отталкивание, принято считать:

– угол постановки – угол, образованный осью ноги (прямой, проведенной через основание кости бедра и точку касания ногой грунта) и горизонталью;

– угол отталкивания – угол, образованный осью ноги и горизонталью в момент отрыва от грунта. Это не совсем точно, но удобно для практического анализа;

– угол амортизации – угол в коленном суставе в момент наибольшего сгибания (рис. 5).

Отталкивание осуществляется не только за счет силы мышц-разгибателей толчковой ноги, но и координированных действий всех частей тела прыгуна. В это время происходит резкое разгибание в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах, быстрый взмах маховой ноги и рук вперед-вверх и вытягивание тела вверх.

Полет. После отталкивания прыгун отделяется от земли, и ОЦМТ описывает определенную траекторию полета. Эта траектория зависит от угла вылета, начальной скорости и сопротивления воздуха. Сопротивление воздуха в полетной части прыжков (в том случае, если нет сильного встречного ветра, более 2-3 м/сек.) очень незначительно, поэтому его можно не учитывать.

Угол вылета образуется вектором начальной скорости полетной фазы и линией горизонта. Часто для удобства анализа его определяют по наклону результирующего вектора горизонтальной и вертикальной скоростей, которыми обладает тело прыгуна в заключительный момент отталкивания.

Измерения прыгучести (толчком одной ногой с разбега) показали, что в полетной фазе ОЦМТ у спортсменов, хорошо подготовленных для прыжков в высоту, поднимается на 105-120 см, при этом вертикальная составляющая скорости достигает 4,65 м/сек. Эта составляющая при прыжках в длину и тройным не превышает 3-3,5 м/сек. Наибольшая горизонтальная скорость достигается при разбеге в прыжках в длину и тройным – свыше 10,5 м/сек. у мужчин и 9,5 м/сек. у женщин. Однако надо учитывать потерю горизонтальной скорости в отталкивании. В прыжках в длину и тройным эти потери могут доходить до 0,5-1,2 м/сек.

Полет в прыжках характеризуется параболической формой траектории ОЦМТ прыгуна. Движение ОЦМТ прыгуна в полетной части следует рассматривать как движение тела, брошенного под углом к горизонту. В полете прыгун движется по инерции и под действием силы тяжести. При этом в первой половине полета ОЦМТ прыгуна равнозамедленно поднимается, а во второй половине равноускоренно падает.

В полете никакие внутренние силы прыгуна не могут изменить траекторию ОЦМТ. Какие бы движения прыгун ни сделал в воздухе, он не может изменить параболическую кривую, по которой движется его ОЦМТ. Движениями в полете прыгун может только изменить расположение тела и его отдельных частей относительно своего ОЦМТ. При этом перемещение центров тяжести одних частей тела в одном направлении вызывает уравновешивающие (компенсаторные) движения других частей тела в противоположном направлении.

Например, если прыгун во время полета в прыжке в длину будет держать руки вытянутыми вверх, то при опускании их центр тяжести рук переместится вниз, а все остальные части тела поднимутся вверх, хотя ОЦМТ будет продолжать двигаться по той же траектории. Следовательно, такое движение руками позволит приземлиться несколько дальше. Если бы спортсмен перед приземлением вздумал поднять руки вверх, то этим он произвел бы обратное действие и его стопы коснулись бы опоры раньше.

Все вращательные действия прыгуна в полете (повороты, сальто и т.п.) происходят вокруг ОЦМТ, который в таких случаях является центром вращения.

В частности, все способы перехода через планку в прыжках в высоту («перекидной», «фосбери-флоп», «перешагивание» и т.п.) представляют собой компенсаторные движения, которые совершаются относительно ОЦМТ. Перемещение отдельных частей тела вниз за планку вызывает компенсаторные движения других частей тела вверх, что позволяет повысить эффективность прыжка, преодолеть большую высоту.

При прыжках в длину движения в полете позволяют сохранить устойчивое равновесие и принять необходимое положение для эффективного приземления.

Приземление. В разных прыжках роль и характер приземления неодинаковы. В прыжках в высоту и с шестом оно должно обеспечить безопасность. В прыжках в длину и тройным правильная подготовка к приземлению и эффективное его выполнение позволяют улучшить спортивный результат. Окончание полета с момента соприкосновения с землей сопряжено с кратковременной, но значительной нагрузкой на весь организм спортсмена. Большую роль в смягчении нагрузки в момент приземления играет длина пути амортизации, т.е. расстояние, которое проходит ОЦМТ от первого соприкосновения с опорой до момента полной остановки движения. Чем этот путь короче, тем быстрее будет закончено движение, тем резче и сильнее сотрясение тела в момент приземления. Так, если при падении с высоты 2 м прыгун амортизировал бы нагрузку приземления на пути, равном всего 10 см, то перегрузка при этом равнялась бы 20-кратному весу спортсмена.

В настоящее время в прыжках в высоту способом «фосбери-флоп» и в прыжках с шестом приземление совершается на спину с дальнейшим переходом на лопатки или даже кувырком назад. Спортсмены лишены возможности амортизировать падение сгибанием конечностей. Амортизация происходит целиком за счет материала места приземления (мягкие маты, поролоновые подушки и т.д.).

Значительные перегрузки в момент приземления происходят и в прыжках в длину и тройным с разбега. Здесь безопасность приземления достигается падением под углом к плоскости песка, а также за счет амортизационного сгибания в тазобедренных, коленных и голеностопных суставах при нарастающем напряжении мышц (рис. 6).

Песок, уплотняемый тяжестью прыгуна, не только смягчает толчок, но и переводит движение под углом в горизонтальное, что заметно увеличивает (на 20-40 см) длину пути торможения и значительно смягчает приземление.

Регулярные занятия физической культурой и спортом – обязательное условие здорового образа жизни. Организм школьника – сложная развивающаяся система, и для правильного его роста необходимы подвижные игры, занятия физкультурой и спортом, а также закаливающие процедуры. Как влияют физические упражнения и занятия спортом на развитие растущего организма?

Под влиянием мышечной деятельности происходит развитие всех отделов центральной нервной системы и ее звена – головного мозга. Это очень важно, т.к. головной мозг перерабатывает огромный поток информации и осуществляет регуляцию слаженной деятельности организма.

Физические упражнения благотворно влияют на становление и развитие всех функций центральной нервной системы. Даже умственная деятельность невозможна без движения. Вот почему школьники, постоянно занимающиеся физкультурой и спортом, лучше усваивают изучаемый материал.

Систематические тренировки делают мышцы более сильными, а весь организм – более приспособленным к условиям внешней среды. Под влиянием мышечных нагрузок увеличивается частота сердечных сокращений, что ведет к улучшению кровообращения, сердечная мышца укрепляется.

Постоянные физические упражнения способствуют увеличению массы скелетной мускулатуры, укреплению суставов, связок, росту и развитию костей. У крепкого, закаленного человека увеличивается умственная и физическая работоспособность и сопротивляемость заболеваниям.

Гибкость Гибкость – способность человека выполнять упражнения с максимальной амплитудой движений. Упражнения на гибкость направлены на развитие подвижности во всех суставах, связках и сухожилиях. Это и наклоны, и повороты, вращения, махи, растяжка и др.

1.Приятие о скоростных качествах

Скоростные качества характеризуются способностью человека со-вершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени. При этом предполагается, что выполнение задания длится небольшое время и утомление не возникает.

Принято выделять три основные (элементарные) разновидности проявления скоростных качеств:

1) скорость одиночного движения (при малом внешнем сопро-тивлении);

2) частоту движений;

3) латентное время реакции.

Между показателями скорости одиночного движения, частоты движений и латентного времени реакции у разных людей корреляция очень мала. Например, можно отличаться очень быстрой реакцией и быть относительно медленным в движениях и наоборот. Имея это в виду, говорят, что элементарные разновидности скоростных качеств относительно независимы друг от друга.

В практике приходится обычно встречаться с комплексным про-явлением скоростных качеств. Так, в спринтерском беге результат зависит от времени реакции на старте, скорости отдельных движений (отталкивания, сведения бедер в безопорной фазе) и частоты шагов. Скорость, достигаемая в целостном сложнокоординированном дви-жении, зависит не только от скоростных качеств спортсмена, но и от других причин (например, скорость бега - от длины шагов, а та, в свою очередь, от длины ног, силы и техники отталкивания), поэтому она лишь косвенно характеризует скоростные качества, и при деталь-ном анализе именно элементарные формы проявления скоростных качеств оказываются наиболее показательными.

В движениях циклического характера скорость передвижения не-посредственно определяется частотой движений и расстоянием, про-ходимым за один цикл (длиной «шага»):

f=частота l- длина шага

С ростом спортивной квалификации (а следовательно, и с увели-чением максимальной скорости передвижения) оба компонента, опре-деляющие скорость передвижения, как правило, возрастают. Однако в разных видах спорта по-разному. Например, в беге на коньках основное значение имеет увеличение длины «шага», а в плавании - примерно в равной степени оба компонента. При одной и той же максимальной скорости передвижения у разных спортсменов могут быть значительные различия в длине и частоте шагов.

2. Динамика скорости

Динамикой скорости называется изменение скорости движущегося тела, то есть функция вида: v = f (t ) либо v = f (l ), где v - скорость, t - время, l - путь, f -знак функциональной за-висимости.

В спорте существуют два вида заданий, требующих проявления максимальной скорости. В первом случае необходимо показать мак-симальную мгновенную скорость (в прыжках - к моменту отталкива-ния; в метании - при выпуске снаряда и т. п.); динамику скорости при этом выбирает сам спортсмен (например, он может начать движение чуть быстрее или медленнее). Во втором случае необходимо выполнить с максимальной скоростью (в минимальное время) все движение (пример: спринтерский бег). Здесь тоже результат зависит от динамики скорости. Например, в спринтерском беге наилучший результат до-стигается в тех попытках, где мгновенные скорости на отдельных отрезках стартового разгона являются максимальными для данного человека.

Во многих движениях, выполняемых с максимальными скоростями, различают две фазы: 1) увеличения скорости (стартового разгона), 2) относительной стабилизации скорости (рис. 49). Характеристикой первой фазы является стартовое ускорение, второй - дистанционная скорость. Так, кривая скорости в спринтерском беге может быть описана уравнением

v(t)=v m (1-e -kt)

где v (t) - значение скорости в момент времени t , v - максимальное значение скорости; е- основание натуральных логарифмов; к-индивидуальный па-раметр, характеризующий ускорение при разгоне со старта. Чем больше величина к, тем быстрее достигает спортсмен своей максимальной скорости. Значения v m и к не коррелируют между собой. Иными словами, способность быстро набирать «свою» максимальную скорость и спо-собность передвигаться с большой ско-ростью относительно независимы друг от друга. Действительно, сильнейшие спринтеры достигают своей максимальной скорости в беге примерно за то же время, что и новички, - через 5-6 с с момента ухода со старта. Можно обладать хорошим стартовым ускорением и невысокой дистанционной скоростью и наоборот. В одних видах спорта главным является стартовое ускорение (баскетбол, теннис, хоккей), в других важна лишь дистанционная скорость (прыжки в длину), в третьих существенно и то и другое (спринтерский бег).

3. Скорость изменения силы (градиент силы)

Слово «скорость» употребляется для обозначения не только быс-троты изменения положения тела или его частей в пространстве, но и быстроты изменения других показателей (например, можно говорить о скорости -изменения температуры). Сила действия, которую прояв-ляет человек в одной попытке, непрерывно изменяется. Это вызывает необходимость изучения скорости изменения силы - градиента силы. Градиент силы особенно важен при изучении движений, где необходимо проявлять большую силу в возможно короткое время - «взрывом». Математически градиент силы равен первой производной от силы

по времени:

Кривая нарастания силы при однократном «взрывном» усилии с последующим немедленным расслаблением имеет вид, показанный на рис. 50. Для численной характеристики градиента силы используют обычно один из следующих показателей:

1) время достижения силы, равной половине максимальной.

Нередко именно этот показатель называют градиентом силы (такое словоупотребление удобно своей краткостью, но не вполне точно);

2) частное от деления F mix / t max . Этот показатель называют скоростно-силовым индексом. Он равен тангенсу угла на рис. 50.

В тех случаях, когда речь идет о перемещении собственного тела

спортсмена (а не снаряда), удобно пользоваться так называемым коэффициентом реактивности (по Ю. В. Верхошанскому):

F max / t max * вес тела спортсмена

Скорость нарастания силы играет большую роль в быстрых движениях. Ее практическое значение легко понять из рис.51, где приведены кривые проявления силы двумя спортсменами - А и Б. У спортсмена А - большая максимальная сила и низкий градиент силы; у спортсмена Б, наоборот, градиент силы высок, а максимальные силовые возможности небольшие. При большой длительности дви-жения ( t > t 3 ) когда оба спортсмена успевают проявить свою максимальную силу, преимущество оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения движения очень коротко (меньше t 1, на рис. 51), то преимущество будет на стороне спорт-смена Б.

С ростом спортивной квалификации время выполнения движений обычно сокращается и поэтому роль градиента силы становится более значимой.

Время, необходимое для достижения максимальной силы (t max ), составляет примерно 300-400 мс. Время проявления силы действия во многих движениях значительно меньше. Например, отталкивание в беге у сильнейших спринтеров длится менее 100 мс, отталкивание в прыжках в длину - менее 150-180 мс, отталкивание в прыжках в высоту - менее 250 мс, финальное усилие в метании копья - примерно 150 мс и т. п. Во всех этих случаях спортсмены не успевают проявить свою максимальную силу и достигаемая скорость зависит в значи-тельной степени от градиента силы. Например, между высотой прыжка вверх с места и коэффициентом реактивности очень большая корреляция (прыгает выше тот спортсмен, кто при том же собственном весе может развить большую силу отталкивания за наименьшее время).

4. Параметрические и непараметрические зависимости между силовыми и скоростными качествами

Если спортсмен несколько раз выполняет одно и то же движение (например, толкание ядра с места), стремясь показать в каждой попытке наилучший результат, а параметры двигательного задания (в частности, вес ядра) при этом меняются, то величины силы действия, приложенной к ядру, и скорость вылета ядра будут связаны друг с другом параметрической зависимостью.

Под влиянием тренировки параметрическая зависимость «сила - скорость» может измениться по-разному. Это определяется тем, какие тренировочные средства и методы использовались спортсменом (рис. 52).

Существенно, что прирост скорости при движениях со средними сопротивлениями (а такими сопротивлениями в реальных спортивных условиях могут быть, например, вес и масса собственного тела или снаряда) может происходить при разном соотношении прироста си-ловых и скоростных качеств: в одних случаях (рис. 52, А) - за счет роста скоростных качеств (v mm) b других (рис. 52, Б) - за счет роста силовых качеств ( F mm ).

Какой путь роста скоростных по-казателей является в тренировке более выгодным, зависит от многих причин (возраста спортсмена, стажа занятий, вида спорта и др.), и в частности от величины сопротивления (в % от F mm ), которое приходится преодолевать спортсмену: чем оно больше, тем более важно повышение силовых качеств. Это подтверждается, в част-ности, величинами непараметриче-ских зависимостей между показате-лями силовых качеств спортсмена ( F mm ) и скоростью выполнения движе-ний ( v т ) при разных величинах сопро-тивления. Так, в одном из экспери-ментов (Ю. И. Смирнов) коэффициен-ты корреляции были равны: без отяго-щения-0,131, с отягощением 1 кг - 0,327, с отягощением 3 кг -0,630, с отягощением 8 кг - 0,824.

Поэтому чем больше величина преодолеваемого сопротивления, тем выгоднее в тренировке повышать скорость (р т ) за счет роста силовых показателей

5. Биомеханические аспекты двигательных реакций

Различают простые и сложные двигательные реакции. Про-стая реакция - это ответ заранее известным движением на заранее известный (внезапно появляющийся) сигнал. Примером может быть скоростная стрельба из пистолета по силуэтам, старт в беге и т. п. Все остальные типы реакций - когда заранее не

известно, что именно надо делать в ответ на сигнал и каким будет этот сигнал, - называются сложными. В двигательных реакциях различают:

а) сенсорную фазу - от момента появления сигнала до первых признаков мышечной активности (обычно они регистрируются по ЭМГ, т. е. по появлению электрической активности в соответству-ющих мышечных группах);

б)премоторную фазу (электромеханический интервал - ЭМИ) - от появления электрической активности мышц до начала движения. Этот компонент наиболее стабилен и составляет 25-60 мс;

в) моторную фазу - от начала движения до его завершения (например, до удара по мячу).

Сенсорный и премоторный компоненты образуют латентное время реагирования.

С ростом спортивного мастерства длительность как сенсорного, так и моторного компонента в сложных реакциях сокращается. Однако в первую очередь сокращается сенсорная фаза (спортсмену нужно меньше времени для принятия решения), что позволяет более точно, спокойно и уверенно выполнить само движение. Вместе с тем, как бы она ни сокращалась, нужно иметь возможность наблюдать объект реакции (мяч, противника и т. п.) достаточное время. Когда движу-щийся объект попадает в поле зрения, глаза начинают двигаться, как бы сопровождая его. Это движение глаз происходит автоматически и не может быть произвольно заторможено или ускорено (правда, на спортсменах высокого класса такие исследования пока не проводились:

быть может, они и умеют это делать). Приблизительно через 120 мс после начала прослежива-ющего движения глаз происхо-дит опережающий поворот голо-вы примерно в то место прос-транства, куда передвигается объект и где он может быть «пе-рехвачен». Поворот головы про-исходит также автоматически (даже у людей, плохо умеющих ловить мяч), но при желании может быть заторможен. Если поворот головы не успевает про-изойти и вообще если время наблюдения за движущимся объектом мало, успешность ре-акции уменьшается (рис. 53).

Большое значение в сложных реакциях приобретает умение предугадывать действия против-ника (например, направление,и характер удара или броска мяча или шайбы); Подобное умение на-зывают антиципацией, а соответ-ствующие реакции - антици-пирующими.

Что касается моторной фазы реакции, то продолжительность ее при разных вариантах техни-ческих действий различна. Нап-ример, для того чтобы поймать" мяч, требуется больше времени, чем для того, чтобы его отбить. У вратарей-гандболистов ско-рости движений при защите разных углов ворот различны; различны поэтому и расстояния, с которых они могут успешно отражать броски в разные секторы ворот (табл. 6, Во А. Голуху, переработано). Расстояния, с которых мяч уже не может быть пойман или отражен без антиципации, иногда называют «мертвой зоной».

Аналогичные закономерности существуют и в других спортивных играх.

>>ОБЖД: Занятия физкультурой и спортом

Раздел III

Регулярные занятия физической культурой и спортом - обязательное условие здорового образа жизни.

Организм школьника - сложная развивающаяся система, и для правильного его роста необходимы подвижные игры, занятия физической культурой и спортом, закаливающие процедуры.