Правила, специфичные для КБА. В эту группу входят правила, присущие только КБА, несвойственные количественному анализу.
1. Эффект рассматриваемых движений и действий определяется грубо, приближенно, следовательно, приближенный характер носят и оценки, выводы, решения (конечные и промежуточные). Это связано прежде всего с отсутствием приборных измерений, с оценкой «на глаз». Но не только в этом причина. Иногда нельзя позволить себе учитывать много факторов, из соображений оперативности анализа приходится удовлетворяться только самыми существенными. Во многих случаях вполне устраивает приближенный характер оценок и решений, поскольку бывают нужны предельно простые и чисто качественные выводы (например, надо направить движение правее, выполнить его с меньшим перепадом скоростей, такое-то усилие начать раньше, чем пройден такой-то ориентир, а не позже).
2. Выводы КБА почти всегда должны носить вероятностный характер. Это освобождает от пут единственного варианта, позволяет легче избежать плена возможных заблуждений и ошибок, сохранить способность искать другие решения, корректировать свои определения. Конечно, предпочтение следует отдавать более вероятным вариантам-в меру отношений их вероятностей. Вероятностный характер решений и оценок-логическое следствие вынужденного игнорирования многих существенных и второстепенных факторов или неполного их учете!. Идти на это целесообразно в связи с тем, что, во-первых, невозможно учесть многие факторы одновременно (тем более гарантировать правильность их учета); во-вторых, с увеличением числа учитываемых факторов лавинообразно нарастает сложность и трудоемкость анализа,
3. Основная форма КБА - сравнительный анализ . Здесь чувствительность, точность и разрешающая способность КБА много выше, чем в других его формах. Сравнивать можно выполнение одного и того же действия (упражнения) одним или разными спортсменами на основе одного и того же или разных вариантов техники; выполнение аналогичных частей (а то и деталей) различных упражнений или действий; идеализированную схему действия с его реализованной техникой; различные модификации упражнений и т. д.
4. Должен быть четко выражен критический подход к отправным данным КБА, к оценкам и решениям . Этот подход должен проявляться прежде всего в устойчивой тенденции к проверке различных гипотез, решений, оценок. Нельзя делать (если только не вынуждают обстоятельства) категорических выводов на основании двух-трех наблюдений, тем более одного. Понимание вероятностного характера КБА косвенно способствует такого рода критическому настрою.
5. Сомнительные моменты анализа должны подвергаться экспериментальной проверке (если это не требует особых усилий и не отражается сколько-нибудь существенно на тренировке): спортсмен должен попробовать какое-то число раз выполнить рассматриваемое действие в точности так же, как выполнял, либо с задаваемыми изменениями. Такого рода контрольные повторения действия (упражнения), конечно, не гарантируют правильного решения вопроса, но существенно повышают его вероятность. Следует пользоваться (как одним из наиболее информативных) методом задаваемых изменений выполнения действия (упражнения).
6. Замеченная двигательная ошибка не всегда закономерна . поэтому следует сначала постараться ее подавить и лишь при отрицательном результате приступать к анализу; однако это не догма: во многих случаях не бывает серьезных оснований для сомнений в сущности ошибки.
7. Два правила относятся к поиску ошибок-причин:
1) его нужно основывать на анализе распознанной двигательной ошибки (или нескольких, если распознано сразу несколько), при этом нередко приходится привлекать те или иные гипотезы; 2) анализируя причинную обусловленность ошибки, следует придерживаться неизменного порядка, например: анализ внешних причин ошибки-анализ внутренних причин-непосредственный поиск ошибки-причины, или: анализ механических причин- анализ координационных причин - анализ психологических причин - анализ педагогических причин.
8. Анализируя реализованную технику упражнения (действия), нужно последовательно рассматривать: 1) избранный вариант техники упражнения и мотивы данного выбора; 2) особенности техники выполнения упражнения; 3) особенности предыдущих либо последующих упражнений (действий) и их выполнения; 4) одновременно выполняемые действия и их координационные связи с анализируемым; 5) внешние условия; 6) двигательные особенности спортсмена: физические, координационные, психические (имея в виду потенциальные возможности, багаж навыков, возможную их интерференцию; 7) состояние спортсмена: физиологическое (самочувствие, степень утомления), психическое (психическое утомление, эмоциональное состояние, специфическое отношение к данному упражнению или действию), координационное (влияние предыдущих действий, наличие временных координационных неувязок, сбоев).
9. Если в циклической системе движений и действий один или несколько циклов почему-то отличаются от остальных, надо искать сначала внешнюю причину изменений, затем ошибку в ближайших предыдущих циклах, затем особенности прогнозируемой спортсменом ситуации (прогноз может быть и ошибочным из-за каких-то неясных, обманчивых признаков) и лишь в последнюю очередь-техническую ошибку (если она не квалифицирована сразу же как бесспорно спонтанная).
10. Последовательность рассмотрения движений:
1) крупные, затем малые; 2) звенья биомеханической цепи самые дальние от участка наиболее мощного взаимодействия, затем постепенно ближние звенья1 (с учетом возникающих инерционных2 сил и моментов);
3) анализ работы звеньев биомеханической цепи в обратной последовательности: от участка наиболее мощного взаимодействия к дальним звеньям3; 4) основная рабочая биомеханическая цепь, затем остальные, косвенно влияющие на нее (инерционные воздействия, координационные взаимосвязи), конечно с учетом этого влияния, если оно существенно.
Универсальные правила. К этой группе относятся правила, справедливые не только для К.БА, но и для всех других форм анализа.
1. Чтобы облегчить решение задач анализа, их можно делить на относительно самостоятельные части и решать каждую отдельно. Деля задачу на части, необходимо соблюдать некоторые условия. Первое: нужно заменять связи, существующие между частями, конкретными воздействиями, которые они оказывают друг на друга в конкретной ситуации. Это как бы расширение метода «отсечения связей», известного в теоретической механике. Второе: выделяемая часть задачи должна представлять собой самостоятельную и притом разрешимую задачу. Третье: деление на части не должно быть слишком дробным, так как замена связей воздействиями всегда связана с погрешностями и вероятностью ошибки. Четвертое: та или иная схема деления должна быть логически оправдана с точки зрения эффективности анализа и облегчения задачи.
2. Следует взять за правило «челночный» способ решения задач , суть которого в том, что план решения составляется по принципу «от конца к началу», а реализация плана-«от начала к концу». В ряде случаев требуется неоднократный поочередный «проход в оба конца» с целью поэтапной подгонки параметров движений.
3. Динамика системы движений может быть с известным приближением определена по их кинематике и по статике мгновенных («проходных») поз.
Следует: исходя из геометрии мгновенных поз, рассматриваемых в качестве контрольных, «прикидывать» моменты сил тяжести звеньев тела относительно осей суставов, принимать в расчет примерные величины моментов инерции этих звеньев относительно названных осей, учитывать инерционность ускоряемых (в том числе и замедляемых) масс тела спортсмена и других тел, с которыми он взаимодействует; б) принимать в расчет величины линейных и угловых ускорений, изменения поз, значительные деформации упругих тел; в) ориентироваться на скорости суставных движений, а не движений относительно Земли. Во многих случаях, однако, целесообразно ориентироваться на скорость рабочей точки кинематической цепи относительно ее закрепленного конца, в этом случае показательна и линейная скорость. Скорость движений представляет интерес при определении динамики движений с двух позиций: она позволяет, во-первых, косвенно определить среднее ускорение, во-вторых, - силовые возможности спортсмена в данной двигательной ситуации; г) следует иметь в виду, что все ускорения звеньев тела в конечном счете обеспечиваются либо противоположно направленными ускорениями других звеньев, либо опорными взаимодействиями. Это значит, что по ускорениям часто можно определить (качественно) характер, величину и направление опорных взаимодействий; д) при анализе кратковременных, близких к ударным, энергетически емких взаимодействий с опорой следует рассматривать и учитывать предваряющие скорости и ускорения контактирующих с опорой звеньев тела не только относительно опоры, но и относительно проксимальнее расположенных звеньев: это позволяет определить усилия, предшествовавшие контакту и являющиеся подготовительными к нему (в частности, заранее готовится встреча с опорой при значительном напряжении мышц, необходимая, например, для отталкивания в опорных гимнастических прыжках, в легкоатлетических и акробатических прыжках, в лыжных ходах; е) анализируя приземления, учитывать следует нецентральный характер силы реакции опоры, изменяющий в связи с этим кинетический момент тела.
4. Анализируя систему движений, необходимо обращать внимание на перемещения звеньев тела во всех плоскостях, а не только в основной плоскости движений. Особенно важно помнить это при анализе рисунков и кинограмм.
5. «Мелкими» движениями обычно можно пренебречь , если анализу подвергается система движений, в которую входят движения с большим размахом либо движения больших масс тела, даже небольшие по размаху, но со значительными ускорениями.
Однако мелкие движения нередко могут играть очень существенную роль в координационном, отношении и в таких случаях подлежат тщательному анализу. Например, во всех точностных действиях роль мелких движений очень велика: как правило, именно они обеспечивают сам точностный эффект, крупные же движения служат лишь энергетическому обеспечению действия и создают разве что самый общий фон. Роль мелких движений, как правило, возрастает при сравнительном анализе, особенно если сравниваемые системы движений мало различаются между собой. Наконец, если все движения невелики по размаху и энергетически незначительны, акцент следует делать на наиболее энергетически значимые.
6. Учет изменений суставных (или несколько более сложных) движений нередко не менее важен и информативен, чем рассмотрение самих движений. Причем надо учитывать и скорость изменения движения.
7. В качестве ориентиров при анализе следует использовать граничные положения, позы. моменты взаимодействия. Например, при анализе бега нужно ориентироваться на моменты постановки ноги, прохождения ц. т. тела опорной вертикали, завершения отталкивания (прекращения контакта ноги с опорой), максимума подъема бедра. Такого рода «опорные точки» анализа дают возможность проводить сравнения, формулировать и оценивать качественные различия вариантов реализованной техники или техники упражнения.
«Управленческие» правила. К этой группе относятся правила, касающиеся отражения в анализе двигательных действий закономерностей управления движениями и особенностей функционирования опорно-двигательного аппарата спортсмена.
1. Учитывать аспект надежности выполнения упражнения. Следует в первую очередь помнить об оптимизации выполнения упражнения (включая оптимизациюего техники), а также о вероятностном характере выполнения движений и действий. Кроме того, нельзя забывать о возможности повысить надежность выполнения упражнения специальными приемами и мерами.
2. Учитывать физиологические закономерности работы нервно-мышечного аппарата : а) «инерционность» процессов напряжения и расслабления мышц, т. е. протяженность их во времени; б) зависимость величины предельной силы тяги мышц (а значит, силовых возможностей динамической цепи) при удерживающей работе от непосредственно предшествовавшего режима движения;
в) зависимость предельной силы тяги мышц от скорости движения; г) зависимость степени инерционности процессов напряжения и расслабления мышц от скоростиихсокращения или удлинения (скорость сокращения отрицательна); д) зависимость предельного напряжения мышцы от величины суставного угла; е) наличие латентного периода моторной реакции (особенно значительного при реакциях выбора) и др.
3. Учитывать закономерности координации движений и мышечных напряжений: а) зависимость предельного напряжения рассматриваемых мышц от напряжения других мышц; б) закономерности синергетических и антагонистических связей напряжения мышц; в) зависимость процесса напряжения или расслабления рассматриваемых мышц от напряжения или расслабления других мышц.
4. Учитывать закономерности работы биомеханических цепей, определяющие: а) суммирование угловых перемещений, скоростей и ускорений рабочего и проксимальнее лежащих звеньев цепи; б) передачу моментов через суставы со звена на звено в направлении от свободного конца цепи к закрепленному; в) зависимость работы рук от работы пояса верхних конечностей; г) передачу нагрузки по цепи от рабочей точки к закрепленному концу; д) различные силовые потенциалы звеньев динамической цепи и функциональное выравнивание их возможностей за счет различия скоростей суставных движений; е) наличие особо нагруженных и потому определяющих звеньев биодинамической цепи; нужно выявить их, «взвесив» нагрузки на различные участки опорно-двигательного аппарата, уточнить места локальных перегрузок (угрожаемые), чтобы внести в систему движений коррекции, снимающие перегрузки.
5. Учитывать индивидуальные текущие двигательные особенности спортсмена, имея в виду индивидуальные потенциальные возможности и реальные текущие возможности, отличающиеся от потенциальных из-за утомления, не очень хорошего самочувствия, недостаточного понимания ситуации, несобранности, травмы и т. д. Можно говорить об анатомо-физиологических, психолого-педагогических и координационно-педагогических двигательных индивидуальных особенностях спортсмена.
6. Учитывать локализацию силовых и скоростных возможностей , свойственную человеку вообще и данному спортсмену в частности (индивидуальную локализацию).
7. Учитывать психологические факторы, влияющие на управление движениями: а) мотивацию и двигательную установку; б) «настройку» на данное упражнение; в) эмоциональное состояние и настроение; г) способность к контролю и саморегуляции, качество афферентной программы, соответствующие умения и навыки; д) объем внимания, его устойчивость, способность к его распределению; е) степень психического утомления; ж) ход спортивной борьбы; з) психологические особенности внешней обстановки; и) индивидуальную быстроту реакции; к) индивидуальные особенности реакции выбора; л) волевые качества; м) функционирование анализаторов, н) темперамент спортсмена и др.
Правила применения механики (основные правила, касающиеся главным образом прямого обращения к законам механики).
1. Учитывать локализацию масс тела и в связи с этим величины моментов инерции тела и его частей относительно оси вращения. Это необходимо как для определения ускорений по известным силам и их моментам («прямая задача механики»), так и для определения сил и моментов сил по ускорениям («обратная задача механики»),
2. Учитывать протяженность во времени изменения телом или его частями линейной либо угловой скорости, т. е. соответственно количества движения либо кинетического момента, под действием приложенных внешних сил Или моментов сил. Это проявление инерционности тела. Данное правило тесно связано с предыдущим, поскольку сила, масса, ускорение (в поступательном движении) и момент силы, момент инерции, угловое ускорение (во вращательном движении) связаны между собой функциональной зависимостью.
3. Учитывать инерционные воздействия (возникновение так называемых реактивных сил и моментов): результат взаимодействия спортсмена с другим спортсменом или предметом, а также взаимодействия звеньев тела спортсмена. Здесь следует особо отметить два общих случая: а) когда тело находится в безопорном состоянии, активное движение одного Звена (группы звеньев) влечет за собой встречное перемещение других звеньев тела в соответствии с законами сохранения движения центра масс и сохранения кинетического момента; б) при силовом взаимодействии тела спортсмена с опорой активные ускоряемые движения звеньев тела, направленные в сторону действия реакции опоры, усиливают воздействия, направленные противоположно, - ослабляют его; направленные под прямым углом к линии действия реакции опоры обычно практически не влияют на величину воздействия. При КБА, как правило, интерес представляют только движения крупных звеньев тела со значительными ускорениями.
4. Учитывать действие на тело и его звенья силы тяжести и ее моментов относительно осей суставов. Только при безопорном состоянии тела моменты силы тяжести ни на него, ни на его звенья не действуют.
Заданные условия деятельности. Отдельную группу составляют правила, связанные с регламентацией в спорте определенных условий, которые необходимо соблюдать и которые являются исходными для решаемой двигательной задачи.
1. Учитывать особенности выполняемого двигательного действия : каждое имеет свои особенности с точки зрения биомеханики, физиологии, психологии, спортивной педагогики.
2. Учитывать регламентацию деятельности во времени . Например: гимнаст должен придерживаться заданной последовательности элементов комбинации; штангист, взяв штангу на грудь, должен иметь в виду, что затем придется толкать ее от груди; теннисист после выполнения удара должен переместиться в то место площадки, куда противник направит мяч, затем снова выполнить удар и т. д.
3. Учитывать регламентацию деятельности в пространстве. Правила соревнований, конструкция инвентаря, особенности места выполнения действия ограничивают перемещения спортсмена в пространстве. Например: техника движений метателя во многом определяется запретом выхода за пределы круга; перемещения гимнаста в пространстве в большой степени ограничены конструкцией снаряда; деятельность борца или боксера пространственно ограничена ковром (рингом), а также расположением и деятельностью противника. Пространственными ограничениями объясняются многие черты техники упражнений и реализованной техники упражнений.
4. Учитывать тактическую регламентацию деятельности. Имеются в виду сознательные отклонения избранного варианта техники от наиболее рационального в предвидении трудностей, связанных а) с особенностями двигательной задачи; б) с особенностями противника или партнера; в) со стремлением дезориентировать противника: скрыть от него информацию о своей деятельности, дать ему ложную информацию (для этого применяют также дополнительные, не оправданные стоящей чисто технической двигательной задачей действия).
5. Учитывать ситуационные особенности внешних условий двигательной деятельности: обычно эти условия в чем-то отличаются от стандартных, что может существенно сказаться на выполнении упражнений и действий.
Расшифровка изображений выполнения упражнений. Использование кинограмм, рисунков, схем движений и т. п. в процессе КБА сопряжено с определенными трудностями, преодолению которых могут помочь следующие правила.
1. «Домысливать» движение на основе совокупности изображенных поз (и даже одного-единственного изображения). В противном случае трудно избежать частичной подмены анализа движений анализом статических упражнений.
2. Ориентацию тела определять по отношению к вертикали, фиксированной на кинограмме . Отсчет от горизонтали может привести к значительным ошибкам, если съемка производилась с поворотом кинокамеры в горизонтальной плоскости с целью удержать перемещающегося спортсмена в кадре.
3. Прослеживать на последовательных кадрах кинограммы прежде всего изменение суставных углов в основной рабочей цепи, а не положения звеньев тела: именно изменения суставных углов определяют (в совокупности с действием внешних сил) динамику двигательного действия.
4. Ориентироваться на внешний вид мышц: по нему часто можно в первом приближении определить, какие мышцы, в какой момент и в какой степени напряжены, а какие расслаблены.
5. Анализировать деформацию упругих внешних тел, с которыми взаимодействует спортсмен, определяя таким образом силу этого взаимодействия и ее изменение во времени.
Получение исходных данных анализа. Качество и полнота исходных данных в значительной мере определяют результативность анализа. Представляется целесообразным перечислить здесь несколько общих правил сбора этих данных (само собой разумеется, выбирать их надо с учетом специфики средств и приемов анализа, которые намечено применить).
1. Иметь хотя бы самый общий план наблюдения или самонаблюдения. Если не знаешь, за чем и как наблюдать, вряд ли многое удастся заметить, тем более оценить замеченное и (хотя бы в какой-то мере) качественно его осмыслить.
2. Ведя наблюдение или самонаблюдение, иметь гипотезу, объясняющую причинно-следственные зависимости ожидаемых особенностей выполнения изучаемого действия (в том числе причинные цепи ошибок). Правда, при этом могут появиться известная предвзятость выводов и связанные с ней ошибки в наблюдениях, но зато часто гораздо больше можно увидеть (почувствовать) и понять.
3. Предугадывать вероятные особенности выполнения действия (в том числе ошибки и их масштаб). В случае удачного прогноза наблюдение или самонаблюдение значительно тоньше, глубже и полнее.
4. Наблюдая, акцентировать внимание на «ключевых» деталях и соотношениях. То же при самонаблюдении.
5. Сравнивать реализованную технику упражнения разных спортсменов либо одного и того же спортсмена в разных попытках, обращая внимание на диапазон, направление и скорость суставных движений, их ритмическую структуру, исходные, конечные и характерные промежуточные позы и позные фрагменты, диапазон, направление и скорость поступательных и вращательных движений всего тела.
6. Анализировать реализованную технику упражнения с учетом действий противника (партнера).
7. Данные самонаблюдений пополнять данными наблюдений со стороны.
8. Учитывать субъективный характер самонаблюдения : получаемая информация относится больше к технике выполнения упражнения, чем к реализованной технике.
9. Следить за положением головы и направлением взгляда: во многих упражнениях и действиях это помогает определить цель и направление усилий спортсмена (нередко до начала самого действия), так что наблюдающий может предвидеть их и потому лучше разглядеть, а в ряде случаев и выявить распределение их в опорно-двигательном аппарате. «Нестандартное» для данного упражнения или действия положение головы часто служит признаком (прямым или косвенным) двигательной ошибки и тем самым помогает определить ее.
10. Дополнять метод наблюдения методом опроса. Это обогащает информацию: она не просто суммируется; нередко появляется новая, так называемая эмерджентная информация - результат усложнения и расширения информационной системы.
11. Опросом спортсмена стимулировать его к самонаблюдению, тем самым повышая количество и качество информации.
12. Расширять объем информации и объективизировать ее с помощью опроса других наблюдателей .
13. Выбирать такой ракурс для наблюдения, чтобы яснее всего были видны основные компоненты двигательного действия или интересующей его части. Вместе с тем по возможности рассматривать выполнение движений в разных ракурсах, т. е. с разных точек, поскольку это может дать новые исходные данные для анализа, подчас неожиданные.
Правила анализа SOS-действий. Думается, что анализу самостраховки (а точнее, «самоспасательных» действий, или SOS-действий ) в подавляющем большинстве видов спорта придается явно недостаточное значение. Почему-то анализ этих действий считается не заслуживающим внимания, хотя все прекрасно понимают их важность для сохранения жизни и здоровья спортсменов. Да и спортивные успехи немало зависят от умения предотвратить травмы.
1. Определять особо нагруженные звенья динамических цепей (учитывая их прочностные характеристики) с целью выявления локализации потенциальной опасности. Особое внимание обращать на временно ослабленные звенья.
2. Определить для себя (приблизительно) зоны околопредельных силовых возможностей звеньев динамических цепей в различных типовых ситуациях.
3. Определить для себя (приблизительно) зоны околопредельных локальных скоростных возможностей (возможностей выполнять те или иные движения с той или иной скоростью), за пределами которых начинается SOS-ситуация.
4. Определить для себя зоны. локальных координационных возможностей, мобилизация которых необходима в SOS-ситуациях.
5. Определять (или обеспечивать короткий прогноз) наступление SOS-ситуаций по факту вхождения в одну из перечисленных зон, даже если в остальном действия развиваются нормально.
6. Стараться быстро и четко определить общий характер и особенности наступившей или прогнозируемой ситуации такого рода.
7. Иметь заранее заготовленные схемы SOS-действий, адекватных типовым и в достаточной мере вероятным SOS-ситуациями.
8. Контролировать адекватность реализуемых SOS-действий текущей ситуации в каждый момент , имея в виду готовность к срочному внесению (по мере необходимости) коррекций в систему движений. Учитывать при этом первоочередность задачи защиты более уязвимых участков тела.
Что такое биомеханика?
Название включает в себя греческие слова bios — жизнь и mexane — механизм, рычаг. В отличие от традиционной механики, в которой рассматривается движение и взаимодействие предметов, биомеханика это наука, которая изучает и анализирует многогранные и разносторонние движения живых существ. В фитнесе, да и во всех видах спорта, особенно подвижных, биомеханика рассматривается и используется, как базовая наука и имеет большое значение. Основу биомеханики составляют физиология, геометрия, математика, анатомия и физика в разделе механики. Не меньше биомеханика связана с психологией и биохимией. Все варианты взаимодействия прикладных наук полезны и приносят ощутимую пользу.
Биомеханическая мускульная работа
Работа любой мышцы человеческого опорно-двигательного аппарата основаны на умении и возможности мышцы сокращаться. В момент мышечного сокращения сама мышца укорачивается, а обе точки крепления к костям сближаются одна относительно другой. Подвижная точка Insertion начинает приближаться к начальной неподвижной точке крепления Origin, так осуществляется движение данной конечности.
Если применить это качество и свойство мышечной материи к области фитнеса, то открывается возможность выполнения определенной механической работы (подъем штанги, перемещение конечности с гантелей), прилагая разную степень мышечного усилия. Мышечная сила в данном случае будет определяться площадью сечения мышечных волокон, или говоря простым языком площадью разреза мышцы в поперечнике. Размер мышечного сокращения определен длиной мышечного волокна. Соединения костей и взаимодействие с мышечными группами устроено в форме механического рычага, позволяющего выполнять простейшую работу по поднятию и передвижению предметов.
Механика учит нас, что чем дальше от оси будет приложена сила, тем выше кпд, ибо благодаря большому плечу рычага, работу можно выполнить с меньшими усилиями. Так и в биомеханике — если мышца крепится дальше от опорной точки, тем более выгодно будет использована ее сила. П.Ф. Лесгафт в этом смысле квалифицировал мышцы на сильные, имеющие крепление дальше от опорной точки и быстрые или ловкие, имеющие точку крепления вблизи опоры.
Мышечное движение всегда производится в двух противоположных направлениях. По этой причине для выполнения двигательного процесса вокруг одной опорной точки необходимо наличие двух мышц на противоположных сторонах одна от другой. Направления движения в биомеханике тоже получили свои определения: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и горизонтальное отведение, ротация медиальная и ротация латеральная.
Мышца, которая вызывает момент движения при сокращении и принимает на себя основную нагрузку, называется агонистом — Prime mover. Каждое сокращение мышцы-агониста приводит к полному расслаблению противоположной ей мышцы-антагониста. Если мы выполняем сгибание в локте, агонистом будет являться сгибатель локтя — бицепс, а антагонистом в этот момент будет разгибатель локтя — трицепс. После окончания движения обе мышцы будут уравновешивать друг друга, находясь в немного растянутом состоянии. Это явление называется мышечным тонусом. Мышцы, помогающие выполнять движение мышце-агонисту и действующие в одном с ним направлении, но испытывающие меньшую нагрузку и меньшую степень сокращения называются синергистами. Мышцы, обеспечивающие устойчивость и равновесие определенному суставу при выполнении движения, называются фиксаторами. Помимо фиксаторов значительную роль в тренировочном процессе выполняют мышцы стабилизаторы, которые работают в качестве элементов равновесия тела при смещении центра тяжести и увеличении общей силовой нагрузки. Кроме того мышцы стабилизаторы участвуют в повседневной жизни человека в обеспечении равновесного расположения частей тела относительно друг друга вне силовой тренировки.
В любой момент движения, кости образуют механические рычаги, следуя за мышечными командами.
Биомеханика выделяет три вида биомеханических рычагов:
- рычаг 1 рода, где точки приложения силы расположены с противоположных сторон от оси;
- рычаг 2 рода, где точки приложения силы располагаются по одну сторону от оси, но на разном от нее расстоянии, поэтому здесь применимы два вида рычага, условно называемые «рычаг силы» и «рычаг скорости».
Рассмотрим виды рычагов более подробно:
Рычаг 1 рода
В биомеханике он называется «рычагом равновесия». Поскольку точка опоры расположена между двумя точками приложения силы, рычаг еще называют «двуплечим». Такой рычаг нам демонстрирует соединения позвоночника и черепной коробки. Если вращающий момент силы, действующей на затылочную часть черепа равен вращающему моменту силы тяжести, действующему на переднюю часть черепа, и они имеют одинаковое плечо рычага, достигается равновесие. Нам удобно, мы не замечаем разнонаправленного действия, и мышцы не напряжены.
Рычаг 2 рода
В биомеханике он подразделяется на два вида. Название и действие этого рычага зависят от места расположения приложения нагрузки, но у рычагов обоих видов точка приложения силы точка приложения сопротивления находятся по одну сторону от точки опоры, поэтому оба рычага являются «одноплечими». Рычаг силы образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее плеча приложения силы тяжести (сопротивления). В качестве наглядного примера можно продемонстрировать человеческую стопу. Осью вращения здесь являются головки плюсневых костей, пяточная кость служит точкой приложения силы, а тяжесть тела образует сопротивление в голеностопном суставе. Здесь имеет место выигрыш в силе, за счет боле длинного плеча приложения силы и проигрыш в скорости. Рычаг скорости имеет более короткое плечо приложения мышечной силы, чем плечо силы противодействия (силы тяжести). Примером может служить работа мышц сгибателей в локтевом суставе. Бицепс крепится вблизи точки вращения (локтевой сустав) и с таким коротким плечом необходима дополнительная сила мышце сгибателю. Здесь имеет место выигрыш в скорости и ходе движения, но проигрыш в силе. Можно заключить, что чем ближе от места опоры будет крепиться мышца, тем короче будет плечо рычага, и тем значительнее будет проигрыш в силе.
При соединении двух костных пар образуется биокинетическая пара, характер движения в которой определяется строением костного сочленения (сустава), работой мышц, сухожилий и связок. Подвижность в суставе может зависеть от многочисленных факторов: пола, возраста, генетического строения, состояния ЦНС.
Для того чтобы оптимально и правильно принять исходное положения для выполнения упражнений необходимо напрямую руководствоваться знанием законов рычагов первого и второго типов. Если мы изменим положение конечности или туловища, то в свою очередь определенным образом изменится длина плеча рычага конечности или туловища. В любом случае всегда исходное положение выбирается таким образом, чтобы начальный период тренировки сопровождался менее нагрузочными положениями конечностей и корпуса. В дальнейшем, в зависимости от состояния и формы тренирующегося, можно постепенно увеличивать длину плеча рычага, для усиления воздействия на определенную мышечную группу. Увеличение силы противодействия одновременно с удлинением плеча рычага в свою очередь еще больше акцентирует внимание на укрепление силы конкретной мышечной группы или одной мышцы.
Для осуществления технически грамотного движения в момент выполнения упражнения, необходимо и важно знать, в каком направлении работает сустав, соединяющий активную мышечную группу. Здесь нам необходимо опять обратиться к анатомическим плоскостям. Виды и описание осей и плоскостей даны в разделе кинезиологии. Виды и названия суставов вы можете найти в разделе анатомии. Опорно-двигательный аппарат человека представляет собой различные костные сочленения, соединенные друг с другом посредством суставов. Тело человека может свободно перемещаться в шести направлениях: вперед и назад, вправо и влево, вверх и вниз. Определенная классификация суставов позволяет движения в этих направлениях.
Суставы трехосные — это самые подвижные суставы, они свободно обеспечивают движение в трех направлениях. Примером служат: соединения черепа и позвоночника, межпозвонковых дисков, плечевые суставы, лучевой и тазобедренный. Подобные суставы имеют шарообразную форму. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной, корональной и трансверсальной плоскостях. В этих суставах тренирующийся имеет возможность выполнять все виды движений: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и отведение, медиальную и латеральную ротацию.
Суставы двухосные — обеспечивают движение в двух направлениях, менее подвижны. Они имеют форму эллипса или седла. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной и корональной плоскостях. Примером служат суставы пальцев рук, лучезапястный сустав. Здесь возможны сгибание и разгибание, приведение и отведение.
Суставы одноосные — обеспечивают однонаправленное движение. Они имеют форму цилиндров и блоков. Примером служат плече локтевой, лучевой, коленный, голеностопный суставы. Движения возможны в сагиттальной плоскости и это сгибания и разгибания. В лучевом суставе возможна ротация латеральная (супинация) и ротация медиальная (пронация).
Несмотря на то, что многие крупные мышцы рассматриваются в анатомии как единое целое, различные части и отделы больших мышц могут осуществлять неодинаковые движения. В сгибании плеча, например, принимает участие Deltoid Anterior, в отведении плеча Middle Deltoid, а в разгибании Deltoid Posterior. Данные знания являются основой для составления индивидуальной программы тренировок, которую инструктор или тренер готовит для тренирующегося. Это позволяет грамотно осуществить подбор необходимых упражнений для воздействия на конкретную мышцу или мышечную группу.
В зависимости от того, какое исходное положение принимает тренирующийся, выполнение определенного упражнения может усложняться или облегчаться. Поэтому общая эффективность тренировки также зависит от исходного положения в выполнении упражнения. В фитнесе мы применяем следующие исходные положения: положение лежа — самое простое и легкое, положение сидя — менее легкое и положение стоя — с малой площадью опоры и поэтому достаточно сложное для удержания равновесия.
Для сглаживания разбалансировки в положениях тела с неустойчивым равновесием используются упоры. Очень распространенным является упор лежа. Это закрытая кинематическая цепь, поскольку все части тела замкнуты. Устойчивость и равновесие имеют достаточно высокую степень, центр тяжести расположен низко, площадь опоры большая.
Для примера верхней опоры могут послужить висы. Висы тоже считаются достаточно устойчивыми. Тело человека испытывает силу растяжения под тяжестью собственного веса. Руки прямые и соприкасаются с опорой в фиксировано положении. Вис является силовым упражнением уже сам по себе. Подтягивания на перекладине являются сложным силовым упражнением, которое может выполнить только подготовленный спортсмен с сильно развитыми мышцами верхнего пояса и верхних конечностей. В таком положении любая двигательная активность является сложно выполнимой, поэтому можно использовать опору для ног.
Ходьба — повседневная двигательная активность человека. Это попеременное движение ног. Одна нога служит опорой в тот момент, когда другая находится в воздухе и движется вперед. Ноги поочередно сменяют друг друга, меняя последовательно опорную фазу на двигательную.
Бег — быстрые циклические шаги, требующие от опорно-двигательного аппарата достаточно больших энергозатрат, напряжения центральной нервной системы, хорошей физической формы. Измеряется длиной шага, скоростью бега и длительностью временного промежутка.
Приседания — выполняются мышцами нижних конечностей. Площадь опоры достаточно мала, равновесие не обладает достаточной устойчивостью. При опоре руками выполнение приседаний значительно облегчается. Чем приседания глубже, тем они тяжелее. Усложнение упражнений осуществляется за счет темпа и числа приседаний, возможно дополнительное отягощение на плечи.
Прыжки — это поочередные отталкивания тела от площади опоры. Главную работу выполняют мышцы нижних конечностей, мышцы туловища и рук участвуют в движении, обеспечивая вспомогательную функцию.
Введение
Процедура анализа двигательной деятельности (биомеханического анализа) состоит из следующих этапов:
Изучение внешней картины двигательной деятельности. Прежде всего, выясняют, из каких двигательных действий она состоит, и в каком порядке действия следуют друг за другом.
Изучая внешнюю картину двигательной деятельности, регистрируют кинематические характеристики. Особенно важно знать продолжительность отдельных частей движения (фаз), графическим отображением чего является хронограмма. Хронограмма двигательного действия характеризует технику, а хронограмма двигательной деятельности - первое, на что обращают внимание при анализе спортивной тактики.
Выяснение причин, вызывающих и изменяющих движения. Они не доступны визуальному контролю, и для их анализа необходимо регистрировать динамические характеристики. Важнейшее значение здесь имеют величины сил, действующих на человека извне и создаваемых его собственными мышцами.
Определение топографии работающих мышц. На этом этапе выявляется, какие мышцы и как участвуют в выполнении данного упражнения. Зная, какие мышцы преимущественно обеспечивают двигательную деятельность, к которой готовит себя человек, можно из множества физических упражнений отобрать способствующие развитию именно этих мышц и их координации.
Определение энергетических затрат и того, сколь целесообразно расходуется энергия работающих мышц. Для ответа на эти вопросы регистрируют энергетические характеристики.
Выявление оптимальных двигательных режимов (наилучшей техники двигательных действий и наилучшей тактики двигательной деятельности) осуществляется на заключительном этапе биомеханического анализа. Здесь же оценивается степень соответствия реально имеющих место и оптимальных вариантов техники и тактики.
1. Биомеханический анализ прыжка в высоту в аэробике
Прыжок в высоту в спортивной аэробике выполняется из исходного положения ноги вместе (пятки вместе, носки слегка врозь - на ширину стопы). Движение состоит из двух основных частей. Первая - отталкиваясь двумя ногами, выпрыгнуть невысоко вверх и затем принять положение полуприседа ноги врозь (стопы слегка повернуты наружу или параллельны), при приземлении нужно опуститься на всю стопу. Расстояние между стопами равно ширине плеч, тяжесть тела равномерно распределена на обе ноги, направление коленей и стоп должно совпадать. При этом движении проекция колен не должна выходить за пределы опоры стопами, угол в коленных суставах должен быть больше 90°. Вторая часть движения - небольшим подскоком соединить ноги и возвратиться в исходное положение. При выполнении этого движения не допускаются перемещения туловища (наклоны, повороты).
Перемещением тела в пространстве спортсмен управляет посредством суставных движений, ограничивая подвижность в одних суставах и активизируя в других. Характер управляющих движений во взаимосвязи с внешними воздействующими факторами (количество движения; реакции опоры; момент сил трения, тяжести и т.д.) обуславливает все многообразие двигательных действий человека.
Данное движение состоит из ряда взаимосвязанных частей, причем каждая предыдущая готовит условия для эффективного выполнения последующей. Другими словами, все они связаны определенными целевыми установками.
Отталкивание в прыжке в высоту в аэробике совершается за счет выпрямления ног, маховых движений рук и туловища. Задача отталкивания - обеспечить максимальную величину вектора начальной скорости ОЦМ и оптимальное ее направление. После отталкивания, в полете, тело спортсмена всегда совершает движения вокруг осей. Поэтому в задачи отталкивания входит также и начало управления этими движениями.
Начало управления этими движениями начинается с амортизации - подседании на толчковой ноге. Мышцы-антагонисты растягиваются и напрягаются, углы в суставах становятся близкими к рациональным для начала отталкивания. ОЦМ тела приходит в исходное положение для начала ускорения отталкивания (удлинение пути ускорения ОЦМ).
Пока происходит амортизация (сгибание ноги в коленном суставе) и место опоры находится еще впереди ОЦМ, спортсмен, активно разгибая ноги в тазобедренном суставе, уже активно помогает продвижению тела вверх.
В течение амортизации горизонтальная скорость ОЦМ снижается, во время отталкивания создается вертикальная скорость ОЦМ. К моменту отрыва ног от опоры обеспечивается необходимый угол вылета ОЦМ.
Для достижения максимально высокого взлета спортсмену необходимо на пути вертикального перемещения ОЦМ тела при отталкивании проявить наибольшую мощность.
В полете траектория ОЦМ предопределена величиной и направлением вектора начальной скорости ОЦМ. Движения представляют собой движения звеньев вокруг осей, проходящих через ОЦМ.
Полетная фаза может служить зеркалом, в котором отражаются все особенности механизма отталкивания. В качестве элементов динамической осанки здесь следует выделить удержание максимально разогнутого положения в тазобедренных суставах при прямом положении головы и позвоночника.
Спортсмен приземляется на обе ноги. Основная задача при приземлении - смягчить удар. В процессе торможения происходит сгибание в тазобедренных и коленных суставах. Характер работы мышечных групп - уступающий.
. Биомеханический анализ шага на месте
Шаг вперёд в аэробике представляет собой хорошо автоматизированную и цикличную локомоцию. Изучение анализа данного движения удобно тем, что в ее осуществлении участвует весь опорно-двигательный аппарат. Это дает возможность исследовать функцию любых его отделов, включая верхние конечности и позвоночник.
Постановка правой ноги на опору;
Когда говорят о фазовом составе двигательного действия, имеют в виду движения всего тела (в данном случае обеих ног). Но для понимания механизмов ходьбы нужно знать, какие элементарные действия выполняются каждой ногой. В периоде переноса нога сначала сгибается, а затем разгибается в коленном суставе. Из элементарных действий формируются фазы.
Человек является самодвижущейся системой, поскольку первопричиной его движений служат внутренние силы, создаваемые мышцами и приложенные к подвижным звеньям тела. К внутренним относятся и силы инерции, приложенные к центрам масс разгоняемых и тормозимых звеньев тела («фиктивные» силы инерции) или к другим звеньям тела либо к внешним предметам («реальные» силы инерции).
Сила инерции (Fин) равна произведению массы всего тела или отдельного звена на его ускорение и направлена в сторону, противоположную ускорению. Поэтому сила инерции замедляет и разгон, и торможение.
Наряду с внутренними на человека действуют внешние силы. При данном движении к ним относятся: сила тяжести, сила реакции опоры.
Сила тяжести (гравитационная сила) приложена к центру масс и равна произведению массы тела на ускорение земного тяготения:
Силу реакции опоры измеряют и изображают графически, для того чтобы определить результат совместного действия всех сил (и внутренних, и внешних). Как же формируется опорная реакция?
Отталкиваясь от опоры, человек воздействует на нее с силой отталкивания, которая состоит из двух компонентов: статического - веса (постоянного и равного силе тяжести) и динамического компонента.
В данном движении полезной работой является только горизонтальная внешняя работа. Вертикальные и поперечные перемещения тела относятся к непроизводительным движениям.
3. Биомеханический анализ маха вперёд
Выполняется в положении стоя на одной ноге. Маховая прямая нога поднимается точно вперед, разрешено небольшое «выворотное» положение стопы. Амплитуда маха определяется уровнем подготовленности занимающегося, не допускается «хлестообразное» движение и не контролируемое опускание ноги после маха (падение). Минимальной амплитудой в спортивной аэробике можно считать мах выше уровня горизонтали. Для оздоровительного направления аэробики рекомендована амплитуда маха не выше 90°. Разрешается любой вариант маха (на месте, на шагах, беге, прыжках). Возможна также разная плоскость движения (мах вперед или вперед - в сторону). Если мах сочетается с подскоком, то при приземлении следует обязательно опускаться на всю стопу, избегать баллистических приземлений и потери равновесия.
Мах вперёд - это быстрое движение свободных звеньев тела, одинаковые в основном по направлению с отталкиванием ногой от опоры. При махе вперёд перемещаются ЦМ соответствующих звеньев тела. Значит одновременно происходит перемещение ОЦМ всего тела.
Толчок правой ногой начинает мах вперед за счет перемещения право-го бедра вперед. Данное действие в дальнейшем дополняется вращением бедер в левую сторону. Данное движение бедер срабатывает в качестве спускового механизма для начала процесса разворота верхней части тела спортсмена (вращения туловища).
Øтолчок правой ногой;
Øвращение бедер;
Øвращение туловища (инициация вращения верхней части тела)
При покидании опоры толчковая нога становится маховой с высоким уровнем потенциальной энергии. По инерции маховая нога сгибается в коленном суставе, тем самым увеличивается натяжение в четырехглавой мышце, и укорачивается амплитуда движения на длину голени, что существенно ускоряет мах.
В организации маха большую роль играет работа рук. В конце отталкивания правой ногой правая рука активно машет вперед по ходу движения, а левая назад. Таким образом, правое плечо поворачивается в сторону движения и через косые мышцы живота поворачивает правую сторону таза так же в сторону движения, тем самым дополнительно увеличивается натяжение сгибателей туловища и 4-х главой мышцы.
Мах в значительной степени осуществляется за счет превращения потенциальной энергии в кинетическую. Во время маха происходит натяжение мышц антагонистов (разгибателей туловища и мышц задней поверхности соответствующей ноги).
Натяжение мышц задней поверхности останавливает мах и выхлест голени. Маховая нога, слегка согнутая в коленном суставе, упруго ставится на опору несколько впереди центра с наружной части стопы загребающим движением, и начинается фаза амортизации за счет некоторого подседания, то есть сгибания в тазобедренном и коленном суставе и тыльном сгибании в голеностопном суставе. Все это дает возможность растянуть соответственные мышцы и подготовить их тем самым к активной работе при отталкивании, то есть вновь происходит накопление потенциальной энергии в растянутых мышцах, которая, превращаясь в кинетическую, произведет отталкивание.
Заключение
биомеханический аэробика упражнение
Таким образом, прыжок в высоту в аэробике выполняется из исходного положения ноги вместе (пятки вместе, носки слегка врозь - на ширину стопы). Движение состоит из двух основных частей. Первая - отталкиваясь двумя ногами, выпрыгнуть невысоко вверх и затем принять положение полуприседа ноги врозь (стопы слегка повернуты наружу или параллельны), при приземлении нужно опуститься на всю стопу. Расстояние между стопами равно ширине плеч, тяжесть тела равномерно распределена на обе ноги, направление коленей и стоп должно совпадать. При этом движении проекция колен не должна выходить за пределы опоры стопами, угол в коленных суставах должен быть больше 90°. Вторая часть движения - небольшим подскоком соединить ноги и возвратиться в исходное положение. При выполнении этого движения не допускаются перемещения туловища (наклоны, повороты).
Отталкивание в прыжке в высоту в аэробике совершается за счет выпрямления ног, маховых движений рук и туловища. Начало управления этими движениями начинается с амортизации - подседании на толчковой ноге. Пока происходит амортизация (сгибание ноги в коленном суставе) и место опоры находится еще впереди ОЦМ, спортсмен, активно разгибая ноги в тазобедренном суставе, уже активно помогает продвижению тела вверх.
Выпрямление ног и маховые движения, создавая ускорения звеньев тела вверх, вызывают их силы инерции, направленные вниз.
В прыжке в высоту усилия направлены на обеспечение наибольшей вертикальной скорости.
Шаг на месте в аэробике напоминает естественную ходьбу, но отличается большей четкостью. Стоя на прямой ноге (туловище вертикально), другую сгибая поднять точно вперед (колено ниже горизонтального положения), без сопутствующего движению поворота таза. Стопа поднимаемой ноги находится на уровне верхней трети голени, носок оттянут (т.е. голеностопный сустав согнут).
Каждый полуцикл данного движения состоит из пяти фаз (римские цифры). Фазы отделены друг от друга пятью граничными позами (арабские цифры).
Отрыв стопы правой ноги от опоры;- подседание на левой (опорной) ноге, ее сгибание в коленном суставе;
Начало разгибания левой ноги;- выпрямление левой ноги, ее разгибание в коленном суставе;
Момент, когда правая нога в процессе переноса начала опережать левую;- вынос правой ноги с опорой на всю стопу левой ноги;
Отрыв пятки левой ноги от опоры;- вынос правой ноги с опорой на носок левой ноги;
Постановка правой ноги на опору;- двойная опора, переход опоры с левой ноги на правую.
Мах вперёд выполняется в положении стоя на одной ноге. Амплитуда маха определяется уровнем подготовленности занимающегося, не допускается «хлестообразное» движение и не контролируемое опускание ноги после маха (падение). Минимальной амплитудой в спортивной аэробике можно считать мах выше уровня горизонтали. Для оздоровительного направления аэробики рекомендована амплитуда маха не выше 90°.
Последовательность движений при махе вперёд может быть представлена следующим образом:
Øтолчок правой ногой;
Øвращение бедер;
Øвращение туловища (инициация вращения верхней части тела);
Весьма важно, что все эти движения должны быть скоординированы.
Список литературы
1.Донской Д.Д., Зациорский В.М. Биомеханика: Учебник для институтов физической культуры. - М.: «ФиС», 1979.
2.Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика: Учебник для вузов: М.: «ВЛАДОС-ПРЕСС», 2003.
.Зациорский В.М. Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. - М.: «ФиС», 1982.
.Практикум по биомеханике: Учебное пособие для институтов физической культуры // Под ред. И.М. Козлова. - М.: «ФиС», 1980.
.Зациорский В.М., Алешинский С.Ю., Якунин Н.А. Биомеханические основы выносливости. - М.: «ФиС», 1982.
.Коренберг В.Б. Спортивная биомеханика - Малаховка, 1999.
.Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений. - М.: «Просвещение», 1989.
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
Биомеханический анализ ударных воздействий
Угрозы железнодорожному транспорту
1. сокращение бюджетного финансирования
2. неотлаженность управления ПАО (до 2015 г. ОАО) ʼʼРЖДʼʼ в свете реорганизации МПС РФ
3. несоблюдение правил технической эксплуатации пути и подвижного состава
4. необоснованные закрытия линий железнодорожного транспорта
5. децентрализация управления в связи с приватизацией объектов железнодорожного транспорта
6. нарастание износа базовых производственных фондов
7. устремленность Китая, стран СНГ азиатского региона в конкуренции с Транссибирской магистралью, на захват мировых грузопотоков
8. сохранение террористических атак в Южном федеральном округе
9. экономическая уязвимость Байкало-амурской и Транссибирской магистралей
10. трудности с транзитом через страны Балтии
11. плохое управление тарифами
12. конфликт интересов РЖД и РАО ЕС
13. моральная устарелость техники и технологии, недостаточность правового обеспечения перевозок на ж/д в свете транспортной безопасности
В повседневной жизни и при профессиональной деятельности человек подвергается действию разнообразных ускорений, испытывая его при ходьбе, в транспорте, при занятиях спортом, посещении парков развлечений. Ряд профессий человека связан с регулярным воздействием ускорений (спортсмены, экипажи транспортных средств, пассажиры ТС). Ускорение, действующее на тело, вызывается силами, приложенными к телу. В простейшем случае движения при прямолинейной траектории ускорение направлено по линии действия силы
При вращении тела относительно неподвижной оси с постоянной угловой скоростью, ускорение направлено по радиусу в сторону вращения и именуется центростремительным
При вращении под действием момента внешних сил с угловым ускорением и переменной скоростью вращения, одновременно с центростремительным ускорением возникает тангенциальное
Это ускорение направлено перпендикулярно радиусу по касательной к траектории, по вектор скорости.
В случае если наблюдается вращение с замедлением, то ускорение направлено против вектора скорости.
– перегрузка, где – ускорение, g – ускорение свободного падения
Перегрузка направлена по линии действия инерционной силы, ᴛ.ᴇ. противоположно направлению ускорения. Тело человека представляет собой многозвенную систему, в состав которой входят твердые тела с различными модулями упругости (костно-опорный аппарат), мягкие ткани, жидкости, кровь, лимфа, газы. Реакция столь сложной системы на действие перегрузки зависит как от величины, так и от направления действия перегрузки относительно осей тела человека. В задачах биомеханики принято раскладывать суммарный вектор перегрузки на компоненты по осям. Анализ действия производится как для компонентов, так и комбинированном их действии.
Подход по распределению осей продиктован структурой тела человека. При различного рода авариях и несчастных случаях человек может подвергаться действию нагрузок больших величин, которые могут представлять опасность для здоровья и жизни человека. При возникновении перегрузки возникают различные реакции
При анализе материалов на предмет воздействия на человека возникает два существенно разных вида реакций организма на воздействия перегрузки:
1. Расстройство кровообращения, дыхания и других жизненно важных функций при фактически полном сохранении механической целостности базовых органов и структур организма, перегрузки в этой группе – длительные (1-5 с)
2. Механические повреждения костно-опорного аппарата͵ разрушение тканей и органов в момент перегрузки (0.2 с, 0.3 с)
На основании анализа выделяют 3 типа критериев переносимости:
1. за максимально допустимое принимается воздействие перегрузки, неопасное для жизни человека, но при этом человек может получать травмы
2. за максимально допустимую принимается перегрузка, после воздействия которой физически подготовленный человек сохраняет работоспособность
3. за максимально допустимую принимается нагрузка, после которой человек без специальной физической подготовки сохраняет работоспособность и субъективно оценивает перегрузки как комфортные
Биомеханический анализ ударных воздействий - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Биомеханический анализ ударных воздействий" 2017, 2018.
Наблюдения показывают, что одним из эффективных технических приемов, от которого непосредственно зависит успех поединка, является прямой удар правой.
Проведенный анализ методической и научной литературы показал значительные различия во взглядах авторов на технику приема, что побудило обратиться к этой проблеме. Следует отметить, что изучение координационной структуры единого технического приема «прямой удар» проводилось впервые.
Целью настоящей работы является определение оптимальной структуры ударного движения прямого удара правой в голову с применением современных методов исследования: динамографии, специальной киносъемки, киноциклографии и математической обработки экспериментальных данных.
При обработке кинограммного материала использован метод хронографии (рис. 2,3) с учетом направления движения осей суставов при выполнении ударного движения с установками на силу (F ), быстроту (V ) и комбинированной (FV ).
Каждый уровень значимости на графиках равен времени стояния одного кадра – 0,042 сек. Для приведения попыток к одному масштабу конец ударного движения принят за ноль, а в каждой хронограмме по оси абсцисс отложены в левую сторону со знаком минус уровни считанного движения. Во всех попытках получились хронограммы, неодинаковые по длительности. С целью получения одной хронограммы со средним показанием времени установки все три попытки рассчитали по правилам математической статистики.
При анализе хронограммы ударного движения видно, что она распадается на три части. Первую часть составляет движение поворота туловища вокруг вертикальной оси с одновременным приседанием (сгибанием ног).
Это движение продолжается 0,12 сек. И занимает уровни от 8-го до 5-го (установка на силу). Точка оси тазобедренного сустава при этом движении стремится вниз, что характеризует указанное приседание. Рассматривая ударное движение с установкой F , можно также сделать заключение о том, что первая часть общего ударного движения от 4-го до 5-го уровня имеет ту же задачу, хотя длится по времени значительно меньше (0,042 сек.). Точка оси тазобедренного сустава движется также вниз, что указывает на понижение общего центра тяжести. Аналогичная картина наблюдается и при движении ч установкой FV : тенденция поворота с одновременным опусканием общего центра тяжести за счет сгибания ног проявляется достаточно четко. Таким образом, первым составным элементом ударного движения можно считать движение поворота с одновременным приседанием.
Второй составной частью общего ударного движения — является активная работа сзади стоящей ноги в процессе отталкивания от опоры с одновременным продвижением тела вперед.
Так, при установке F эта часть движения занимает 0,08 сек., при установке V – 0,042 сек., при установке FV – 0,042 сек. Рассматривая направление движения оси голеностопного сустава можно видеть, что при всех трех установках выражено направления вперед-вверх, которое осуществляется за счет разгибания стопы и движения голеностопного сустава от опоры, что указывает на толчок ногой от опоры при ее выпрямлению Таким образом, второй частью ударного движения после поворота является толчок ногой от опоры с целью продвижения тела вперед.
Третьей составной частью общего ударного движения является выполнение непосредственно удара бьющей рукой (в нашем исследовании правой).
Это движение длится при установке F -0,21 сек., при установке V – 0,165 сек., при установке FV – 0,165 сек. Направление изображающей точки m (лучезапястный сустав) во всех трех установках ударного движения однотипно – вперед.
Таким образом, третьей составной частью общего ударного движения является непосредственно выполнение удара бьющей рукой.
При анализе хронограмм боксеров можно видеть те же закономерности разложения ударного движения на три составные части. Однако если движение осей суставов имеют одинаковую направленность, то временные отношения частей движения несколько различны (рис. 3). По-видимому, это свидетельствует о различной исполнителей, о чем будет идти речь ниже.
Из анализа хронограммы можно установить последовательность частей движения при выполнении общего ударного движения. Ограничимся рассмотрением лишь хронограммы , полагая, что их техническое мастерство является более совершенным по сравнению с и, следовательно, в данном исследовании может служить образцом для остальных. Следует подчеркнуть, что технику не принимается за эталон, а считается более совершенной лишь в настоящем частном исследовании.
При различных установках первоначально осуществляется движение поворота, которое имеет различные показатели времени в зависимости от поставленной задачи. Толчок ногой от опоры производится по окончании поворота. Ударное движение осуществляется одновременно с движением толчка после поворота и подседа.
Следовательно, последовательность выглядит так:
а) поворот с подседом;
б) толчок ногой от опоры и одновременно удар бьющей рукой.
Структура движения при ударе, как видно из хронограммы, имеет различие в связи с поставленными задачами. Эти задачи, как было описано выше, связаны с различными установками. Рассмотрим, в чем проявляются различия в установках боксера (см. таблицу).
Как видно из представленной таблицы, установка влияет на силу соударения руки с целью и общее время ударного движения.Рассматривая средние величины этих показателей, можно обнаружить следующую тенденцию при реализации ударного движения с различными установками:
а) при установке F сила удара наивысшая (91,5 усл. ед.), но наибольшее значение имеет время ударного движения (0,40 сек.). Следовательно, в этом проявляется известный закон Хилла: при выигрыше в силе происходит проигрыш в быстроте движения;
б) при установке V сила удара наименьшая (47,5 усл. ед.), но и время ударного движения также наименьшее (0,27 сек.). Уменьшение показателя силы дает выигрыш в быстроте совершения удара;
в) при установке FV сила удара (67,5 усл. ед.), время ударного движения (0,35 сек.) занимают некоторое среднее промежуточное положение. В этом случае происходит проигрыш в силе по сравнению с установкой F , но одновременно наблюдается выигрыш в быстроте ударного движения.
Оценивая параметры ударных движений с различными установками, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом установки является FV , позволяющая в боевой обстановке наносить удары с относительно большим показателем силы в требующиеся отрезки времени, то есть с относительно большой быстротой.
Приведем данные сравнительного анализа структуры данного движения (рис. 4) мастеров спорта и перворазрядников.
При установке удара на силу боксеры первоначально совершают поворот с подседанием. Однако длительность этого поворота у боксеров различна. Так, если выполняет поворот в среднем за 0,12 сек., то – за 0,29 сек. С одной стороны, более длительное движение поворота является положительным. С другой стороны, это явление имеет отрицательный эффект, так как в боевой обстановке, характеризующейся жестким лимитом времени, демаскирует ударное движение и позволяет противнику нейтрализовать его защитными действиями.
Вторую часть движения – толчок ногой – мастер спорта осуществляет последовательно за движением поворота за 0,08 сек. Перворазрядник выполняет аналогичное движение более длительно по времени (0,165), начиная его на фоне поворота. Это обстоятельство можно оценить следующим образом. Толчок ногой должен осуществляться энергично, но в короткое время, позволяющее уложить ударное движение в жесткие отрезки времени боевой обстановки. В этой связи толчковое движение перворазрядника вряд ли можно признать целесообразным, особенно факт наслаивания движения толчка на движение поворота, так как в этом случае происходит разложение действующих сил и эффект накопления общего количества движения минимален.
Непосредственно удар бьющей руки по форме однотипен у боксеров, однако это движение осуществляет более длительно (0,21-0,165). Приложение силы в больший отрезок времени (иными словами, на большем пути) по законам механики создает больший ударный импульс. В этой связи следует признать более целесообразным выполнение собственно удара мастером спорта. Оценивая общие параметры ударного движения, можно указать, что сила удара обоих боксеров примерно одинакова, но время ударного движения мастера спорта значительно меньше (на 28 %), что свидетельствует о большей эффективности его действий в боевой обстановке. Таким образом, при установке на силу необходимо движение максимальной силы удара при сохранении оптимальной быстроты может служить наличие выгодной структуры ударного движения, приближающейся к описанной структуре.
При установке на быстроту боксеры первоначально выполняют движение поворота с подседанием. Однако если выполняет это движение энергично и быстро (0,042 сек.), то это движение выполняет относительно медленно (0,165 сек.). Остальные части движения (толчок и собственно удар) обоими спортсменами выполняются однотипно по форме и в одинаковые отрезки времени.
Рассматривая параметры общего ударного движения, можно установить, что сила удара у перворазрядника больше на 20 %, а время удара – на 36 %. Следовательно, нанесение быстрого удара мастером спорта выполняется эффективнее, а структура его движения является более оптимальной. Таким образом, длительный поворот с приседанием, присущий боксеру более низкой , указывает на недостатки в технике ударного движения. Надо полагать, что оптимальной структурой являются энергичные и быстрые движения поворота и толчка, позволяющие в боевой обстановке нанести «противнику» несильный, но точный и быстрый удар (типа «разведки»).
Анализ структуры при выполнении установки FV показывает следующее: оба боксера первоначально выполняют движение поворота с подседанием. Однако мастер спорта это движение выполняет за 0,12 сек., а перворазрядник – за 0,25 сек. В этом случае достигается более высокий показатель ударной силы (77 усл. ед. против 58 усл. ед.), но одновременно происходит потеря времени (на 31%). Движение толчка у перворазрядника аналогично структуре при установке удара на силу. В то же время движение поворота у мастера спорта аналогично ударному движению с установкой на быстроту и длится 0,042 сек. Следовательно, движение толчка у мастера спорта является более оптимальным, ударное движение у обоих спортсменов аналогично и длится 0,165 сек. Оценивая общую структуру движения установки FV боксеров различной квалификации, можно сделать следующее заключение.
У квалифицированного боксера задача создания оптимального импульса силы решается путем введения движения поворота с подседанием, аналогично установке F по времени и направлению. Задача создания оптимальной быстроты ударного движения решается введением в структуру движения поворота и собственно удара, аналогичных структуре при установке V . Это комбинирование частей движения при реализации установки FV создает оптимальную структуру ударного движения при оптимальной силе удара и оптимальной быстроте движения.
Менее квалифицированный боксер задачу создания оптимальной силы удара решает введением в структуру движения поворота и движения толчка, аналогичных структуре при установке F , незначительно уменьшая длительность этих движения. Ударные движения во всех случаях однозначны. Следовательно, никакого комбинирования частями движения в общей структуре удара боксерами низкой не производится, а лишь избирательно несколько сокращается их длительность.
Обобщая данные анализа, можно установить некоторые принципы, которые возможно применить в учебно-тренировочной работе.
- Учитывая наличие трех частей движения в общей структуре удара, целесообразно применять расчлененный метод обучения и совершенствования при сохранении следующей последовательности:
- обучение или совершенствование движения поворота с подседанием;
- обучение или совершенствование движения толчка ногой от опоры с одновременным ударным движением руки к цели;
- обучение или совершенствование целесообразной структуры ударного движения как связанных между собой в единый прием частей этого движения.
- Следует вводить установки удара на силу, быстроту и силу – быстроту.
- Целесообразно четко комбинировать частями движения при реализации установки на силу-быстроту.
- Необходимо сокращать время поворота и подседания при ударном движении с максимальной быстротой.
