Техника легкоатлетических видов спорта

Глава 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИКИ ДВИЖЕНИЙ. ФАЗЫ, СТРУКТУРЫ, СИЛЫ ДВИЖЕНИЙ

Любая двигательная деятельность человека состоит из опреде­ленных двигательных действий, которые, в свою очередь, состоят из конкретных движений.

В биомеханике различают два вида движений:

1) перемещение всей биосистемы относительно точки отсчета или других каких-либо точек (например, перемещение бегуналт-носительно старта или финиша);

2) деформация тела, т.е. изменение положений звеньев тела от­носительно друг друга или общего центра массы (сгибание руки,

ноги и т.д.).

Человек может выполнять множество разнообразных движений, которые будут непохожи у разных людей. Никто в точности не сумеет скопировать одно и то же движение человека, даже сам

индивидуум.

Это в первую очередь зависит от строения суставов, располо­жения мышц и мышечных групп, активности центральной нерв­ной системы и многих других факторов. Все разнообразные дви­жения человека объединяются одним основным понятием «тех­ника».

С рождения ребенка мы ждем, когда он начнет ползать, хо­дить, бегать. Ползать ребенка мы не учим, а наблюдаем за тем, как он делает это сам, также не обучаем и первым шагам ходьбы, так как это врожденные движения. А бег? Даже если не обучать ему, то ребенок со временем сам побежит. Таким образом, техника движений бывает врожденной и приобретенной.

Самое простое определение термина «техника движений» — это система определенных движений, целенаправленно решающая дви­гательную задачу.

Все движения подчинены определенной системе: есть про­стые движения, например сгибание руки в локтевом суставе; но

в основном — сложные движения — действия, которые скла­дываются из ряда различных движений, что и определяет состав техники движений. Как из этого многообразия складывается оп­ределенная система движений? Для того чтобы получить систему движений, необходимо создать определенные связи между отдель­ными движениями, выявить их влияния друг на друга. Вот эти связи движений и определяют структуру техники движений.

Все движения у нормального, физически здорового человека отличаются целенаправленностью, в отличие от людей с пора­женной центральной нервной системой, которые выполняют ряд ненужных движений (например, при ходьбе).

Техника движений может быть естественной и спортивной. Идет человек на работу, делает утреннюю пробежку — это естествен­ная техника движений. Но для того, чтобы выиграть соревнова­ние, победить соперника, применяется спортивная техника дви­жений, которая требует проявления максимальных возможностей человеческого организма. Соревнования, в которых показывается спортивная техника движений, учеными приравниваются к экстре­мальным условиям.

Технику движений можно классифицировать как произ­вольную и вынужденную, ограниченную и свободную, индивидуальную и идеальную, рациональную и нерациональную.

Эта классификация условная, так как техника всех видов лег­кой атлетики содержит по нескольку таких параметров. Напри­мер, техника прыжков в длину включает в себя три вида, и спорт­смен может использовать любую, но он обязан выполнить оттал­кивание одной ногой. Значит, с одной стороны — это произ­вольная техника, а с другой — вынужденная правилами сорев­нований. В толкании ядра есть два вида техники: толкание ядра со скачка и толкание ядра с поворота. Спортсмен по правилам соревнований обязан толкать ядро одной рукой, а не бросать его. Круг, из которого производится толкание ядра, ограничивает технику движений. Таким образом здесь присутствуют произволь­ная, вынужденная и ограниченная техники движений. Целост­ная техника легкоатлетических видов всегда включает в себя не­сколько таких разделений. Отдельные действия могут быть более локализованы, например отталкивание — вынужденное действие Для техники движения ног, а техника движения рук может быть произвольной; движения рук в беге — это также произвольная техника. Свободная техника в легкоатлетических видах не наблю­дается, так как она ограничена правилами соревнований и целя­ми спортсмена.

Говоря об индивидуальной технике, надо отметить, что вся техника движений, выполняемая человеком, строго индивидуальна И зависит от анатомических, физиологических и психологических особенностей индивидуума.

На основе многочисленных исследований различных характе­ристик индивидуальной техники высококвалифицированных спорт­сменов создается идеальная техника, естественно, с учетом зако­нов биомеханики. Идеальная техника — усредненная математиче­ская модель, полученная на основе многочисленных исследований раз­личных спортсменов.

В мире нет одинаковых людей, и поэтому нельзя строить технику одного человека на основе техники других спортсменов, не учи­тывать его индивидуальных особенностей. Идеальную модель тех­ники конкретного спортсмена можно создать при целенаправлен­ном исследовании только его технических характеристик, его воз­можностей и особенностей. Полученная модель будет идеально-индивидуальной техникой только данного спортсмена.

Новички, пришедшие изучать технику какого-либо движения, поначалу обладают нерациональной техникой, но впоследствии, при глубоком изучении и формировании устойчивого двигатель­ного навыка, их нерациональная техника движений постепенно перейдет в рациональную.

Порой бывает, что даже у высококвалифицированных спорт­сменов рациональная техника может ухудшиться, т.е. появляются черты нерациональной техники (лишние, неэкономичные дви­жения). Это определяется воздействием на спортсмена психинес-ких, физиологических, ситуационных и других факторов. Изме­нения в технике движений зависят от психологических особенно­стей спортсмена, сложности техники движений, устойчивости дви­гательного навыка.

Общепринято считать, что критерием эффективности спортив­ной техники в легкой атлетике является спортивный результат, который напрямую связан с физическими возможностями спорт­смена. Спортсмен может выиграть соревнования за счет только физических качеств при нерациональной, неэкономичной техни­ке движений, с большими затратами энергоресурсов своего орга­низма. Но если в поединке встретятся два одинаково физически подготовленных спортсмена, то здесь преимущество будет иметь спортсмен с высоким уровнем эффективности техники движений. Иными словами, уровень спортивного результата определяется не только физическими возможностями, но и способом, и степенью реализации этих возможностей.

Техника спортивного действия носит целостный характер, и в то же время она может разделяться на элементы (фазы). Например, прыжок в высоту с разбега — целостное действие. Но его можно разделить на части: разбег, отталкивание, полет и приземление. Эти части называют фазами. Вычленив одну из фаз (например, разбег), мы получим совершенно другое действие — прыжок вверх, т.е. изменилась целенаправленность данного действия, хотя и ос­тался прыжок в высоту. Без разбега можно прыгнуть вверх, но без

 

отталкивания прыжка не будет, т.е. действие полностью изме­нится. Без отталкивания не будет ни фазы полета, ни фазы призем­ления. Таким образом, мы можем сказать, что ведущий элемент в прыжках — отталкивание. Ведущие элементы в каком-либо дей­ствии, без которых невозможно само действие, называются основны­ми или главными фазами.

Любое двигательное действие можно разделить на фазы, в этом действии будет одна главная фаза, а остальные вспомогательные. Главная фаза — это ведущий элемент, где происходит реализация целевого назначения всего двигательного действия. Остальные фазы (разбег) создают оптимальные условия для выполнения главной фазы (отталкивание) или помогают наиболее эффективно дос­тичь цели (полет, приземление) после ее выполнения. Эти фазы разделяются определенными границами, где происходит измене­ние движения по форме, направлению скорости, мышечным уси­лиям и др. Такие границы называют моментами. Например, цель разбега — набрать оптимальную скорость, цель отталкивания — перевести часть горизонтальной скорости разбега в вертикальную. Эти две цели разделяются моментом постановки толчковой ноги на место отталкивания.

Фазы определяют состав действия, а их взаимосвязь друг с дру­гом определяет структуру действия. Чем стабильнее взаимосвязь, тем эффективнее техника действия.

Все движения совершаются в пространстве, во времени, с оп­ределенной скоростью, ускорением. Это отражается в кинемати­ческой структуре, т. е. создает визуальную картину действия. Но как эти движения совершаются? На этот вопрос дает ответ дина­мическая структура движения, которая характеризуется проявле­нием внешних и внутренних сил.

Взаимосвязь динамической и кинематической структур опре­деляет ритмическую структуру движений. Какие силы участвуют в том или ином движении, создавая определенный рисунок двига­тельного действия?

Описывая пространственные характеристики, говорят о поло­жении тела (звеньев тела) и траектории движения.

Положение тела определяют как исходное (стартовое), так и в движении; как по отношению к общему центру масс, так и по отношению звеньев друг к другу, а также по отношению к Какому-либо неподвижному предмету.

Когда описывают траекторию движения, то надо четко выбрать объект описания. Траектория — это воображаемый след движения какой-либо определенной точки. Траекторию перемеще­ния можно описывать по точке общего центра масс (ОЦМ) или По точкам центров масс звеньев (ЦМЗ) (плеча, предплечья, бедра, стопы и т.д.). В траектории определяют:

- форму (прямолинейная, криволинейная, смешанная);

- направление: а) точное направление определяется по вектору скорости ОЦМ, б) приблизительное, т.е. вверх—вниз, вперед — назад, вправо—влево;

- амплитуду (размах) движения (активная, пассивная, макси­мальная, средняя, малая, оптимальная). Более точное определе­ние амплитуды производится измерением расстояния между край­ними точками движения или измерением углового перемещения определенной точки.

Временные характеристики включают в себя длительность и темп движения. Длительность движения описывают как: а) продолжительность движения, т.е. с такого момента времени до такого момента времени (например, продолжительность от­талкивания — 0,17 с); б) время движения, т.е. определяется время начала движения (в легкой атлетике существует понятие «судей­ское время», когда секундомеры ставятся на нулевую отметку; в био­механике важно знать, когда началось движение, например, от­талкивание началось на 5-й секунде).

Темп движения характеризует частоту циклов или дви­жений в единицу времени и зависит от массы движущегося тела (звена). Темп может изменить структуру движения (например, если беспредельно увеличивать темп шагов в спортивной ходьбе, то вместо ходьбы получится бег).

Сочетание пространственных и временных характеристик отра­жает скоростные характеристики. Отношение пройденного рассто­яния к затраченному времени определит скорость движения. Рас­сматривая визуально картину движения, мы можем лишь давать приблизительную оценку скорости д в и ж е н и я: равномер­ная и неравномерная, плавная и резкая, оптимальная и максималь­ная. Более точное определение величины скорости движений воз­можно получить только при использовании технических приборов. Прирост скорости за единицу времени называют ускорением. Ускорение наблюдается в некоторых движениях, в основном же, описывая движение, говорят о скорости.

Динамические характеристики и их взаимосвязь показывают, почему происходит движение. Движение возможно лишь при вза­имодействии внешних и внутренних сил. К внешним силам отно­сят: силу тяжести, силу реакции опоры, силу сопротивления, силу трения, силу отягощения, силу инерции.

Сила тяжести — мера относительно постоянная, и ее действие всегда направлено вертикально вниз. Она не может влиять на из­менение скорости при горизонтальном движении, но при спуске действует положительно, увеличивая скорость движения, а при подъеме отрицательно, уменьшая скорость движения. Все осталь­ные силы имеют переменные величины.

Сила реакции опоры возникает при воздействии другой силы на опору и диаметрально противоположна по направлению, т. е. силе

давления на опору противодействует сила реакции опоры. Эта сила зависит от качества опоры, чем жестче опора, тем сила реакции больше (например, сравните асфальт и песок).

Сила сопротивления возникает при движении и оказывает тор­мозящее воздействие. Воздушный поток, вода — это силы сопротив­ления внешней среды. Они могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на технику движения.

Сила трения или сила сцепления с поверхностью. Без этой силы невозможно движение. Сравните ходьбу по льду (min трения) и ходьбу по асфальту (max трения). Сила трения зависит от массы тела и площади поверхности соприкосновения, может иметь как отрицательный, так и положительный характер (при движении по инерции сила трения тормозит движение).

Сила отягощения возникает в момент противодействия какому-либо предмету (ядро) или движению (движение по кривой, когда действует центробежная сила, которая и определяет силу отяго­щения). Ее действие зависит от самого отягощения (например, при растягивании резинового эспандера вверх движение в конце упражнения увеличивает силу отягощения, а при поднятии ган­телей вверх движение в конце упражнения уменьшает силу отяго­щения).

Сила инерции возникает в процессе движения, когда на тело уже не воздействует сила, придавшая ему скорость, т. е. тело дви­жется по инерции (например, снаряд, выпущенный метателем, в фазе полета движется по инерции). Силы инерции зависят от массы тела и скорости, с какой движется тело.

К внутренним силам относят силу активного действия (сила тяги мышц) и силу пассивного взаимодействия.

Сила тяги мышц служит источником энергии движения, со­храняет или изменяет позы спортсмена, управляет движением, изменяет взаимодействие тела человека с опорой, снарядами и т. п. Величина проявления силы тяги мышц зависит от условий:

- механических (создание определенной нагрузки на мышцу, без которой невозможно заставить мышцу выполнять сокращение);

- анатомических (строение мышц, их расположение в разные моменты движения и др.);

- физиологических (психофизиологическое состояние в момент Движения, которое сводится к двум параметрам: возбуждение и Утомление).

К силе пассивного взаимодействия относится сила упругой де­формации (связки и сухожилия, которые при растягивании в оп­ределенных условиях могут передать упругую силу).

Все движения совершаются в пространстве и во времени, с °Пределенной скоростью, при взаимодействии внутренних и вне­шних сил. Но это пока просто составные элементы, а чтобы обра­зовалась техника какого-либо движения, нужно создать опреде-

 

ленную ритмичную структуру, т. е. найти соотношение между ки­нематической и динамической характеристиками. Например, со­отношение времени опоры и времени полета в беге будет характе­ризовать временной ритм техники бега, и если сделать это соот­ношение 1:1, то это будет не бег, а прыжки с остановкой на опоре. Время опоры всегда меньше времени полета, оптимальное их соотношение дает визуальную картину техники бега.

Общие правила построения техники двигательных действий (по Л.П.Матвееву, А.Д.Новикову)

Основной принцип построения техники двигательных дей­ствий — принцип полноценного и целесообразного использова­ния активных и пассивных движущих сил при одновременном уменьшении действия тормозящих сил.

Правила техничного выполнения двигательных действий опи­раются на основные законы механики с учетом биологических закономерностей человеческого организма.

{.Направление действия мышечных сил должно стремиться к направлению намеченного движения. Например, действия мышеч­ных групп и звеньев тела в момент отталкивания при прыжках в длину должны приближаться к оптимальному углу вылета тела прыгуна.

2. Оптимальное увеличение скорости движения. В движении, осо­бенно в скоростно-силовых видах, необходимо ускорить движе­ние звена или снаряда, чтобы придать ему максимальную ско­рость. Для этого надо либо увеличить силу, придающую движение, либо путь действия этой силы, либо и то и другое вместе, для увеличения времени действия данной силы. Но при выполнении большинства технических видов мы сталкиваемся с какими-либо ограничениями: морфологического или судейского (правила со­ревнований) характера. В этом случае необходимо, сохраняя ве­личину силы и путь ее действия, уменьшить время воздействия данной силы, т.е., сохраняя величину силы, мы сокращаем время ее действия, тем самым увеличивая импульс силы, который уве­личит скорость движения.

3. Непрерывность и последовательность применения развиваемых сил. Это правило основывается на законах Ньютона об инерции и ускорении. Чтобы начать движение, надо преодолеть инерцию покоя, применив большую силу; когда же надо продолжить движе­ние, применяется меньшая сила. Примером может служить раска­чивание качелей. Сначала надо приложить большое усилие, а по­том достаточно вовремя подхватить качели и малой силой придать им скорость. Если не вовремя применить эту силу, то скорость или погасится, или усилия будут совершаться впустую. Для сохра-

I нения или ускорения движения необходимо, чтобы усилия вы-I полнялись непрерывно и в определенное время. Если в толкании ядра после выполнения скачкообразного разбега будет небольшая пауза, то эффект от данного разбега будет утрачен.

Обычно движения выполняются в определенной последователь­ности — одни группы мышц заканчивают работу, другие начина­ют выполнять ее. Нередко, особенно в быстрых движениях цикли­ческого характера, усилия этих групп мышц накладываются друг на друга (движение рук в беге), т.е. одна группа мышц еще не закончила действия, а другая уже начинает свое действие. При встречных движениях этот режим работы мышц называется р е-в е'р с и о н н ы м. В метаниях последовательность движения в зве­ньях тела начинается снизу вверх, работа мышц одних звеньев тела накладывается на предыдущую работу мышц.

4. Передача количества движений от одного звена к другому. Количество движений в спортивных действиях передается от од­ного звена к другому с сохранением энергии движения путем последовательного вовлечения звеньев. Например, толкание ядра в финальном усилии — это передача энергии снаряду, которая создается в нижних звеньях (ногах) и заканчивается в верхних звеньях (руках).

5. Создание противодействия действующим силам. Это правило опирается на третий закон Ньютона, согласно которому действия двух тел друг на друга равны по величине и противоположны по направлению. Толкатель ядра воздействует на ядро с определен­ной силой, а ядро с такой же силой воздействует на руку толкате­ля. Ноги толкателя воздействуют на опору, а опора воздействует на ноги, придавая таким образом определенную жесткость. Полу­чается, что ядро через толкателя воздействует на землю. При жес­ткой передаче энергии ядру ядро полетит дальше. Только при не­посредственном контакте с опорой можно передать энергию сна­ряду или телу. Попробуйте толкнуть ядро, находясь в опорном положении и в безопорном (в прыжке), и вы сразу почувствуете разницу.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте характеристику видов механического движения.

2. Дайте классификацию техники движений.

3. Дайте определение основным понятиям в технике движений (фазы, моменты).

4. Что отражает кинематическая структура движений?

5. Что отражает динамическая структура движений?

6. Дайте характеристику взаимосвязи динамической и кинематиче­ской структур движений.

7. Каковы пять правил построения техники движений?

Глава 4 ТЕХНИКА СПОРТИВНОЙ ХОДЬБЫ И БЕГА

4.1. Основы техники спортивной ходьбы

Ходьба — естественный способ передвижения человека. Спортивная ходьба отличается от простой ходьбы более высокой скоростью передвижения, ограничением техники передвижения правилами соревнований и другими техническими моментами.

Техника спортивной ходьбы имеет циклический характер, т. е. определенный цикл повторяется многократно на протяжении всей дистанции и, в отличие от других циклических видов легкой атле­тики, жестко ограничен правилами соревнований. Эти ограниче­ния существенно повлияли на становление техники спортивной ходьбы. Во-первых, в спортивной ходьбе не должно быть фазы полета, т. е. всегда должен быть контакт с опорой. Во-вторых, ис­ходя из первого ограничения, опорная нога в момент вертикали должна быть выпрямлена в коленном суставе (несколько лет.на­зад сделали добавление к этому ограничению — опорная нога должна быть выпрямлена в коленном суставе с момента поста­новки ноги на опору). Отличие спортивной ходьбы от естествен­ной (бытовой) по внешним данным заключается в том, что в естественной ходьбе пешеход может сгибать ногу в коленном сус­таве, амортизируя постановку ноги, а в спортивной ходьбе спорт­смен передвигается на прямых ногах.

Основу техники спортивной ходьбы составляет один цикл дей­ствия, который состоит из двойного шага, шага левой ноги и шага правой ноги. Цикл содержит: а) два периода одиночной опоры; б) два периода двойной опоры; в) два периода переноса маховой ноги.

Схематично можно представить цикл спортивной ходьбы в виде колеса с шестью спицами. Две двойные спицы разделяют колесо пополам — период двойной опоры, две одиночные спицы раз­деляют эти половинки на четвертинки круга — период одиноч­ной опоры. Период одиночной опоры одной ноги совпадает с пе­риодом переноса другой ноги. Период двойной опоры очень крат-ковремен, порой его можно и не увидеть. Период одиночной опо­ры более длителен и делится на две фазы: 1) фаза жесткой перед­ней опоры; 2) фаза отталкивания. Период переноса тоже имеет две фазы: 1) фаза заднего шага; 2) фаза переднего шага. Эти фазы присутствуют как в периоде переноса или опоры для левой ноги, так и для правой ноги.

Фазы разделяются моментами, т.е. такими мгновенными поло­жениями, после которых происходят изменения движений. Если моменты являются границами изменения движений в одном или нескольких звеньях, то позы в данных моментах — это описание положений звеньев тела относительно ОЦМ или друг друга, т. е. позы дают визуальную картину смены движений.

Фаза передней жесткой опоры правой ноги начинается с момен­та постановки ее на опору. Нога, выпрямленная в коленном суставе, ставится с пятки. Эта фаза продолжается до момента вертикали, когда ОЦМ находится над точкой (над стопой правой ноги) опоры.

С момента вертикали до момента отрыва правой ноги от грунта длится фаза отталкивания. Период одиночной опоры правой ноги заканчивается и начинается период переноса правой ноги, кото­рый имеет две фазы: 1) фаза заднего шага, которая начинается с момента отрыва ноги от опоры до момента вертикали (момент вертикали в переносе ноги определяется по положению бедра — продольная ось бедра должна быть перпендикулярна площади поверхности опоры, т.е. горизонтали); 2) фаза переднего шага — с момента вертикали до момента постановки ноги на опору. По­том следует кратковременный период двойной опоры. Когда идет период одиночной опоры правой ноги, левая нога находится в пе­риоде переноса. То же самое повторяется с левой ногой. Цикл закон­чился, начинается новый цикл, и так все повторяется (рис. 11).

Период двойной опоры очень кратковременен, но он имеет большое значение в технике спортивной ходьбы. По нему опреде­ляется соответствие техники правилам соревнований. Если пери­од двойной опоры отсутствует, значит, спортсмен не идет, а бе­жит, за что его дисквалифицируют.

Порой даже очень опытный судья по стилю спортивной ходь­бы не может точно определить наличие или отсутствие периода двойной опоры. Некоторые биомеханические исследования, про­веденные с помощью точных приборов, показали, что продолжи­тельность периода двойной опоры находится в пределах тысячных долей секунды у высококвалифицированных спортсменов. Этот факт является проблемой для судейства соревнований по спортив­ной ходьбе, ведь человеческий глаз не способен ни определить, ни выделить такие мгновения, поэтому наличие или отсутствие полетной части в ходьбе определяется добросовестностью, чест­ностью и опытом судейской бригады. К проблеме, связанной с наличием или отсутствием периода двойной опоры, мы вернемся позже.

Частота шагов у высококвалифицированных ходоков колеблется от 190 до 230 шагов в минуту. Длина шага колеблется от 95 до 130 см и зависит от длины ног ходока и развиваемых мышечных усилий.

Движения рук и ног, поперечных осей плеч и таза — перекрес­тны, т. е. левая рука движется вперед, когда вперед движется пра­вая нога, и наоборот. Позвоночник и таз совершают сложные встречные движения. В конце фазы отталкивания наклон передней поверхности таза несколько увеличивается, а к моменту вертикали, в период переноса этой ноги, — уменьшается. Такие колебания таза в переднезаднем направлении помогают эффективнее отвести назад бедро ноги, отталкивающейся от опоры. Так же изменяется наклон поперечной оси таза: во время переноса она опускается в сторону маховой (переносимой) ноги, а во время двойной опоры опять выравнивается. Такое опускание таза в сторону маховой ноги связано с движением маятника, т. е. нога, как маятник, стремится от оси вращения под действием центробежной силы. Это помогает мышцам, отводящим бедро, лучше расслабиться (рис. 12).

Позвоночник также изгибается в сторону маховой ноги в пе­риод ее переноса. В целом туловище совершает ряд сложных, по­чти одновременных движений в каждом шаге: незначительно сги­бается и разгибается, происходят боковые наклоны и скручива­ние туловища.

Перекрестные движения рук и ног, плеч и таза, а также другие движения туловища помогают сохранить равновесие тела, нейтра­лизуют полный боковой разворот тела (в отличие от того, когда ходок идет иноходью, т.е. движения не перекрестные), создают оптимальные условия для постановки ног, эффективное отталки­вание и рациональный перенос маховой ноги.

Движения рук в спортивной ходьбе помогают увеличивать час­тоту шагов, поэтому мышцы верхнеплечевого пояса усиленно ра­ботают. Особенно на это надо обращать внимание к концу дистан­ции при наступлении утомления. Движения рук осуществляются следующим образом: руки согнуты в локтевых суставах под углом 90° к направлению движения ходока; пальцы рук полусжаты; мыш­цы плеч расслаблены.

Источником движущих сил при ходьбе служит работа мышц во время взаимодействия их на опору через звенья тела. Выполняя отталкивание и перенос ног в оптимальном сочетании, все тело получает ускорение в направлении от места опоры. Силы реакции опоры во время отталкивания придают скорость движения телу, а перенос маховой ноги, вследствие инерционных сил, придает ускорение телу ходока. Одновременное движение маховой ногой вперед и отталкивание толчковой ногой в целом составляют от­талкивание от опоры.

Все движения звеньев тела осуществляются с ускорением, вследствие чего возникают инерционные силы отдельных звеньев, одни из которых участвуют в придании скорости всего тела, дру­гие нейтрализуют отрицательные инерционные силы (движения РУК).

Движения всех звеньев тела (их центров масс) происходят по криволинейной траектории, а перемещение тела и его ускорение осуществляются в линейном направлении, т.е. не существует ка­кой-либо реальной движущей силы, создающей движение по ли­нейной траектории. Суть всех перемещений в ходьбе — это сумма равнодействующих сил, направленных по криволинейной траектории, и сил, направленных под углом к перемещению тела и опоры.

Движущие инерционные и мышечные силы воздействуют через стопу (стопы) на опору. Исходя из третьего закона механики воз­никают противодействующие им силы — силы реакции опоры, без которых изменение движения ОЦМ невозможно (рис. 13).

 

Rx

Под силой отталкивания необходимо понимать воздействие опоры на тело спортсмена, которое возникает в результате дей­ствия сил давления на опору. Отталкивание — это не результат чистой работы мышц, а результат взаимодействия мышечных уси­лий и инерционных сил на опору. Чем опора жестче, тем величина отталкивания (силы реакции опоры) больше. Например, возьмем две опоры: беговая дорожка и грунтовое покрытие. Беговая дорожка жестче, чем грунтовое покрытие, следовательно, силы реакции опоры на беговой дорожке будут больше.

Таким образом, под силой отталкивания надо понимать силу реакции опоры, возникающую под воздействием мышечных усилий и инерционных сил на опору. Величина силы отталкивания зависит от:

- качества опоры;

- величины мышечных усилий;

- величины инерционных сил;

- направления действия мышечных усилий и сил;

- отношения активной массы тела к пассивной (активная масса тела — масса мышц, участвующих в создании мышеч­ных усилий для отталкивания; пассивная масса тела — вся остальная масса тела спортсмена).

В спортивной ходьбе важна не максимальная величина силы отталкивания, а оптимальная, рассчитанная на длительное время работы. Спортсмен воздействует на опору под углом к ней, сила отталкивания воздействует на ОЦМ под углом к вектору горизон­тальной скорости. Чем ближе вектор силы отталкивания к вектору горизонтальной скорости, тем будет выше скорость передвиже­ния. Угол, образованный вектором силы отталкивания и вектором горизонтальной скорости, называется углом отталкивания. Чем меньше угол отталкивания, тем эффективнее действует сила отталкивания и тем будет больше горизонтальная скорость.

На практике угол отталкивания определяется по продольной оси толчковой ноги в момент ее отрыва от опоры и горизонтом.

Величина угла при таком определении будет не точной, а при­близительной. Более точное определение угла отталкивания полу­чают, применяя сложные технические устройства.

При одноопорном положении, когда спортсмен стоит, дей­ствует только сила тяжести перпендикулярно вниз, которая урав-_новешивается силой реакции опоры, направленной диаметраль­но противоположно силе тяжести. При двухопорном положении сила тяжести распределяется на две опоры (б), при этом возникает сила давления на опору, действующая под углом, а сила тяжести распределяется на две точки опоры, и их величины будут зависеть от удаленности точек опоры от проекции ОЦМ. В противодей­ствие силе давления на опору и силе тяжести возникает сила ре­акции опоры, которая действует диаметрально противоположно им. В покое суммарные силы передней и задней опоры равны. Чтобы вывести тело из равновесия и придать ему какую-либо скорость, необходимо нарушить это равновесие. Это можно сделать за счет увеличения силы давления на заднюю опору, тем самым увеличи­вая силу реакции задней опоры. Увеличение силы давления на опору делается за счет действия мышечной силы.

Другой фактор нарушения равновесия сил — это изменение угла действия силы давления на заднюю опору. Это делается за счет переноса проекции ОЦМ ближе к передней опоре, тем са­мым угол действия силы давления задней опоры становится бо­лее острым, а угол действия силы давления передней опоры более тупым. Таким образом, мы приближаем действие сил реакции зад­ней опоры к вектору горизонтальной скорости. Так возникает стар­товая сила, позволяющая вывести тело из состояния покоя. При ходьбе подключается еще и инерционная сила маховых движений во время переноса ноги. Стартовая сила в момент выхода тела из состояния покоя (в момент старта) больше, чем сила отталкива­ния во время движения, так как тело спортсмена уже имеет ско­рость и ему необходимо затрачивать усилия либо на поддержание, либо на увеличение скорости.

Углы отталкивания показаны на рисунке

Немаловажное значение в спортивной ходьбе имеет угол поста­новки ноги на опору, а также силы, возникающие при этом. Угол постановки маховой ноги определяется в момент касания ноги опо­ры и образован продольной осью ноги и линией горизонта. Это приблизительная величина, более точно угол определяется векто­ром скорости силы реакции опоры и линии опоры. В момент поста­новки ноги начинает действовать сила давления на опору и, как следствие, возникает противодействующая ей сила реакции опоры, их направления диаметрально противоположны. Эти силы являются отрицательными, так как противодействуют движению ходока и снижают скорость передвижения. Для эффективной ходьбы их не­обходимо устранить или по возможности снизить их отрицательное воздействие. Сила тяжести, возникающая при этом, не влияет на изменение скорости. Компенсировать действие отрицательных сил можно тремя путями: 1) приближение угла постановки ноги к 90°, т. е. нога должна стоять как можно ближе к проекции ОЦМ, но при этом снижается длина шага; 2) амортизация постановки ноги, но по правилам соревнований нога должна ставиться на опору вы­прямленной в коленном суставе, значит, амортизация исключается; 3) быстрое сведение бедер после снятия ноги с опоры после фазы отталкивания, что увеличивает силу инерции маховой ноги, кото­рая компенсирует воздействие тормозящих сил.

Движение ОЦМ в спортивной ходьбе происходит не по прямо­линейной траектории, а выполняет более сложную криволиней­ную траекторию. Движение ОЦМ вверх —вниз дополняется дви­жениями вправо—влево. С момента постановки ноги на опору ОЦМ движется вверх и несколько в сторону опорной ноги до момента вертикали, после момента вертикали ОЦМ движется вниз, при­ближаясь к линии направления движения, до момента постановки ноги на опору. Затем все повторяется с другой ногой.

Чем меньше величина вертикальных колебаний, тем эффек­тивнее техника спортивной ходьбы. Минимальную величину вер­тикального колебания можно определить опытным путем. Эта ве­личина равна разности высоты ОЦМ в одноопорном положении и двухопорном (длинном шаге). Таким образом, мы определили факторы, влияющие на скорость передвижения в спортивной ходьбе.

К положительным факторам относятся:

- качество опоры;

- величина сил отталкивания;

- угол отталкивания;

- время отталкивания;

- время переноса маховой