В. Г. Короленка Кафедра біологічних основ фізичного виховання Біомеханічний аналіз техніки фізичних вправ в видах спорту з циклічною структурою руху Навчальний посібник



Скачати 499.13 Kb.
Сторінка1/2
Дата конвертації26.04.2016
Розмір499.13 Kb.
  1   2


Міністерство освіти і науки України

Полтавський державний педагогічний університет

ім. В.Г. Короленка


Кафедра біологічних основ фізичного виховання
Біомеханічний аналіз техніки фізичних вправ в видах спорту з циклічною структурою руху
Навчальний посібник

ПОЛТАВА 2004



УДК:

Біомеханічний аналіз техніки фізичних вправ в видах спорту з циклічною структурою руху: Навчальний посібник. – Полтава, 2004 – 35с.
Укладачі:

Хоменко П.В.

Бідник Н.М.

У посібнику викладено біомеханічний аналіз техніки фізичних вправ з циклічною структурою рухів – ходьба, біг, плавання, лижний та ковзанярський спорт.

Вчитель фізвиховання, тренер повинен володіти достатнім об'ємом знань, вмінь і навичок, які б дозволили йому науково обґрунтовано вирішувати питання нормування фізичних навантажень учнів різного віку, рівня фізичної підготовленості, вміти контролювати і аналізувати реакцію організму учня на виконані ним фізичні навантаження з тим, щоб творчо скорегувати оздоровчий процес, не допускаючи в ньому перенапружень і перетренованості.
Рецензенти:
Кандидат біологічних наук, доцент кафедри біології людини і тварин ПДПУ – Слюсар М.В.

Затверджено вченою радою ПДПУ імені В.Г. Короленка

(протокол № _____ від „___” _______________ 2004р.)

ЗМІСТ
ВСТУП.........................................................................................3.


Розділ І

Біомеханічна характеристика спортивної ходьби як системи вправ з циклічною структурою руху...............................................................................4.


Розділ ІІ.

Біомеханічний аналіз легкоатлетичного бігу............8.


Розділ ІІІ.

Біомеханічний аналіз техніки плавання..................16.

Розділ ІV.

Основні вправи в лижному спорті та їх біомеханічна характеристика...........................................................21.


Розділ VІ.

Ковзанярський спорт, як система вправ з циклічною структурою рухів.......................................................27.


ВИСНОВКИ...............................................................................33.
ЛІТЕРАТУРА.............................................................................34.


Вступ.

Здоров'я людини залежить від багатьох факторів. Більше половини з них пов'язані зі способом життя і, зокрема, з рівнем рухової активності.

Вчитель фізвиховання, тренер повинен володіти достатнім об'ємом знань, вмінь і навичок, які б дозволили йому науково обґрунтовано вирішувати питання нормування фізичних навантажень учнів різного віку, рівня фізичної підготовленості, вміти контролювати і аналізувати реакцію організму учня на виконані ним фізичні навантаження з тим, щоб творчо скорегувати оздоровчий процес, не допускаючи в ньому перенапружень і перетренованості.

Вирішення вказаних завдань фізичного виховання значною мірою визначається тим, наскільки об'ємно і глибоко спеціаліст фізкультури володіє навичками оцінки рівня фізичної та функціональної підготовленості учнів. Адже ефективне використання одного з найпотужніших оздоровчих засобів — фізичних вправ, не можливе без врахування відповідності інтенсивності та об'єму фізичних навантажень функціональним можливостям організму. Встановлення чітких критеріїв оцінки фізичного стану організму, об'єму його функціональних резервів дозволить перейти від емпіричного дозування навантажень, яке, на жаль, ще сьогодні практикується, до застосування науково-обгрунтованих рухових режимів з найбільш об'єктивною енергетичною оцінкою.

У біомеханіці фізичні вправи поділяються на циклічні й ациклічні. До циклічних відносяться вправи, що передбачають багаторазове повторення тих самих рухів в одній і тій же послідовності. Закінчуючи вправу, виконавець виявляється в положенні, аналогічному вихідному. Сукупності рухів, що здійснюються між двома аналогічними положеннями, складають цикл рухів. До них відносяться: ходьба, легкоатлетичний і ковзанярський біг, плавання, лижний спорт та ін.

Розділ І.

Біомеханічна характеристика спортивної ходьби як системи вправ з циклічною структурою руху.

Ходьба виконується зі швидкістю близько 1,7 м/с. Цикл рухів складається з двох одиночних кроків (довжиною близько 85см. кожний) і відбувається протягом 1 с. Ходьба характеризується перемінною активністю ніг, чергуванням відштовхування (період опори) і переносу кожної ноги (переносний період). Період опори складається з фази амортизації, відштовхування і підйому. Тривалість періоду опори в порівнянні з переносним приблизно на 10% більше. У переносному періоді виділяють фази: розгону, гальмування й опускання ноги на опору



Фаза амортизації полягає в гальмуванні руху тіла в напрямку до опори. Вона починається з постановки ноги і закінчується в момент припинення руху тіла вниз, при якому м'язи розтягуються, здійснюючи від’ємну роботу. Амортизація опорної ноги здійснюється: а) розгиначами стопи, що затримують постановку стопи; б) розгиначами гомілки в гомілковостопному суглобі, що затримують ногу в колінному суглобі; в) згиначами стопи, що затримують нахил гомілки вперед.

Фаза відштовхування починається з розгинання опорної ноги в колінному суглобі і закінчується в момент відриву ноги від опори. При звичайній ходьбі кут постановки ноги на опору дорівнює в середньому 83°, максимально швидкої - 79°. Випрямлення відштовхуючої ноги відбувається завдяки згинанню стопи, розгинанню гомілки в колінному суглобі, розгинанню стегна в тазостегновому суглобі, збільшенню нахилу таза. Рух в суглобах ніг відбуваються в основному навколо фронтальної осі (згинання, розгинання). Більш складні рухи в тазостегнових суглобах (завдяки обертанням таза навколо головних осей суглоба опорної ноги). Основні рухи в тазостегновому суглобі в передньозадньому напрямку відбуваються по постійно змінній проміжній осі, тобто згинання і розгинання сполучаються з відведенням і приведенням. Крім того, ці основні рухи супроводжуються поворотом обох тазостегнових суглобів убік , протилежну повороту таза: у махової ноги - назовні, в опорної - усередину.

Переміщення загального центра маси тіла (ЗЦМ) при ходьбі відбувається не прямолінійно і не рівномірно. ЗЦМ тіла рухається то прискорено, то уповільнено і крім постійного переміщення вперед робить вертикальні і поперечні коливання. Вертикальні коливання ЗЦМ тіла при кожнім кроці під час ходьби приблизно дорівнюють 4-6 см. (мал. 1.).

Повороти таза здійснюються внаслідок роботи м'язів тазостегнового суглобу опорної ноги (група м'язів, що приводять, крайні пучки малого і середнього сідничних м'язів і косих м'язів живота). Відведення таза відбувається при роботі м'язів, що відводять тазостегновий суглоб опорної ноги (верхня частина великого сідничного м'яза, що напружує широку фасцію стегна, середній і малий сідничні м'язи та ін.). Таким чином, при ходьбі всі основні м'язові групи тазостегнового суглоба у визначеній послідовності включаються в роботу. Переключення в роботі м'язових груп відбуваються перед початком кожної з фаз рухів ноги.



Мал. №1. Траектория ЗЦВ тіла при ходьбі.
Прямий м'яз стегна має слабко виражену електричну активність. Незначне збільшення амплітуди біострумів дії спостерігається в заключній фазі відштовхування і після його завершення - на початку фази переносу.

Електрична активність двоголового м'яза починається у фазі переносу після проходження моменту вертикалі. Струми дії м'яза дещо знижуються після постановки ноги на опору. Електрична активність литкового м'яза зберігається протягом всієї опорної фази зі значним її наростанням. На початку переносу відзначається короткий спалах слабко вираженої активності. Передній великогомілковий м'яз відрізняється двома спалахами електричної активності - на початку опорної фази й у середній її частині. Ще два набагато більш значні спалахи біострумів відзначаються на початку і при завершенні фази переносу.

Найбільша амплітуда осциляції в опорний період спостерігається в литковому м'язі. Її електрична активність поступово збільшується після постановки ноги на опору і досягає максимуму в заключній фазі відштовхування. Осциляції переднього великогомілкового м'яза близькі за величиною до литкового на початку опорної реакції. Передній великогомілковий м'яз має найвищу електричну активність у фазі переносу. Біоструми практично не загасають під час переміщення ноги після відштовхування і до постановки на опору. Проте спостерігаються два особливо інтенсивних сплески активності в першій і останній чвертях фази переносу.

Електрична активність двоголового м'яза стегна характеризується однією протяжною областю активності, складаючись ще й з коротких сплесків і знижень амплітудних показників. Прямий м'яз стегна має тривалий спалах електричної активності загасаючого характеру в першій третині фази переносу. Короткий інтенсивний спалах активності цього м'яза відзначається перед постановкою ноги на опору.

Зі збільшенням швидкості ходьби значно зростає електрична активність м'язів нижньої кінцівки. Так, середня амплітуда осциляції прямого м'яза стегна в звичайній ходьбі - 2,2 мкВ, у швидкої - близько 6,5 мкВ. Середня амплітуда осциляції двоголового м'яза підвищується з 6,1 мкВ до 14,3 мкВ, литкового - з 15 до 30, переднього великогомілкового - з 25 мкВ до 60 мкВ [17]. Слід зазначити, що в звичайній і максимально швидкій ходьбі порядок включення м'язів у роботу однаковий при різних фазах руху.

При ходьбі в динамічну роботу включаються також м'язи верхньої частини тулуба, плечового пояса і рук. Одночасно з поворотом тазу убік поштовхової ноги верхня частина тулуба і плечовий пояс повертаються убік махової ноги. Фронтальні осі плеч і тазу роблять зустрічні рухи. Завдяки цьому разом з маховою ногою виноситься вперед різнойменна рука. Руху в плечових суглобах аналогічні рухам у тазостегнових. Основну роботу виконують великий грудний, дельтоподібний і найширший м'язи спини.

Опорні реакції при ходьбі характеризуються значною варіативністю. Однак, незважаючи на різноманітність конфігурацій динамограм, можна виділити три типи опорних реакцій, що істотно відрізняються за характером розвитку зусиль (мал. 2).

Мал. №2. Типи опорних реакцій при ходьбі.
Для першого типу кривих характерне підвищення максимуму першого піку (І) над аналогічною точкою другого. Інший різновид відштовхування (ІІІ) вирізняється вираженою перевагою величини другого максимуму в порівнянні з першим. Опорні реакції третього типу (ІІ) майже не відрізняються від першого і других.

Фаза підйому переносної ноги починається з моменту відриву від опори, а закінчується в момент найбільш високого положення центра ваги ноги і з початком її руху вперед. Опорна реакція ноги спрямована вперед і нагору (мал.3). Сила тиску поштовхової ноги D1 викликає однакову за величиною і протилежну за напрямком реакцію R1, вертикальна складова Rп1, якій протидіє ваги тіла, а горизонтальна Rт1 забезпечує рух тіла вперед. При передній опорі сила тиску махової ноги D2 і реакція R2 спрямовані назад і вгору. Її вертикальна складова Rп2 протидіє вазі тіла, а горизонтальна Rт2 гальмує рух тіла вперед .




Мал. №3. Опорні реакції при подвійній опорі.
Ходьба складається з ряду коливальних рухів, зміна напрямків яких відбувається в моменти найвищого положення центра ваги ноги позаду і попереду тазу. Фаза розгону ноги починається зі згинання стегна в тазостегновому суглобі і закінчується в момент переносу ноги, фази гальмування й опускання на опору - у момент найбільш високого положення тазу.

У фазах амортизації і гальмування частина кінетичної енергії розсіюється, а частина її перетворюється в потенційну енергію пружної деформації м'язів. При відштовхуванні опорною ногою і розгоні переносної потенційна енергія переходить у кінетичну.

Зі збільшенням частоти кроків підсилюється відштовхування, підвищується швидкість і довжина кроків. Довжина кроку залежить від росту людини, довжини ніг, розміру стоп, амплітуди рухів ніг у тазостегнових суглобах, повороту таза. З підвищенням темпу ходьби довжина кроку спочатку збільшується, а потім при темпі понад 150 кроків у хвилину зменшується, тому що завдяки короткочасності переходу маху нога не може бути винесена далеко вперед на опору. Збільшення темпу при звичайній ходьбі можливо тільки у межах 200 одиночних кроків у хвилину. При подальшому підвищенні темпу з'являється фаза польоту і ходьба переходить у біг. Зі збільшенням довжини й особливо частоти кроків підвищується тиск опорної ноги на опору і скорочується тривалість подвійної опори.

Гімнастична ходьба характеризується постановкою на опору стопи з носка. Це зм'якшує ходу, але укорочує довжину кроку і зменшує швидкість. При ходьбі на носках різко скорочується довжина кроку, зменшується швидкість. Пригибна ходьба - це ходьба на напівзігнутих ногах з нахилом тулуба вперед.

Розділ ІІ.

Біомеханічний аналіз легкоатлетичного бігу.

Біг на короткі дистанції починають з низького старту, а біг на середні і довгі - з високого. Стартове положення являє собою вихідну позу, що спрямована на те, щоб почати найбільш швидке пересування і забезпечує кращі умови для розвитку стартового прискорення ЗЦМ тіла в потрібному напрямку й активне відштовхування. Розташування всіх ланок тіла залежить від умов стартової дії і повинне відповідати індивідуальним особливостям співвідношення важелів і силової підготовленості бігуна.

При високому старті бігун ставить попереду поштовхову ногу, іншу відставляє на 2-3 стопи назад на носок. Після команди "На старт!" він згинає ноги в колінних суглобах, переносить масу тіла на ногу, що стоїть попереду , одночасно виставляючи вперед зігнуту в ліктьовому суглобі руку, іншу руку відводить трохи назад (в інших варіантах високого старту руки вільно розташовуються внизу). Після команди "Марш!" бігун розгинає ноги в колінних суглобах. При відштовхуванні від опори випрямляє тулуб і починає біг по дистанції.

Біг з низького старту починають зі стартового станка чи стартових колодок, що забезпечують бігуну надійний упор для стоп. Після команди "На старт!" необхідно стати перед колодками, опуститися на руки (долоні) попереду лінії початку бігу, створивши упор ногами об колодки. Після цього необхідно опуститися на коліно ноги, що стоїть позаду і, не згинаючи рук у ліктьових суглобах і не напружуючи їх, поставити кисті рук упритул до стартової лінії на ширину пліч чи дещо ширше. Великі пальці повинні бути розгорнуті всередину, а інші - назовні, плечі розташовані над лінією старту, спина трохи заокруглена. Голову варто тримати прямо, м'яза шиї не напружувати, погляд спрямований уперед.

Після команди "Увага!" бігун розгинає ноги (трохи вище рівня пліч), розподіляючи масу тіла на спереду розташованій нозі і руках. Руки виправлені, ноги зігнуті під тупим кутом.

Після команди "Марш!" бігун спочатку відриває руки від опори й одночасно, розгинаючи ноги в колінних суглобах, відштовхується від колодок.

Стартові рухи - це руху зі стартового положення, що забезпечує нарощування швидкості і перехід до наступного стартового розгону. При старті ЗЦМ тіла має прискорення, обумовлене м'язовими зусиллями, спрямованими в протилежні сторони: уперед-прискорюють рухливі ланки, назад - притискають опорні ланки до опори .

Збільшення швидкості бігу забезпечується стартовим розгоном. У бігу на короткі дистанції за час стартового розгону швидкість збільшується до максимальної й утримується на більшій відстані, чим при бігу на середні і довгі дистанції, де необхідна швидкість досягається з перших же кроків.

Раціональна техніка стартового розгону характеризується: значним нахилом тулуба вперед на початку розгону і поступовим випрямленням під кінець; повним випрямленням ноги в колінному суглобі під час відштовхування; енергійним переміщенням стегна махової ноги нагору з подальшим рухом назад; швидкими й активними рухами зігнутих рук з акцентованим рухом назад; плавним переходом від стартового розгону до бігу по дистанції.

Відомо, що рух виконується ефективніше при максимальному використанні сили скорочення м'язів. Сила ж залежить від вихідної довжини м'язів. Виходить, чим гостріше суглобовий кут на початку руху, тим більше довжина і сила м'яза, а також шлях прикладення його сили. При стартовому розгоні, особливо в його початку, кути у всіх суглобах опорної ноги при її постановці на опору приблизно рівні чи знаходяться в межах 90-100°, а робочий діапазон їхнього збільшення достатній, щоб м'язи виявили свою максимальну силу. Оскільки збільшення кута в тазостегновому суглобі дорівнює 70° (у колінному і гомілковостопному суглобах близько 45°), то провідними в стартовому розгоні є м'язи тазостегнового суглоба.

Стартовий рух відбувається за рахунок переборюючої роботи м'язів ніг. На наступних кроках стартового розгону м'язи опорної ноги продовжують працювати в режимі скорочення, але вже починається використання їхнього попереднього розтягання. Приблизно з 5-7 кроку в міру випрямлення корпуса і постановки стопи перед проекції ЗЦМ тіла на опору починає з'являтися фаза гальмування з неминучими утратами швидкості і зовнішньої енергії. Вертикальні коливання ЗЦМ при біговому кроці рівні 18-20 см. (мал. 3). Це приводить до появи амортизації в колінному суглобі і до подальшого збільшення її в суглобі стопи.





Мал. №4. Траєкторія ЗЦВ при бігові.
При стартовому розгоні найбільшу миттєву потужність розвивають м’язи-розгиначі тазостегнового суглоба - великий сідничний, двоголовий та ін. М’язи-розгиначі колінного суглоба і згиначі суглоба стопи розвивають меншу миттєву потужність, однак працюють більш тривалий час. На початку опори розгін спринтера відбувається переважно за рахунок м'язів тазостегнового суглоба, а в другій половині - за рахунок колінного суглоба і суглоба стопи. Таким чином, старт і перші кроки стартового розгону забезпечуються в основному роботою переборюючи м'язів опорної ноги.

Техніка бігу складається з періодів опори і періодів польоту. Опорний період починається з фази амортизації, що змінює свою діяльність у залежності від довжини дистанції і швидкості бігу. У спринтерському бігу вона менш тривала, чим відштовхування, а в бігу на довгі дистанції майже в півтора разу довше. Амортизація здійснюється в колінному, гомілковостопному і тазостегновому суглобах. М'язи здійснюють поступаючи роботу, напружуються й обумовлюють наступне могутнє відштовхування. ЗЦМ тіла переміщається по вертикалі вниз (мал. 5).




Мал. №5. Фази крокуючих рухів при бігові: а) за кінематичними даними (пози), б) за динамічними даними (зусилля) .

1- підйом; 2- розгін; 3- гальмування; 4- опускання; 5- амортизація;

6- відштовхування; 7- задній крок; 8- передній крок; 9- передній поштовх;

10- задній поштовх.
Під час амортизації опорної ноги кути в дистальних суглобах під дією маси і сили інерції тіла спринтера зменшуються, а кут у тазостегновому суглобі збільшується.

М’язи-розгиначі стегна і гомілки, а також згиначі стопи виявляють одночасну і почергову активність. Найбільша активність великого сідничного м'яза спостерігається на фоні активності двоголового м'яза стегна. Одночасно виявляють активність і розгиначі колінного суглобу, однак після третини періоду опори продовжує працювати тільки прямий м'яз стегна. При постановці стопи на опору активізуються м'язи-антагоністи суглобу стопи, але після першої третини періоду опори продовжує скорочуватися лише литковий м'яз.

Помітні розходження в просторовій побудові рухів відзначаються і при аналізі амортизаційного (тильного) згинання стопи. У починаючих бігунів на короткі дистанції стопа негайно ж після постановки опускається до опори, торкається або майже торкається її п'ятою і відразу ж починає розгинатися. У більш підготовлених вона плавно згинається і залишається майже притиснутою до поверхні опори аж до завершення амортизаційної фази.

Стегно опорної ноги безупинно переміщається навколо осі тазостегнового суглоба в напрямку, протилежному напрямку бігу. У підготовлених спринтерів швидкість руху стегна значно вище, ніж у початківців (7,5 с-1проти 4,8).

Махова нога до моменту постановки поштовхової на опору звичайно знаходиться у фазі розгону маху. У новачків своєї найбільшої швидкості вона досягає до завершення амортизаційної фази, у більш підготовлених - відразу послу її завершення. Характер прискорення махового руху значно впливає на інші параметри бігу.

Раціональна побудова рухів в амортизаційній фазі багато в чому залежить від того, наскільки вірно виконані рухи при опусканні ноги на опору. Основним показником ефективності виконання цієї частини поштовху є рівномірність у наростанні зусиль і нетривалий час їхнього розвитку. Такий характер протікання фази амортизації забезпечується специфічними особливостями структури рухів опорної ноги при постановці і відразу після неї. Головними з них є: активний рух, пружна постановка стопи на її передню частину, гарна погодженість рухів у суглобах опорної ноги, що виявляється в плавній зміні кутів згинання ланок ноги в колінному суглобі і суглобі стопи.

Основну амортизаційну функцію виконують суглоби стопи. Амортизаційне зменшення кута в колінному суглобі значно менше, ніж у суглобі стопи (4 і 38°). Кут у суглобі стопи у фазі амортизації гранично малий і складає близько 90-100°.

Таким чином, при бігові з максимальною швидкістю основним амортизатором і рушієм тіла спринтера є суглоб стопи. М'язи опорної ноги працюють в поступливо-долаючому режимі, при цьому одним з провідних факторів відштовхування є ресорна властивість стопи.

Амплітуда коливань ЗЦМ тіла в спортсменів під час бігу різна. Опускання ЗЦМ тіла в амортизаційній фазі більше в менш підготовлених бігунів. Так, амплітуда згинання опорної ноги в колінному суглобі в більш підготовлених бігунів складає 30°, в інших - 40-45°. Амортизаційне згинання ноги закінчується найчастіше в момент вертикалі, коли проекція ЗЦМ тіла бігуна проходить через точку опори. Іноді до і після цього моменту відзначається деяка стабілізація кута в колінному суглобі і суглобі стопи. З моменту постановки ноги на опору рух махової ноги вперед обумовлює просування вперед і позитивне прискорення ЗЦМ тіла бігуна. Фаза відштовхування починається з розгинання опорної ноги в колінному суглобі і суглобі стопи при триваючому розгинанні в тазостегновому. Від структури руху ноги безпосередньо після моменту постановки значно залежить протікання процесу відштовхування. Важливу роль грають ступінь згинання ноги в суглобах, швидкість і амплітуда переміщення ноги щодо тазостегнового суглоба.

Характер і величина зусиль, що розвиваються в перші 10-15 мс після постановки ноги на ґрунт, залежать від особливостей взаємодії стопи з опорою і підготовляються оптимальним розташуванням окремих ланок тіла бігуна, зокрема ноги ще в польотному періоді. Не менш важливим є і підошовне згинання стопи у фінальній частині задньої опори. Якщо в литковому і камбаловидному м'язах електрична активність зникає ще до моменту зняття ноги з опори, то в довгому згиначі великого пальця вона зберігається протягом всього опорного періоду і продовжується якийсь час після завершення відштовхування. Фаза активного відштовхування характеризується широкою амплітудою і великою швидкістю кутового переміщення опорної ноги щодо тазостегнового суглоба. Зовнішнім показником ефективності рухів у цій фазі є величина кута відштовхування. Відштовхування під більш гострим кутом ефективно в тому випадку, якщо таке значення даного - параметра обумовлено могутнім зусиллям, забезпеченим раціональною структурою рухів.

Кут у колінному суглобі опорної ноги наприкінці відштовхування максимальний-160-165°. Він не змінює своєї величини, чому сприяє скорочення двоголового м'яза стегна. Поряд зі згиначами хребта і м'язами черевного пресу м'язи стегна напружуються, щоб протидіяти силам інерції тулуба, спрямованим у фазі відштовхування назад.

Двоголовий м'яз, сприяючи запиранню тазостегнового суглоба, створює тягу в проксимальному кінці стегнової кісти. Литковий м'яз виконує функцію згинання стопи, створює тягу в дистальному кінці стегнової кісти. У результаті стегно і гомілку виконують роль суглобного важеля. При досить великому куті в колінному суглобі тяга перерахованих м'язів без участі розгиначів коліна достатня, щоб створити максимум подовжньої і ще значні величини вертикальної складових сил реакції опори.

Таке чергування роботи м'язів підкреслює раціональність організації рухів спринтера при відштовхуванні і їхню економічність.

Вертикальна складова реакції опори в дітей 12-14 років, плавно наростаючи, досягає 270 % їхньої маси тіла, у майстрів спорту і спринтерів вищих розрядів - 300-360 %. Показник ритму бігу (відношення тривалості фаз польоту до тривалості опорної частини кроку) у майстрів спринту високий - 1,35. У дітей цей показник, що відображає рівень концентрації корисних зусиль, дорівнює лише 0,80.

Завершення відштовхування в підготовлених бігунів характеризується майже повним випрямленням ноги в колінному суглобі і гострим (47)° кутом відштовхування. Новачки найчастіше закінчують відштовхування під тупим кутом (60-70°) і зігнутою в колінному суглобі ногою.

Махова нога до моменту закінчення відштовхування завершує гальмування. При цьому висота підйому стегна махової ноги не завжди залежить від рівня технічної підготовленості. При оптимальному підйомі стегна махової ноги вона складає майже прямий кут зі злегка нахиленим уперед тулубом. Наприкінці відштовхування спостерігається поворот таза (на 45 °), убік опорної ноги. У момент вертикалі найбільшої величини досягає відведення таза убік махової ноги (на 20°), у результаті чого колінний суглоб махової ноги виявляється значно нижче колінного суглобу опорної ноги . Фаза відштовхування закінчується до моменту відриву поштовхової ноги від опори. Відштовхування досягається енергійним випрямленням опорної ноги й активним маховим рухом переносної ноги.

У періоді польоту ноги роблять рух позаду - піднімання і розгін, і попереду - гальмування й опускання на опору. Стопа ноги, що стоїть спереду виноситься вперед одночасно зі згинанням стегна і гомілки. Стопа позад розташованої ноги відстає від таза, цілком випрямляючи в польоті одночасно з відведенням стегна назад. У результаті відбувається розведення стоп у польоті до найбільшої відстані між ними. Розгін стегна ноги, що уперед виноситься, змінюється його гальмуванням, а згинання ноги в колінному суглобі - розгинанням її вперед. Після найбільшого розведення стоп відбувається розтягання м'язів, що починають зворотні рухи. Унаслідок виносу ноги, що стоїть позаду, вперед і прискореного опускання стопи передньої ноги вниз і назад, відбувається зведення стегон.

Збільшення швидкості виносу ноги вперед забезпечує енергійний мах ногою в опорному періоді, а підвищення швидкості опускання ноги на опору скорочує час польоту, підвищуючи темп бігу. Розгін маху - дуже відповідальна ділянка махового руху. Це обумовлено насамперед його істотним впливом на реакцію опори після того, як протилежна нога опустилася на опору. У бігу цей момент найчастіше збігається зі збільшенням значень прискорення махової ноги, максимуми яких розташовуються близько до моменту вертикалі. Величина прискорення прямо впливає на кількісні характеристики силового внеску махової ноги в опорну реакцію. Тому дуже важливим є момент досягнення максимуму прискорення м’яза. У підготовлених бігунів він спостерігається при завершенні амортизаційної фази чи після неї. Новачки найчастіше досягають максимального значення прискорення махової ноги задовго до завершення амортизації. Тим самим створюються додаткові перевантаження в першій половині опорної реакції, що збільшує її тривалість і, отже, не дозволяє розвивати високої швидкості. Фаза гальмування починається з моменту уповільнення швидкості кутового переміщення махової ноги. Стегно в цій фазі повинне бути підняте до рівня перпендикуляра стосовно тулуба.

Більш раннє гальмування стегна махової ноги викликає спряжений ефект роботи м'язів задньої поверхні стегна опорної ноги, що сприяє скороченню часу опорного періоду, наближаючи момент виносу ноги вперед після завершення відштовхування.

Вже в польотній фазі починається опускання махової ноги на опору. У спортсменів-розрядників цей рух здійснюється з великою швидкістю в напрямку прямо на опору, нога ставиться на доріжку плоско з носка. Швидкість опускання ноги в починаючих спортсменів менше, напрямок руху - уперед з постановкою ноги гостро з чи носка на всю стопу.

Безсумнівний інтерес являють собою особливості зміни темпу бігу і тривалості періоду опори. Діти 7-8 років розвивають темп бігу в середньому 4,9 крок/з, що обумовлено відносно прискореним за часом періодом польоту. З 10 років темп бігу дітей різко знижується. У цьому ж віці зареєстрований і найбільший ріст довжини кроків - до 10 %. Показник темпу бігу в 4,8-5,2 крок/з незалежно від віку забезпечується тривалістю періоду опори, що складає 0,09-0,11 с. Швидкість бігу дошкільників і школярів обох статей збільшується нерівномірно. Найбільший ріст швидкості зафіксований у дошкільників від 4 до 5 років - хлопчиків на 24 %, дівчинок на 23 % і в школярів від 14 до 15 років - хлопчиків на 17%, дівчинок на 8 %.

Руху при фінішуванні виконуються двома способами. Перший спосіб називається "кидок грудьми", при якому бігун на останньому кроці різко нахиляється грудьми вперед на стрічку. Руки при цьому подаються назад.

При другому способі з одночасним нахилом тулуба уперед виробляється поворот тулуба; навколо вертикальної осі з торканням фінішної стрічечки плечем.

Для того, щоб не допустити падіння при фінішуванні за-лінією фінішу, махова нога швидко виставляється вперед, тулуб випрямляється, таз виноситься вперед, плечі приділяються назад із продовженням бігу по інерції і поступовому зменшенні швидкості.

При бігу в гору тулуб нахиляється вперед у залежності від крутості гори, зменшується довжина кроків, збільшується їхня частота, нога ставиться на передню частину стопи. Короткі підйоми переборюються найчастіше на максимальній швидкості.

Під час бігу з гори тулуб знаходиться у вертикальному положенні чи відхиляється трохи назад у залежності від крутості схилу. При цьому зменшується довжина кроків, а ноги ставляться на всю столу.

Біг по пересіченій місцевості являє собою біг, при якому дотримується загальна техніка бігових кроків. Різна опора, перешкоди, зміна рельєфу місцевості, що порушують ритм бігу, вимагають уміння добре координувати рух.

Високі результати в бігу, наприклад, на 400 м можуть бути досягнуті при різному співвідношенні довжини і частоти кроків. Ці співвідношення по середніх величинах коливаються в наступному діапазоні: темп 3,6-4,0 крок/з, довжина кроку 225-240 див. Зазначені величини цілком припустимі для бігунів слабкої підготовленості. Розходження між ними і добре підготовленими бігунами полягає в тому, що перші зазначені співвідношення можуть витримувати протягом 10-17 с бігу, а другі - па протязі 40-47 с.

Досвідчені бігуни володіють технікою вільного бігу (вільного ходу) і використовують його на окремих відрізках дистанції. Так, досягши максимальної швидкості, у визначений момент бігу вони знижують напруженість діяльності рухового апарата, намагаючись при цьому не зменшувати швидкості, ефективно використовуючи інерційні сили. Пробігши таким способом визначений відрізок дистанції, знову переключаються з вільного бігу на звичайний. Вільний хід розцінюється як важливий компонент підготовленості бігуна, йому призначають велику роль у досягненні високих результатів у спринті і на середніх дистанціях.

У бар'єрному бігу розрізняють: старт, стартовий розбіг, відштовхування, перехід через бар'єри, біг між бар'єрами і фінішування. Біг починається з низького старту. Стартовий розбіг виконується звичайно протягом перших восьми кроків. Для успішної атаки бар'єру ногу на останньому кроці необхідно ставити на передню частину стопи, ближче до проекції ЗЦМ тіла, що дає можливість зменшити крок на 15-25 см. Бар'єри необхідно переборювати переступанням чи перебіганням, щоб зменшити вертикальне коливання ЗЦМ тіла. Атака бар'єра починається енергійним рухом зігнутої в колінному суглобі махової ноги стегном вперед і збільшенням нахилу тулуба вперед. Разом з маховою ногою швидко виноситься вперед і розгинається в ліктьовому суглобі різнойменна рука. Друга рука зігнута і подається назад. Після відштовхування настає фаза польоту, при якій виправлена нога швидко переміщається вперед з метою миттєвої постановки ноги за бар'єр на передню частину стопи. Потім нога опускається на всю стопу і трохи згинається в колінному суглобі. Ця фаза характеризується розведенням ніг у передньо-задньому напрямку. Кут розведення стегон у положенні бігуна над бар'єром досягає 117-123°. У момент, коли нога активно опускається вниз, поштовхова продовжує згинатися в колінному суглобі і також швидко виноситься вперед. Руки при цьому змінюють положення. Рука, однойменна маховій нозі, виноситься вперед, а різнойменна, зігнута як у звичайному бігу, просуваючи назад, пропускає під собою вихідну вперед зігнуту поштовхову ногу.

Приземлятися за бар'єром потрібно так, щоб не зменшувати швидкості просування і не порушувати ритму бігу між бар'єрами. Велику роль у цьому грає активне опускання махової ноги, за бар'єр, просування тазу вперед, перенесення поштовхової ноги й оптимальний нахил тулуба. Місце зіткнення стопи з доріжкою повинне бути ближче до проекції ЗЦМ тіла. Приземлення відбувається на передню частину стопи випрямленої махової ноги на відстані 145-160 см від бар'єра. Якщо на відштовхування перед бар'єром іде 0,14-0,15 с, то час опори за бар'єром коротше -0,093-0,103 с. Як правило, максимальна швидкість бігу на дистанції 110 м з бар'єрами досягається до третього-четвертого бар'єра.

Відстань від місця приземлення за бар'єром до місця відштовхування на наступний бар'єр пробігається в три кроки. Довжина, цих кроків у кращих бігунів наступна: перший - 160-175 см, другий - 200-205, третій - 185-190 см. Рухи бігуна між бар'єрами повинні бути вільними, широкими й енергійними - без зайвих коливань ЗЦМ тіла.


Розділ ІІІ.

Біомеханічний аналіз техніки плавання
Усі способи плавання засновані на взаємодії плавця з водою, при якому створюються сили, що просувають його у воді й утримують на її поверхні. Специфічні особливості біомеханіки плавання зв'язані з тим, що сили, що гальмують просування, значні, перемінні і діють безупинно. У плавця немає постійної опори для відштовхування вперед, вона створюється під час гребкових рухів. Крім того, тіло плавця знаходиться під дією сили, що занурює - сили ваги тіла, що спрямована вниз і прикладена до його ЗЦМ. Сила, що виштовхує, обумовлена різницею тисків води на нижню і верхню поверхні зануреного тіла і по величині дорівнює масі води в обсязі зануреної частини тіла. При більш глибокому і повному зануренні сила, що виштовхує, росте, а в міру піднімання над водою частин тіла (рух руки по повітрю перед гребком) зменшується.

Таким чином, занурююча сила постійна по величині, але змінює точку прикладення при зміні пози. Сила, що виштовхує, змінює і свою величину, і точку прикладення в залежності від занурення тіла у воду і його пози. Тіло плавця у воді урівноважено, що занурююча і врівноважуючи сили рівні по величині, і їхня дія спрямована по одній лінії.

Оскільки рушійна сила залежить від руху ланок тіла відносно води, поступальний рух плавця уперед викликають тільки ті складові цієї сили, що рівнобіжні поверхні води і спрямовані вперед.

Сила гребкових рухів залежить від факторів, обумовлених функціональними особливостями м'язів і опорно-руховим апаратом.

При гребку усередину виявляється найбільша результуюча сила завдяки прискореному руху руки в другій половині просування. Сила лобового опору руху кисті в основному спрямована убік і не протидіє руху тіла плавця, тому що ефективно компенсується парними рухами рук.

У гребку розрізняють підготовчий і робочий періоди. Підготовчий період у плаванні способом кріль на грудях включає фазу руху руки над водою і фазу занурення її у воду. Робочий період має три фази: розгінну, основну і завершальну.

Фаза руху руки над водою починається з моменту виносу кисті плавця з води і закінчується в момент опускання її у воду для чергового гребка. Фаза занурення кисті у воду має граничні моменти: від занурення кисті до початку активної взаємодії руки з водою. Перша фаза робочого періоду - розгінна фаза, вона характеризується наростанням швидкості руху руки. У цій фазі рука переміщається щодо горизонталі від 10-15° до 40-50°. Граничним моментом закінчення цієї фази служить момент переходу руху кисті із сагітальної площини у фронтальну при згинанні руки в ліктьовому суглобі. В основній фазі робочого періоду швидкість руки знижується, а потім збільшується в другій половині гребка. У цій фазі створюються основні сили, що просувають плавця вперед. Швидкість плавання при цьому зростає до максимуму. Основній фазі відповідає положення руки від 45-50° до переходу руки за вертикаль. Завершальна фаза починається з моменту руху ліктя нагору і закінчується виходом кисті з води. Вона характеризується зниженням швидкості руху кисті щодо води. Це зв'язано з переміщенням руки за вертикаль і переходом на ковзні кути атаки.

Плавці зі слабкою підготовленістю виконують більш часті гребкові рухи з невеликим розмахом, підтримуючи тим самим відносно високу швидкість гребка. Плавці з гарною підготовленістю розвивають ту ж швидкість руки у воді на більш тривалій відстані за рахунок швидкого згинання руки в ліктьовому суглобі.

При всіх гребкових рухах, за винятком рухів ніг у кролі, гребучі ланки рухаються щодо інших частин тіла назад і проходять у воді зворотний шлях від місця початку гребка. Таким чином, механізм динамічної взаємодії плавця з водою заснований на змінах опору води, викликуваних у першу чергу швидкістю руху ланок тіла щодо води.

На ефективність гребкових рухів впливають також форма й орієнтація гребучи ланок, їхньої траєкторії і розподіл зусиль, що є основними рушіями людини у воді. Вигнута форма гребних поверхонь, і визначена кутова орієнтація їх до потоку підвищують ефективність гребка.

При виконанні гребкового руху активне випрямлення ніг починається в тазостегнових суглобах, а потім у колінних і суглобах стопи. Така послідовність рухів обумовлюється анатомічною будовою нижніх кінцівок, що утруднює розгинання гомілки при зігнутому стегні чи розгинання стопи при розігнутій гомілці. Гребкові рухи ніг супроводжуються активним поворотом стегна назовні (супінацією) і додають руху гомілки захлестуючого характеру. Слід зазначити, що наприкінці гребка після повного випрямлення ніг розгинання в тазостегнових суглобах продовжується. За своїм характером цей рух є вже не гребковим, а допоміжним, що повертає тіло в горизонтальне положення.

Згинання і розгинання стоп ніг має допоміжний характер. При згинанні поліпшується обтічність тіла, а при розгинанні збільшується опорна площа стоп. Аналіз динаміки внутріциклової швидкості гребкового циклу дозволяє виділити три фази циклу: фазу прискорення, протягом якої завдяки активним гребковим рухам руками і ногами швидкість просування плавця збільшується і досягає максимуму; фазу уповільнення швидкості, протягом якої падає ефективність гребкових рухів і відбуваються підготовчі рухи руками до наступного гребка; фазу відносної стабілізації швидкості. Вона може бути зовсім відсутньою чи в період її виконання можуть спостерігатися мінімальні зміни як убік збільшення, так і убік зменшення швидкості.

Тривалість гребкового циклу збільшується після того, як середня швидкість стає нижче 1,42 м/с. Тривалість другої фази в міру зниження середньої швидкості плавання збільшується з 0,47 до 0,79 із з вираженим зниженням швидкості, що реєструється наприкінці цієї фази. Тривалість третьої фази коливається в діапазоні 0,10-0,18 с і тільки при значному зниженні швидкості плавання (до 0,93 м/с) різко збільшується до 0,39 с. На мал. 6. представлено раціональне узгодження зусиль ніг із силою тяги рук при плаванні способом "кріль". Удари ногами (цифри 1 і 4) заповнюють фазу, коли тяга рук відсутня наприкінці гребка; удари (2 і 5) - посилюючі, вони підвищують ефективність першої фази гребкового руху рук; удари (3 і 6) підтримують швидкість у другій частині гребкового – руху рук.


Мал. №6. Узгодженість рухів рук та ніг при плаванні способом кроль на грудях.

На швидкість плавання впливають морфологічні особливості плавця - довжина тіла і ланок кінцівок, ширина кисті і стопи.

Стартовий стрибок. Ефективність старту залежить у першу чергу від часу опори і часу ковзання (табл. 1).
Табл. №1. Час стартових рухів.


п/п

Показник

Позначення

Х,с

1.

Час опори

t1

0,930

2.

Латентний час

t1.1

1,156

3.

Моторний час

t1.1

0,774

4.

Час підготовчих рухів

t1.2.1

0,395

5.

Час поштовху

t1.2.2

0,378

6.

Час польоту

t2

0,378

  1   2


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка