Велосипедный спорт. Велосипедист должен преодолеть три силы сопротивления (рис

Велосипедист должен преодолеть три силы сопротивления (рис. 15.36):

— силу сопротивления встречного потока воздуха;

— силу трения качения (см. рис. 6.5, табл. 6.2);

— сталкивающую силу при подъеме на гору.

Внешним силам сопротивления спортсмен противопоставляет силу своих мышц, правильную посадку и пр.

На рис. 15.37, показаны мышцы, работающие в процессе нажи­мания на педали.

Главное препятствие для преодоления дистанции — встречный поток воздуха. Чем выше скорость, тем больше сила сопротивле­ния встречного потока воздуха. Сопротивление воздуха можно уменьшить несколькими способами.

Сила сопротивления воздушного потока F_B зависит от следую­щих факторов:

А — величина поверхности сопротивления, которую можно из­менить посадкой;

К, — коэффициент сопротивления, который зависит от обтекае­мости фигуры велосипедиста и от величины поверхности одежды;

При встречном ветре эта сила увеличивается, при попутном — уменьшается, что дает уменьшение или увеличение скорости. Для уменьшения силы сопротивления встречного потока воздуха не­обходимо сесть так, чтобы поверхность (А), которую вы занимае­те, была относительно небольшой. В спринте — предпочтительно совершать (принимать) горизонтальную посадку. Для уменьшения сопротивления воздуха используют (применяют) специальные шлемы и обтекаемые костюмы (комбинезоны).

На скорость перемещения велосипедиста влияет сила трения качения (трение шин о покрытие шоссе). Чем тяжелее велосипедист, тем больше трение качения, а также чем толще шины и меньше они накачаны — тем больше трение качения. Влияют на скорость вело­сипедиста также качество покрытия шоссе, размер колес.

Сила трения качения F_т зависит от следующих факторов:

— F_a — нормальная сила соответствует весу спортсмена с ве­лосипедом, если он направлен перпендикулярно к поверхности, по которой происходит перемещение;

— г — радиус колес;

— / — расстояние между теоретической точкой опоры шины и фактической точкой встречи шины с поверхностью, по которой про­исходит перемещение. Отсюда имеем формулу:

Посадка велосипедиста во время шоссейной гонки должна быть максимально обтекаемой и в то же время не мешать работе внут­ренних органов (рис. 15.38). Посадка велосипедиста на подъеме может быть такой: 1) кисти рук на тормозных рычагах; 2) кисти в центре руля, обхватывают его снизу; 3) положение, при котором переносится центр тяжести тела.

Во время подъема скорость небольшая, решающую роль приоб­ретает сталкивающая сила, а сопротивлением встречного воз­душного потока можно пренебречь.

Чем больше вес спортсмена с велосипедом и крутизна подъема (например, при перепаде высот 6 м на 100 м подъема — 6%), тем больше сталкивающая сила.

При выполнении поворота возникает центробежная сила, ве­личина которой зависит от трех факторов: 1) чем больше скорость и вес спортсмена с машиной и чем меньше радиус закругления, тем больше центробежная сила; 2) для противодействия центро­бежной силе следует наклониться вместе с велосипедом в сторону закругления. На рис. 15.39 показаны центробежная сила и направ­ление взаимодействия других сил, возникающих при прохождении виража; 3) в зависимости от формы виража и скорости необходимо наклониться так, чтобы угол между велосипедом и поверхностью трека составлял от 70° до 110°. В идеальном варианте он должен быть равен 90°.

Но в некоторых ситуациях гонщик должен ехать по треку мед­ленно, например, в спринте, парной групповой гонке и т. д. В этих случаях при слишком маленькой скорости можно упасть, так как

колесо соскользнет вниз. При медленной езде или попытке полно­стью остановиться центробежные силы незначительны или даже равны нулю, а значит наклоняться на вираже нельзя.

Преимущество езды сверху заключается в возможности исполь­зовать сталкивающую силу (FJ для значительного увеличения скорости. Сталкивающая сила прямо пропорциональна высоте кри­вой (h) и весу велосипедиста с машиной (G).

Чем тяжелее спортсмен и чем выше располагается он на вира­же, тем больше сталкивающая сила. Преимущество будет на сто­роне гонщика, если при выходе из финишного виража он окажет­ся в верхней его части на одном уровне с соперником.

Прыжки

При прыжках обе ноги после сгибания в главных своих суста­вах (тазобедренных, коленных, голеностопных) выпрямляются быстрым и сильным сокращением разгибателей и отрываются от земли толчком, который передается телу. При этом прыжок или

совершается на месте — тело поднимается в вертикальном направ­лении, или же телу сообщается поступательное движение вперед и вверх (рис. 15.40).

Прыжки в длину с разбега. Чем быстрее человек бежит, тем даль­ше он может прыгнуть. Кинетическая энергия бега может также при известных обстоятельствах использоваться для прыжков в высоту. На этом принципе основаны прыжки с шестом (G.H. Dyson, 1962).

Перед прыжком центр тяжести уже находится на высоте около 90 см над землей, а во время прыжка оказывается лишь немного выше планки. Например, при использовании метода «вестерн-ролл» центр тяжести (ЦТ) тела может подниматься над планкой на вы­соту около 15 см (G.H. Dyson, 1962).

Когда человек прыгает «с места», каждая из участвующих в этом акте мышц сокращается только один раз. Максимальная сила, раз­виваемая мышцей, пропорциональна площади ее поперечного сечения. Возможное укорочение мышцы пропорционально ее дли­не. Следовательно, работа, которую она может совершить при оди­ночном сокращении, пропорциональна произведению ее длины на площадь поперечного сечения, т. е. ее объему. Мышцы одинаково­го объема (или веса) способны совершать одинаковую работу. Представим теперь животное, масса которого т, а мышцы, участ­вующие в прыжке, —.масса т'. Пусть эти мышцы при одиночном сокращении способны совершать работу Km'. Эта работа равна ки­нетической энергии, которую приобретает тело животного при от-

рыве от земли:

в 1 г ускорение, равное 1 см/с² (т. е. увеличить ее скорость на 1 см/с за каждую секунду).