ЖИЗНЕННО ВАЖНЫЙ НАВЫК 5 страница

Состояние поверхности кожи исследуется главным образом через изучение электрических явлений. Они отражают функ­циональное состояние вегетативной нервной системы. Кожно-гальваническая реакция входит в качестве компонента в систе­му ориентировочного рефлекса. Ориентировочная реакция сопровождается уменьшением электрического сопротивления кожи. Это свидетельствует об активации симпатического отде­ла вегетативной нервной системы и является фактором, способ­ствующим повышению возбудимости коры головного мозга.

Абсолютный порог кожной чувствительности принято счи­тать важнейшей характеристикой кожного анализатора. Отра­жая состояние поверхности кожи, он теснейшим образом свя­зан с большинством характеристик телосложения, косвенно может свидетельствовать о гормональном статусе пловцов, сопряжен с толщиной подкожного жира. Это становится осо­бенно важным в работе с юными спортсменами и при решении проблем спортивного отбора в плавании. Сравнение величин электрокожной чувствительности у квалифицированных плов­цов и лиц, не занимающихся спортивным плаванием, свидетель­ствует о чрезвычайно высоких требованиях спортивного плава­ния к данному признаку.

С возрастом порог электрокожной чувствительности повы­шается.

У пловцов высокой квалификации наблюдается значитель­ное снижение вариативности отдельных признаков с возрастом, что косвенно указывает на сокращение возможностей взаимной компенсации и ужесточение требований к специфическим для плавания качествам. В ряду этих признаков оказываются ре­льеф тела и его покров, меньший удельный вес тела, высокая чувствительность кожного анализатора.

Сегодня исследователями не только изучается состояние элек­трических явлений на рабочих поверхностях движителей, но и предпринимаются попытки воздействовать на кожу с целью изменения электрических явлений, повышения «чувстваводы».

Итак, многие примеры отчетливо свидетельствуют о неиден­тичности активного и пассивного сопротивлений. Оказывается сложным оценить реальную гидродинамическую ситуацию. Вместе с тем существует целый ряд прямых и косвенных мето­дов исследования активного сопротивления. Среди них особен­но следует выделить метод малых возмущений с помощью дополнительного гидродинамического тела, разработанный отечественными учеными СВ. Колмогоровым, О.А. Дуплище-вой в начале 90-х гг. XX столетия.

Установлено, что характеристики пассивного движения до­статочно консервативны. При активных же движениях пока­затели могут иметь значительный диапазон колебаний. Кроме того, одна и та же соревновательная скорость может быть дос­тигнута при различных гидродинамических характеристиках. Даже у одного и того же спортсмена в течение тренировочного сезона индивидуальные показатели отличны.

Установление строгой количественной меры показателей реальной гидродинамической ситуации может не только стать надежным ориентиром для дальнейших исследований, но и широко использоваться в практике спортивного плавания. Пока это возможно лишь на уровне национальной сборной ко­манды. Ориентиром могут служить средние групповые показа­тели элитных пловцов, представленные в табл. 3.

Гидродинамическая подъемная сила.Как известно, тело пловца по отношению к обтекаемому потоку находится под некоторым углом (углом атаки). Угол будет считаться поло­жительным, если продольная ось тел отклоняется вверх от линии, характеризующей направление движения, и отрицательным — если отклоняется вниз. При взаимодействии со встречным пото­ком на тело воздействуют силы внутреннего трения, направлен­ные по касательной к телу, и силы давления, направленные всегда перпендикулярно к поверхности тела. В сумме они опре­деляют величину и направление силы реакции воды. В целом по отношению к телу, расположенному под некоторым углом, направление действия силы реакции приближается к перпен­дикуляру, опущенному к продольной оси тела.

По правилу параллелограмма, ее можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Вертикаль­ная составляющая и есть не что иное, как подъемная сила.

Аналогично подъемная сила возникает и на от­дельных рабочих звеньях (рис. 8). Действие подъем­ной силы в известных пре­делах благоприятно сказы­вается на продвижении пловца. Она способствует более высокому положению тела по отношению к по­верхности воды, тем самым облегчая ему движения над водой и дыхание.

С увеличением угла атаки изменяется коэффициент сопро­тивления.

В диапазоне от 0 до 15° величина коэффициента лобового сопротивления меняется незначительно. В дальнейшем при­рост более значителен, и особенно он велик при углах атаки свыше 25°.

При скоростях перемещения 0,7 м/с и выше, в силу встреч­ного сопротивления, ноги сами приподнимаются до горизон­тального положения; при этом пловцу нет необходимости для поддержания положения тела выполнять компенсаторные дви­жения ногами.

Движущие силы.Сила реакции воды R, являющаяся внеш­ней по отношению к телу пловца, сама по себе вызвать движение пловца не может. Источником его движущих сил служат внут­ренние силы мышечного сокращения. Сила, которая сообщает пловцу движение вперед (она называется движущей), создается за счет рабочих (тех, которые создают силу тяги) движений ру­ками, ногами, туловищем, то есть главным образом за счет сил активного мышечного сокращения.

Величина движущей силы зависит от мышечной силы плов­ца и эффективности ее приложения во время гребка. Эффектив­ность движений рабочих звеньев будет рассмотрена подробнее в последующих разделах.

Совокупность звеньев тела (рабочих звеньев), механически взаимодействующих с водой для создания движущей силы, на­зывают движителем. На нем имеются рабочие плоскости (по­верхности), благодаря которым происходит отталкивание. На рабочие плоскости движителя действует сила реакции воды

(рис. 9). Она позволяет плов­цу опереться о воду и оттол­кнуться от нее (согласно тре­тьему закону Ньютона).

Дополнительные движу­щие силы.При движении взаимосвязанных звеньев тела пловца с ускорением от­носительно друг друга воз­никают внутренние инер­ционные силы. Они направ­лены в сторону, противопо­ложную ускорению.

Инерционные силы ме­шают продвижению пловца,

способствуют раскачиванию тела, нарушая тем самым его обте­каемое положение. Это происходит, к примеру, при быстром движении рукой по воздуху через сторону в кроле на груди и на спине.

Инерционные силы могут и способствовать эффективному продвижению вперед. Так, во время плавания кролем инерци­онные силы, возникающие при ускорении движения руки по воздуху, передаются по цепи звеньев на кисть руки, выпол­няющей гребок, и усиливают отталкивание от воды.

Во время входа рук в воду после проноса по воздуху в под­готовительном движении (кроль, дельфин, на спине) или вы­ведения рук вперед (в брассе) встречный поток воды тормозит движение рук вперед. Инерционные силы помогают завер­шить эту фазу движений и растянуть мышцы плечевого пояса и спины, переводя часть энергии движения в энергию упругого мышечного растяжения. Упругие силы мышц оста­навливают движение в одном направлении и помогают начать его в обратном.

Наиболее полное использование внутренних инерционных и упругих сил как дополнительных к силам активного мышеч­ного сокращения — признак высокого технического мастерства спортсмена.

Роль этих сил возрастает с увеличением темпа движений.

Во время плавания верхняя часть туловища, голова, руки спортсмена в отдельные моменты цикла частично или полнос­тью выходят из воды. При этом уменьшается объем вытеснен­ной жидкости и звенья как бы вновь приобретают свой собствен­ный вес: вес головы составляет примерно 7 % от общего веса, а вес плеча, предплечья и кисти (вместе) — соответственно 3 и 1 %. Суммарно вес этих звеньев может быть равен от 12 (у подростков) до 18 кг у взрослых. Потенциальную энергию вы­сокого положения отмеченных звеньев относительно воды плов­цы используют для активного продвижения в заданном направ­лении: с одной стороны, уменьшается встречное сопротивление, а с другой — облегчается разгон этих звеньев.

Таким образом, представляется необходимым подвести крат­кий итог и обозначить предпосылки наиболее рациональных способов и приемов продвижения в воде. Это существенно об­легчит понимание техники плавания.

1. Система условий, в которых происходят движения плов­ца, строго специфична.

2. В силу высокой плотности среды движения пловца долж­ны иметь выраженное силовое обеспечение.

3. Поскольку опора подвижная, требуется специальная орга­
низация усилий.

4. Движения пловца должны быть экономичными.
В этой связи:

— положение тела должно быть обтекаемым в течение всего цикла движений;

— рабочие движения должны выполняться с ускорением;

— в начатых движениях не должно быть ни одной паузы или остановки;

— наиболее эффективен контакт движителя с неподвижны­ми частицами жидкости;

— должно быть оптимальным положение движителя по от­ношению к направлению выполняемого пловцом движения;

— при прочих равных условиях значительнее других долж­на быть «горизонтальная составляющая»;

— для создания большей силы тяги площадь рабочих плос­костей должна быть большей.

Рассмотрим, как это реализуется в частных движениях пловца. В литературе представлены специальные упражнения, спо­собствующие снижению активного сопротивления:

а) пассивная буксировка на установке контактного силового
лидирования на длинных отрезках с включением коротких от­
резков активного плавания с максимальной скоростью;

б) плавание в полной координации на соревновательных
и выше скоростях на установке бесконтактного лидирования
(плавание за специальным гидродинамическим телом с плохой
обтекаемостью). В результате появляется возможность совер­
шенствовать технику плавания в соревновательных диапазонах
скоростей на фоне низкого уровня функционирования физио­
логических систем организма;

в) плавание в гидроканале на соревновательных скоростях
и выше; при этом верхний слой потока движется с замедленной
скоростью;

г) плавание в гидроканале с соревновательной скоростью
и выше, когда к пловцу прикреплен груз, тянущий его в направ­
лении, совпадающем с действием сил гидродинамического со­
противления.

Нужны новые данные. Нужны новые подходы.

Механизмы, обеспечивающие оптимальное положение тела. Уже отмечалось, что для движения в воде оптимальна такая форма, которая имеет соотношение продольных и поперечных размеров тела как 6:1. Для того чтобы приблизиться к этим ус­ловиям, тело пловца должно занимать в воде хорошо обтекае-

мое, вытянутое относительно продольной оси, сравнительно высокое и динамически уравновешенное положение. Угол ата­ки — 3—5°.

Как добиться такого положения? За счет оптимальной поста­новки головы. Известно, что в организме отдельные его части или звенья рефлекторно взаимосвязаны между собой. Одно из таких крупных звеньев — голова, от постановки которой очень многое зависит. Так, если голова берется «на грудь», ав­томатически происходит сгибание в тазобедренных суставах, и наоборот: голова откидывается назад, рефлекторно происхо­дит прогибание в пояснице, то есть движением или постанов­кой головы можно регулировать положение тела в воде.

Во всех спортивных способах плавания, за исключением плавания на спине, голова спортсмена участвует в движени­ях, связанных с актом вдоха. Если эти движения выполняют­ся в едином ритме с рабочими движениями, то они усиливают последние.

Непринужденная постановка головы с расслабленными мышцами шеи рефлекторно уменьшает напряжение мышц пле­чевого пояса и спины, способствуя более продуктивному выпол­нению гребков руками.

Частично оптимальное положение обеспечивается за счет активных движений ногами, это происходит несмотря на то, что на уровне соревновательных скоростей возникновение подъем­ной силы способствует самопроизвольному подъему ног до го­ризонтального положения.

Оно обеспечивается и благодаря эффективному движению руками. Мы видели, что в параллелограмме есть «вертикаль­ная» составляющая.

Какие преимущества дает пловцу высокое положение тела?

Прежде всего это уменьшает встречное сопротивление, спо­собствует лучшему проносу рук в подготовительном движении над поверхностью воды. Высокое положение помогает приоб­рести необходимое количество движения во время вспомога­тельных движений руками и плечевым поясом над водой и тем увеличить эффективность последующих рабочих движений. Более того, при нем пловец субъективно лучше ощущает свои движения и особенно ошибки.

Оптимальное положение тела пловца сохраняется при равномерном распределении усилий на правую и левую конеч­ности, а также при оптимальных темпе и ритме движений ко­нечностями.

Движения ногами

Движения ногами способствуют поддержанию опоры и созда­нию силы тяги.

Для начала рассмотрим движение прямой ногой сверху вниз (наподобие рабочего движения в кроле на груди) (рис. 10).

Вспомним: с какой силой нога давит на воду, с такой же си­лой вода действует в противоположном направлении; кроме того, сопротивление воды возрастает пропорционально квадра­ту скорости движения отдельных точек. Благодаря этому опора ноги о воду возрастает от проксимального отдела ноги к дистальному (к стопе), а равнодействующая этих сил сосредо­точена в точке, расположенной в области стопы.

Воспользуемся правилом параллелограмма, при этом полу­чим две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Со­ответственно они характеризуют силу тяги и подъемную силу.

Несколько иная картина наблюдается при сгибании ноги в коленном суставе (так, как это в реальности происходит при плавании кролем на груди). Это наглядно проиллюстрировано на рис. 11.

Если взять момент, когда бедро, двигаясь вниз, заняло го­ризонтальное положение, а голень и стопа несколько отстают, на бедре создается лишь подъемная сила, на голени и стопе возрастают силы тяги, подъемная сила относительно умень­шается.

Продолжая свое движение вниз, как показано на рис. 11, бед­ро проходит через горизонтальное положение и располагается под углом к направлению движения пловца. Здесь возникает сила Р, поднимающая бедро к поверхности воды, и сила Т, тор­мозящая движение.

Наконец, в рабочее движе­ние активно включаются го­лень и стопа (рис. 12); они хлы-стообразно устремляются вниз вслед за бедром, в результате чего вновь уменьшается сила тяги относительно подъемной силы, т. е. большая часть уси­лий в этот момент использует­ся для поддержания пловцом своего тела в горизонтальном положении, при этом на бедре возникает сила, которая назы­вается топящей.

Аналогично можно рассмотреть без текстового содержания, непосредственно по рис. 13, 14, то, что произойдет при движе­нии ноги снизу вверх.

С помощью циклографического анализа удалось установить, что скорости движения ног сверху вниз и снизу вверх равны; од­нако это не означает, что эффективность работы ног вниз и вверх одинакова. Движение вниз в этом смысле предпочтительнее.

Поскольку ноги выполняют одновременно движения в про­тивоположные стороны, моменты их сил суммируются. При движении подъемные силы больше топящих, а движущие — больше тормозящих.

Нетрудно заметить, какую огромную роль в движениях плов­ца играет стопа. По сути, это основная рабочая часть ноги. С данной точки зрения особое значение в работе ног приобретает степень подвижности голеностопного сустава. Рис. 15 наглядно демонстрирует, как по-разному могут распределяться силы при разной подвижности. У хороших пловцов-кролистов наблюдает­ся значительное сгибание ноги в голеностопном суставе — так

называемое подошвенное сгибание. При этом стопа занимает особенно выгодное положение для создания силы тяги (рис. 15, а). Если подвиж­ность слабая, стопа может создавать лишь подъемную силу (рис. 15, б), и, наконец, если стопа совсем жестко фиксирована, создается даже отри­цательная тяга, препятствующая продвижению пловца (рис. 15, в).

Заканчивая рассмотрение движений ногами, следует заме­тить, что их движения отдельно (например, плавание с плава­тельной доской — «на одних но­гах») и при плавании в полной координации несколько отлич­ны. При общей согласованности движений движущие силы от движений ногами, безусловно, меньше. Вместе с тем гораздо важнее то, что их движения при­дают телу устойчивость, удержи­вают его в горизонтальном поло­жении, чем облегчают работу рук и дыхание, а также поддержива-

ют общий ритм движении.

Анализ циклограмм показывает, что ни одна точка ноги не движется назад: ноги как бы скользят вперед по наклонной плоскости.

Таким образом, движения ногами:

а) обеспечивают горизонтальное положение тела пловца, осу­
ществляют функцию равновесия;

б) создают силы тяги;

в) участвуют в общей координации движений пловца, под­
держивают ритмический рисунок движений всех звеньев.

Движения руками

При плавании спортивными способами руки являются основ­ными движителями. Даже в брассе, где в создании движущих сил примерно в равной мере участвуют руки и ноги, техника

Плавание 65

длине, располагается на расстоянии 0,75 длины от центра вращения.

Обратимся к рис. 17. На этой же пластине, на расстоянии 0,25 от ее сво­бодного конца, построим вектор равнодействую­щей всех сил. По правилу параллелограмма, разло­жим ее на составляющие: силу тяги Т, направлен­ную горизонтально впе-

движений руками в большей мере влияет на дыхание и общую ко­ординацию движений, определя­ет темп и ритм плавания.

Для простоты рассуждения вначале вместо движений рука­ми или рукой (так как их движе­ния идентичны), вращающейся в плечевом суставе, рассмотрим вращательное движение пласти­ны в воде вокруг одной непод­вижной оси (точки О).

Обратимся к рис. 16. Соглас­но третьему закону Ньютона, с какой силой пластина давит на воду, с такой же силой вода давит в противоположном направлении

ред, и подъемную силу Р, направленную вертикально вверх. Рассмотрим теперь, как будет изменяться соотношение этих сил при вращении пластины. Рис. 17 показывает, что в начале вра­щательного движения подъемная сила Р превосходит силу тяги Т. По мере вращения пластины сила Р уменьшается, а сила Т возрастает. В положении 45° они уравновешиваются, т. е. стано­вятся практически равны друг другу. С этого момента сила тяги (Т) стремительно возрастает, превосходя подъемную. Наконец, наступает такой момент (90°), когда равнодействующая будет рав­на силе тяги. В этом положении подъемная сила Р равна 0.

Когда пластина пройдет вертикальное положение, картина расположения сил существенно изменяется. Сила тяги Г по мере продвижения пластины теперь уже уменьшается, а взамен подъемной силы появляется топящая Р¹ .

Теперь уже становится ясно, что данные закономерности можно с известной долей осторожности перенести на движение рук пловца. Вместе с тем надо понимать, что движение пласти­ны и движение руки — не одно и то же. Прежде всего отличие от жесткой пластины в том, что рука по всей своей длине имеет раз­ную форму и разное сечение. Развернутая ладонь испытывает зна­чительно большее сопротивление при движении в воде, нежели плечо или предплечье, имеющие цилиндрическую форму.

Рука подвижна в своих сочленениях — плечевом, локтевом, лучезапястном суставах, в суставах кисти и пальцев. Это по­зволяет помещать рабочие плоскости в наиболее выгодное для создания силы тяги положение. К примеру, сгибая руку в лу­чезапястном суставе в первой половине гребка и разгибая во вто­рой, пловец удерживает ладонь в положении, относительно пер­пендикулярном к поверхности воды, что позволяет наилучшим образом использовать сопротивление воды для эффективной опоры. Кроме того, оптимальное положение кисти на выходе из воды уменьшит влияние топящей силы.

Поддерживающие силы, возникающие на рабочей плоскости руки, играют важную роль в начальной части гребка. Они по­могают сохранить высокое и обтекаемое положение тела и наи­более эффективно использовать для движения вперед инерци­онные силы, силы тяжести отдельных звеньев тела, тяговые силы от движения ногами или от гребка другой рукой (к приме­ру, в кроле).

Возникает вопрос: нельзя ли при плавании так построить дви­жения, чтобы свести к минимуму потери в тяговых усилиях? Оказывается, в какой-то степени это сделать можно: необходи­мо согнуть руку в локтевом и лучезапястном суставах и основ-

ные гребущие элемен­ты руки (кисть и пред­плечье) поставить в плос-кость, максимально перпендикулярную на­правлению движения. Это принципиально возможно лишь тогда, когда удерживается вы­сокое положение локтя и гребок выполняется согнутой рукой.

Нами рассмотрено наиболее простое дви-

жение вокруг одной неподвижной оси (точка О или во втором случае — плечевой сустав). Фактически все выглядит еще слож­нее. Дело в том, что конечности пловца совершают не одно, а два движения:

а)в плечевом суставе;

б) поступательное движение вперед со скоростью, равной ско­рости движения тела пловца в воде.

Как принято в механике, назовем движение руки по отно­шению к туловищу пловца относительным, а движение, полу­ченное в результате сложения поступательного движения плов­ца вперед и относительного движения руки, — абсолютным. Это наглядно проиллюстрировано на рис. 18.

При таком подходе меняется представление о распределении давления на гребущей поверхности. Оказывается, давление наблюдается не на всей длине руки, а только на кисти, пред­плечье и примерно половине плеча. Именно эти части в абсо­лютной системе отсчета выполняют движение назад и создают тяговые усилия. Вольно или невольно плечевой сустав будет всегда двигаться вместе с туловищем, телом пловца, а вместе с ним — и проксимальная часть плеча. Следовательно, они не только не создают силы, но и тормозят движение. Поэтому нельзя злоупотреблять известным приемом, используемым квалифицированными пловцами, так называемым «наплывом», ибо чем больше (и продолжительнее) будет «наплыв», тем дольше большая часть руки будет оказывать тормозящее дей­ствие. Вероятно, весь смысл этого приема сводится лишь к тому, чтобы создать мощную опору и поддержать горизонтальное (от­носительно воды) высокое положение после проноса рук по воздуху, когда уменьшается воздействие подъемных сил, а так-