Динамические упражнения

Динамическими называются такие упражнения, при выполне­нии которых тело гимнаста совершает движения относительно снаряда или вместе со снарядом (кольца, трапеция, гимнастичес­кое колесо) относительно опоры. Отдельные звенья тела могут совершать движения относительно туловища и одновременно с ним. Техника исполнения этих упражнений основана на соблюде­нии законов динамики. Каждое звено имеет свой ОЦМ.

Гимнастические упражнения по своей форме являются систе­мой движений, направленной на выполнение заранее поставлен­ной двигательной задачи. При этом через работу мышц в тесное взаимодействие вовлекаются отдельные звенья тела, системы энер­гообеспечения, сенсорные системы, психические и личностные свойства и опыт гимнаста. Такое сложное обеспечение выполне­ния гимнастических упражнений изучается с позиций системно-структурного анализа.

Каждые два звена тела образуют кинематическую пару, а их совокупность — кинематическую цепь. Она может быть закрытой, открытой и свободной (рис. 110). В закрытой цепи (А) оба ее кон­ца закреплены на опоре. Открытая кинематическая цепь (Б) об-

разуется в том случае, когда один из концов (руки или ноги) закреплен на внешней опоре, а другой свободен и может переме­щаться. В свободной цепи (В) тело не имеет опоры.

Подвижность звеньев кинематической цепи зависит от подвиж­ности в суставах и от места положения каждого звена по отноше­нию к опоре. Наибольшей подвижностью (амплитудой движений) обладают звенья тела, наиболее удаленные от опоры. При хвате руками за снаряд наибольшей подвижностью, по сравнению с туловищем и руками, обладают ноги, особенно стопа и голень. В этом случае ноги являются основным рабочим звеном гимнаста. Их высокая подвижность в ходе выполнения упражнения в соче­тании с большой массой позволяет накапливать ими большое ко­личество кинетической энергии и легко распределять ее за счет внутренних реактивных сил, действующих в кинематической цепи. Так, выполняя соскок махом вперед на перекладине, кольцах и других снарядах, при сильном махе ногами вперед можно создать ими большой момент количества движения (кинетическую энер­гию) и, опираясь на них, а руками о перекладину, возможно выше поднять ОЦМ тела и технически правильно выполнить эле­мент.

Тело гимнаста может перемещаться в пространстве по прямой линии в различных направлениях или совершать вращательные движения вокруг поперечной, продольной, передне-задней осей. Основу всех перемещений составляют вращательные и маховые Движения звеньев тела в суставах. Эти движения имеют ряд осо­бенностей: звенья тела могут двигаться одно относительно друго­го, два фиксированных звена — относительно третьего; несколь­ко фиксированных относительно друг друга звеньев могут быть приняты за одно звено; туловище и ноги могут составлять кине­матическую пару или систему, состоящую из двух звеньев; при мышечном сокращении в соответствии с третьим законом дина­мики два смежных звена могут двигаться только навстречу друг Другу со скоростями, обратно пропорциональными их моментам инерции (рис. 111).

На рисунке 111 дана принципиаль­ная схема перемеще­ния двух смежных звеньев тела при со­кращении мышцы (по С.-М.А.Алекпе­рову). АО и ОБ — зве­нья тела, сочленен­ные в суставе; АО В ~ положение звеньев до сокращения мыш­цы; А\0\В\ — поло­жение звеньев после сокращения мышцы;

F— сила тяги мышцы; F\ и F₂ — составляющие силы тяги мышцы/; М — мышца, расположенная с верхней стороны сустава О; С — общий центр массы мышцы.

Основные понятия и законы динамики

При анализе техники динамических упражнений, наряду с*ос-новными законами динамики, пользуются общим законом сохра­нения энергии и его частными проявлениями: законами равен­ства количества движения и равенства моментов количества дви­жения. Для того чтобы увереннее пользоваться ими, надо восста­новить их в памяти.

Всякому движению тела предшествует воздействие на него внешней или внутренней (для человека и животного) силы — импульса силы, или толчка. Импульс силы задает телу определен­ное количество движения (К). Оно равно массе (т) тела, умно­женной на приобретенную им скорость (V):

Приобретенное телом количество движения расходуется на тре­ние, сопротивление среды, на взаимодействие с другими телами. На преодоление импульсов этих сил может израсходоваться все приобретенное от другого тела или созданное самим гимнастом количество движения. В этом проявляется закон равенства количе­ства движения:

где К\ — заданный телу импульс силы; К₂ — израсходованный импульс силы.

Закон действует и при вращательных движениях. В этом случае его именуют законом равенства моментов количества движения-В соответствии с этим законом тело, получившее определенный

момент количества движения в первой части упражнения, столько У^е, израсходует его и во второй части. Этим законом гимнасты широко пользуются при выполнении маховых и вращательных упражнений (обороты, перевороты, подъемы и др.). В первой час­ти упражнения (движение книзу) они стараются накопить воз­можно больший момент количества движения, для того чтобы облегчить себе работу во второй части упражнения (движения квер­ху). С этой целью в первой части упражнения ОЦМ тела предель­но удаляется от опоры и тем самым создается возможно больший момент инерции (/), развивается нужная угловая скорость (со) и, таким образом, к нижней вертикали накапливается момент коли­чества движения (L), необходимый для успешного выполнения упражнения. Во второй части упражнения ОЦМ тела приближает­ся к опоре (уменьшается R₂) энергичным сгибанием в тазобед­ренных суставах. Уменьшение радиуса вращения ОЦМ тела в та­кой же степени влечет за собой увеличение угловой скорости во второй части упражнения (со₂)- Благодаря этому тело гимнаста под­нимается на высоту больше той, с которой было начато маховое упражнение.

где 1 — в первой части, 2 — во второй части упражнения.

В том случае, когда движения гимнаста выполняются в одной плоскости пространства, момент количества его движения будет определяться формулой:

Наряду с этим выполнение многих гимнастических упражнений связано с тем, что тело гимнаста последовательно, а в ряде случаев и одновременно, вращается в нескольких плоскостях пространства. Более того, при вращении тела в какой-либо одной из плоскостей отдельные его звенья могут выполнять движения одновременно в разных плоскостях пространства. Тогда суммарный момент количе­ства движения (импульс силы, кинетический момент) будет равен моментам количества движения по всем осям вращения:

Законы равенства количества движения и момента количества Движения являются частными проявлениями всеобщего закона сохранения энергии.

5.3.2. Отталкиваниеи приземление

Выполнение многих гимнастических упражнений связано с активными отталкиваниями и приземлениями. Их технически пра­вильное выполнение существенно влияет на качество исполнения Упражнений.

Отталкивание заключается в активном удалении ОЦМ тела или отдельных его звеньев от опоры. Энергия отталкивания может ис­пользоваться для перехода тела из более низкого в более высокое опорное положение, из опорного — в безопорное, для создания вращательного импульса и др. Отталкиваться можно с места, с разбега, с размахивания, руками, ногами, плечами и другими звеньями тела.

Импульс силы при отталкивании создается за счет активных мышечных усилий ног, рук, туловища и реакции опоры. Он зада­ет телу количество движения, равное произведению его массы (т) на модуль начальной скорости (г>). Поскольку масса тела гимнас­та — величина постоянная, то получается, что высота вылета ОЦМ тела (Я) зависит от его начальной скорости. Чем больше импульс силы и чем ближе направление его вектора к вертикали (sin 90° = = 1; если угол а больше или меньше 90°, то sina< 1), тем выше подъем ОЦМ тела после отталкивания.

где Н — высота вылета ОЦМ тела; v — его начальная скорость в момент отрыва от опоры; a — угол между горизонталью и направлением вектора скорости.

Величину начальной скорости (v) определяют: а) степень на­растания усилий в фазе активного отталкивания; б) угловая ско­рость разгибания ног в рабочих суставах (чем меньше угол сгиба­ния, тем больше скорость); в) длительность отталкивания — чем она дольше, тем меньше начальная скорость вылета, а следова­тельно, и его высота; г) упругие свойства опоры (величина реак­ции опоры); д) угол постановки ног (рук, других звеньев тела) на опору в месте отталкивания — чем он ближе к вертикали, тем лучше; е) величина боковых колебаний прилагаемых усилий — чем она меньше, тем лучше; ж) положение туловища по отноше­нию к вертикали — лучше ближе к ней.

Приземление — это одно из сложных и ответственных для гим­наста упражнений. Его технически правильное выполнение суще­ственно украшает выполненную комбинацию или опорный пры­жок, исключает возможность травматических повреждений. По­этому гимнасты стараются завершить свою комбинацию сложны­ми и красивыми соскоками с большой амплитудой полета и точ­ным приземлением. Во время приземления погашается скорость, а следовательно, и количество движения, накопленное телом к моменту приземления, и сохраняется устойчивое равновесие.

При погашении скорости движения гимнаст может испыты­вать значительные по величине перегрузки. Их величина пропор-

циональна быстроте замедления скорости движения ОЦМ тела книзу. Частые приземления могут отрицательно повлиять на рабо­тоспособность гимнастов. Они вызывают «болтанку» внутренних подвижных органов и раздражение интерорецепторов, заложен­ных в брызжейке и в самих органах, в стенках кровеносных сосу­дов нижней половины тела, а также в рецепторных приборах вес­тибулярного анализатора и др. Перегрузку испытывает и опорно-двигательный аппарат гимнаста. Ударные нагрузки быстро утом­ляют мышцы ног, вызывают в них болевые ощущения.

Во время приземления нагрузка на опорно-двигательный ап­парат, особенно на ноги, иногда достигает больших величин. На­пример, после выполнения курбета она может колебаться в пре­делах 340 — 500 кг. При выполнении многих упражнений гимнасту приходится приземляться не на ноги, а на руки. В этом случае опорно-двигательный аппарат рук подвергается нагрузке в 250 — 300 кг и более.

Кинетическая энергия, накопленная к моменту приземления, погашается за счет использования рессорных свойств опорно-дви­гательного аппарата и погашения ее самой опорой. Поэтому чем хуже техника приземления и жестче опора, на которую призем­ляется гимнаст, тем больше нагрузка на его опорно-двигатель­ный аппарат, тем больше и другие отрицательные влияния.

Сохранение равновесия в опорной фазе приземления зависит от формы полета тела относительно траектории движения его ОЦМ, направления и скорости вращения тела вокруг ОЦМ; от способности гимнаста своевременно исправить неточность при­земления за счет специальных движений руками, головой, туло­вищем; от силы мышц ног.

Точность приземления зависит и от правильного выполнения элемента, предшествующего соскоку, и, главным образом, от са­мого соскока, техники приземления. При ее нарушении гимнаст может потерять равновесие с перемещением тела вперед, назад и в стороны. Для того чтобы избежать этих ошибок и сделать при­земление технически правильным и красивым, надо соблюдать следующие основные правила:

1. Чем выше высота полета ОЦМ тела, тем глубже и продолжи­тельнее должно быть приседание.

2. Чем больше скорость вращения тела вокруг одной или не­скольких осей одновременно, тем дальше от проекции ОЦМ тела на опору ставятся пальцы ног в соответствующую сторону в зави­симости от направления вращения тела к моменту приземления. При большой горизонтальной скорости ноги ставятся впереди от проекции ОЦМ тела.

3. Для того чтобы устойчиво приземляться, нужно, еще нахо­дясь в полете, постараться выпрямиться, незначительно согнуть­ся в тазобедренных суставах и слегка ссутулиться в грудной части.

Ноги при этом должны быть выпрямлены или почти выпрямле­ны, стопы оттянуты, пальцы ног согнуты, руки подняты вверх — в стороны. Приземление в выпрямленном положении и особенно в прогнутом крайне опасно!

4. Человек ориентируется в пространстве лучше всего в том слу­чае, когда находится в вертикальном положении теменем вверх. Поэтому чем раньше гимнаст сможет выпрямиться в полете, тем лучше он будет ориентироваться в пространстве, технически пра­вильнее приземляться, а следовательно, и класс исполнения со­скока будет выше.