АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ

При всем многообразии спортивных упражнений, связанных с вращением тела человека, их можно разделить на две группы, которые принципиально отличаются друг от друга. Одну группу составляют движения, совершаемые телом человека вокруг снаряда, который и является закрепленной (фиксированной) осью вращения тела. К другой группе следует отнести движения, ось вращения при которых не является фиксированной, а свободно образуется телом. В этих случаях ось вращения тела проходит через его ОЦТ.

Примерами простых вращательных движений могут служить движения в суставах. Силы, действующие на то или иное звено тела, как правило, находятся на некотором расстоянии от оси вращения, т. е. имеют плечо силы. Произведение величины силы на плечо силы дает так называемый момент силы. Соотношение действующих моментов сил, например момента силы тяжести руки и момента силы функциональной группы мышц, отводящих плечо, определяет направление вращательного движения и вид работы мышц.

Каждое тело имеет известную инерцию, в связи с чем для выведения тела из состояния покоя или для изменения скорости и направления его движения необходимо приложить к телу дополнительную силу извне. Этим свойством объясняется то обстоятельство, что все силы, которые вызывают изменение состояния тела, встречают со стороны самого тела определенное сопротивление. Такое сопротивление при поступательном движении прямо пропорционально массе тела, а при вращательном — моменту инерции тела. Момент инерции равен произведению массы тела на квадрат его радиуса по отношению к оси вращения (1=тг²). Поскольку длина звеньев тела практически неизменна, то можно полагать, что при простом движении моменты их инерции почти не меняются. Если же при вращательном движении нескольких звеньев одновременно изменяется их взаимное расположение, как, например, при движении свободной ноги во время бега, то момент инерции звена (в данном примере ноги по отношению к поперечной оси тазобедренного сустава) меняется.

При сложном вращательном движении всего тела человека вокруг оси, проходящей либо через опорную точку при вращении вокруг снаряда, либо через ОЦТ тела при его свободном вращении, возможны аналогичные изменения момента инерции. Чем ближе располагаются частицы массы тела к оси вращения, тем меньше становится момент инерции, и наоборот.

Если тело приведено во вращательное движение с какой-либо скоростью, то произведение момента инерции тела на его угловую скорость определяет так называемый кинетический момент тела. Когда тело вращается в безопорном положении (например, при прыжках в коду, соскоках с перекладины, акробатических упражнениях), кинетический момент тела почти не меняется. Отсюда следует, что при относительно постоянном произведении увеличение одного сомножителя связало с уменьшением во столько же раз другого сомножителя. Исходя из этого, легко найти пути управления угловой скоростью вращения тела в полете. Для увеличения ее необходимо уменьшить момент инерции тела и наоборот. Изменение момента инерции вращающегося тела осуществляется посредством внутренних сил, подлежащих анализу при анатомической характеристике вращательных движений тела человека. При участии функциональных групп мышц достигается приближение или удаление звеньев тела относительно оси вращения, что и меняет скорость движения.

Анатомические особенности строения и формы тела человека, неравномерность локализации мышечной и жировой массы создают различные моменты инерции по отношению к вертикальной, поперечной и сагиттальной осям вращения. Наименьший момент инерции тела — при его вращательных движениях вокруг вертикальной оси, так как части тела наиболее близко расположены к оси вращения. При вращениях вокруг поперечной оси, проходящей через ОЦТ тела, момент вращения больше, однако его можно уменьшить, приближая части тела к оси вращения.

Анатомические особенности строения позвоночного столба и тазобедренного сустава допускают приближение частей тела к оси вращения. Большая амплитуда движений при сгибании позвоночного столба в тазобедренных суставах используется в спортивной практике при группировке, чем и достигается уменьшение момента инерции тела и увеличение скорости его вращения. Так, при выполнении сальто назад в группировке момент инерции уменьшается приблизительно в 3 раза, а при выполнении пируэта, когда верхние и нижние конечности приближаются к продольной оси тела, момент инерции может быть уменьшен в 7 раз. Увеличение числа оборотов во время полета также может быть достигнуто за счет уменьшения момента инерции тела путем его группировки. Увеличивающаяся скорость вращения приводит к возрастанию центробежной силы, которая, в свою очередь, стремится отдалить части тела от оси вращения, что увеличивает нагрузку на мышцы.

Реже всего встречаются вращательные движения тела вокруг сагиттальной оси (например, боковое сальто). Это объясняется большим моментом инерции тела из-за ограниченной возможности боковой группировки.

Вращательные движения тела вокруг вертикальной и поперечной осей выполняются преимущественно при симметричном расположении рук и ног. Нарушение его ведет к усложнению вращательных движений.

САЛЬТО НАЗАД

Сальто назад — это сложное, локомоторное, симметричное, ациклическое, вращательное движение, связанное с отталкиванием тела от плошали опоры, полетом в воздухе, вращением и приземлением. Все движение можно разделить на фазы: подготовительную, фазу толчка, фазу полета и фазу приземления.

Подготовительная фаза заключается в создании наиболее выгодных условий для последующего толчка. Тело находится в положении полуприседа. Руки опущены, разогнуты в локтевом и плечевом суставах. Туловище выпрямлено, поясничный лордоз сглажен. Ноги согнуты в тазобедренном и коленном суставах и разогнуты в голеностопном. В связи с этим в подготовительной фазе происходит растягивание тех мышц, которые в следующей фазе должны включиться в интенсивную работу. К этим мышцам относятся: большая ягодичная мышца, четырехглавая мышца бедра, мышцы задней и наружной поверхности голени. Все они производят уступающую работу, по мере приседания растягиваются. Выпрямленное положение туловища удерживается напряжением мышц его задней поверхности (разгибателей позвоночного столба).

Фаза толчка. Работа опорно-двигательного аппарата в этой фазе протекает так же, как и при прыжке в длину с места. Отличие состоит в том, что толчок производится под большим углом, чем при прыжке в длину. Сила реакции опоры направлена не в ОЦТ тела, а несколько спереди от него и вместе с силой тяжести и силой инерции создает пару сил, обусловливающих начальное вращение тела.

Основная нагрузка приходится на мышцы нижних конечностей, которые энергично и быстро выпрямляются за счет одновременного разгибания в тазобедренных и коленных суставах и сгибания в голеностопных суставах. Эти движения выполняются теми мышцами, которые предварительно были растянуты. Большой момент силы мыши, направленный на преодоление силы тяжести, по отношению к поперечной оси тазобедренного сустава создают такие мышцы, как большая ягодичная, большая приводящая, полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая мышца бедра (в основном ее длинная головка), по отношению к поперечной оси коленного сустава — четырехглавая мышца бедра, голеностопного сустава — трехглавая мышца голени, длинная и короткая малоберцовые мышцы, задняя большеберцовая мышца, длинный сгибатель большого пальца, длинный сгибатель пальцев, а также собственные мышцы подошвенной поверхности стопы.

На туловище напрягаются мышцы, выпрямляющие позвоночный столб. К концу фазы толчка в работу включаются мышцы-сгибатели позвоночного столба (мышцы живота), которые своим напряжением предотвращают переразгибание туловища, фиксируют его в выпрямленном положении. При этом внутрибрюшное давление повышается и возникает кратковременная задержка дыхания.

Эффективность отталкивания зависит и от быстрых маховых движений рук вверх, благодаря чему увеличивается момент инерции тела и повышается расположение его ОЦТ. При этом работают те мышцы,

которые поднимают кверху пояс верхних конечностей (верхние пучки трапециевидной мышцы, мышца, поднимающая лопатку, и ромбовидная мышца), а также мышцы, сгибающие плечо (передняя часть дельтовидной мышцы, клювовидно-плечевая мышца, двуглавая мышца плеча).

В момент отрыва тела от опорной поверхности тяга работающих мышц уменьшается; увеличивается напряжение их антагонистов, в результате чего части тела кратковременно фиксируются в выпрямленном положении,

Фаза полета продолжается от момента отрыва тела от площади опоры и до момента его приземления. За это время происходит поступательно-вращательное движение тела (в рассматриваемом случае с одним полным оборотом назад вокруг поперечной оси). Необходимые условия для него создают мах руками вверх и выпрямление туловища. Поскольку поднятое в воздух тело имеет большой момент инерции по отношению к поперечной оси, проходящей через ОЦТ тела, малая угловая скорость не может обеспечить вращение тела на 360°. В результате группировки тела его продольный размер уменьшается в 2—3,5 раза, что, в свою очередь, ведет к увеличению угловой скорости вращения.

Группировка выполняется при участии функциональных групп мышц, сгибающих туловище (прямые, наружные косые и внутренние косые мышцы живота), сгибающих бедро в тазобедренном суставе (подвздошно-поясничная, гребенчатая и портняжная мышцы, напрягатель широкой фасции и отчасти приводящая группа мышц), сгибающих голень в коленном суставе (полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая мышца бедра). Пояс верхних конечностей смещается вниз и приводится к срединной линии, при этом напрягаются большая и малая грудные и передняя зубчатая мышцы. Руки согнуты в локтевых суставах за счет напряжения двуглавой мышцы плеча, плечевой и плечелучевой мышц и круглого пронатора и приведены к туловищу напряжением большой грудной мышцы, широчайшей мышцы спины, большой и малой круглых мышц. Кисти обхватывают середины голеней,

Резкое разгибание головы создает дополнительный импульс для вращения туловища. Это движение производят глубокие мышцы затылочной области, а также верхняя часть трапециевидной мышцы, ременные мышцы головы и шейная часть мышцы, выпрямляющей туловище.

При высоком взлете и плотной группировке тело успевает к середине нисходящей части траектории полета повернуться на 270—300°. В конце фазы полета происходит выпрямление тела. Это ведет к тому, что момент инерции возрастает, и оно теряет угловую скорость вращения. Выпрямлению тела способствуют также центробежные силы, возникающие при быстром его вращении. Разгибание туловища, нижних и верхних конечностей происходит активно в результате сокращения мышц-разгибателей туловища, бедра, голени и сгибателей плеча. Следует отметить, что полного разгибания не наступает, так как несколько согнутое положение необходимо для амортизации толчка.

Фаза приземления. При правильном приземлении тело сохраняет равновесие и не испытывает больших сотрясений. Это достигается благодаря предшествующему разгибанию туловища и конечностей, а также использованию амортизационных свойств опорно-двигательного аппарата. Приземление происходит на передний отдел стоп с последующим их опусканием на всю подошвенную поверхность. Скорость свободно опускающегося тела гасится за счет уступающей работы мышц туловища и нижних конечностей. Сила динамического давления и сила реакции опоры нарастают по направлению от головы к ногам, т. е. по мере приближения к площади опоры. Поскольку эти силы направлены на сгибание головы, позвоночного столба, нижних конечностей в тазобедренных и коленных суставах, а также разгибание в голеностопных суставах, то уступающую работу выполняют те мышцы, которые производят противоположно направленные движения во всех этих суставах: мышцы, разгибающие голову и позвоночный столб, тазобедренные и коленные суставы, и мышцы, сгибающие стопу.

Анализ работы мышц, участвующих в выполнении сальто назад, показывает, что в фазе толчка требуется кратковременное и очень энергичное их сокращение. В других фазах проявляемые мышечные усилия не столь значительны.

Выполнение сальто назад и подобных упражнений требует точной координации движений всего тела, в основе которой лежит условно-рефлекторная деятельность нервной системы. Упражнение может быть технически правильно выполнено только в том случае, если спортсмен хорошо «чувствует» свое тело. Это достигается путем систематической тренировки.

При выполнении сальто назад обычно наблюдается задержка дыхания. Однако она не оказывает отрицательного влияния на организм, так как все движение протекает за очень короткое время. Непосредственно перед приседанием спортсмен делает два-три глубоких вдоха и выдоха. Отталкивание сопровождается задержкой дыхания на начавшемся выдохе. Во время группировки в полете создаются условия для полного выдоха, но многие обычно его не делают. Таким образом, при сальто назад несколько задержанным оказывается выдох, который заканчивается уже после приземления.

Во время выполнения сальто назад при отталкивании и приземлении более всего проявляется инерционность внутренних органов, сопровождаемая некоторым их смещением и деформацией. При отталкивании это связано с тем, что мышечные усилия, направленные на выпрямление ног, действуют через таз на скелет туловища. Поэтому в первую очередь ускорение испытывают скелет туловища вместе с мягкими тканями, а затем внутренние органы. При приземлении скелет туловища опять же первым испытывает замедление. Все это и приводит к тому, что инерционные силы внутренних органов сказываются на состоянии стенок брюшной полости. Проявление реактивных сил внутренних органов при отталкивании и приземлении зависит от массы внутренних органов и степени их наполнения, а также от состояния мышц стенок брюшной полости.