Взаємодія зовнішніх та внутрішніх сил при відштовхуванні

Цикл рухів у бігу

Цикл рухів у бігу (подвійний крок) складається з двох періодів одиночної опори на одній і другій нозі і двох періодів польоту.

Період польоту має дві фази: підйому та зниження ЗМЦТ, а період одиночної опори – фази гальмування та відштовхування.

Фаза підйому ЗЦМТ починається з моменту відриву ноги від опори і закінчується моментом найвищої точки траєкторії ЗЦМТ.

Фаза зниження ЗЦМТ починається з моменту найвищої точки траєкторії ЗЦМТ і закінчується моментом постановки ноги на опору.

Фаза гальмування починається з моменту постановки ноги на опору і продовжується до моменту найнижчої точки траєкторії ЗЦМТ (момент вертикалі).

Фаза відштовхування починається з моменту найнижчої точки траєкторії ЗЦМТ і закінчується моментом відриву ноги від опори.

Ці чотири фази повторюються в кроці з другої ноги. Таким чином, цикл рухів у бігу включає вісім фаз. Характерною рисою бігу є постійне чергування одноопорних та без опорних періодів (польоту).

Пересування у просторі відбувається внаслідок взаємодії зовнішніх і внутрішніх сил.

До внутрішніх відносяться м’язові сили, які виникають усередині тіла людини, попарно протилежно спрямовані. Ці сили діють при взаємодії з опорою динамічно, зумовлюючи прискорення рухомих ланок. В іншому напрямку зусилля діють статично, врівноважуючи опори і реакції.

До внутрішніх відносять і інерційні сили, які прикладаються до центрів мас ланок тіла, що розганяються чи гальмуються (фіктивні сили інерції), або до зовнішніх предметів (реальні сили інерції).

Сила інерції (F_ін) дорівнює добутку маси тіла або прискорюваних ланок на його прискорення (ma) і спрямована в бік, протилежний прискоренню. Інерційні сили можуть зменшувати як розгін, так і гальмування.

Поряд з внутрішніми на людину діють зовнішні сили. Під час ходьби та бігу до них відносяться: сила тяжіння, сила реакції опори, сила опору повітря.

Сила тяжіння (гравітаційна сила) прикладена до центру мас і дорівнює добутку маси тіла на прискорення земного тяжіння G=mg (g =9,8 м/сек ²).

Сила лобового опору повітря докладається до центру поверхні тіла. Вона збільшується пропорційно квадрату швидкості. Наприклад, за швидкістю 9 м/сек сила лобового опору повітря в 4 рази більше, ніж за швидкістю 4,5 м/сек, і в 9 разів більше, ніж за швидкістю у 3 м/сек. Розрахунки показують, що при швидкості 8 м/сек її розміри досягають 20 Н.

Сила реакції опори виникає у відповідь на тиск ногою на опору і дорівнює за розміром цьому тиску і протилежно спрямована. Це не рушійна сила (її робота дорівнює нулю), але вона є необхідною для прискорення ЗЦМТ як врівноважуюча діям всіх інших сил.

Вимірювання реакції опори і її графічне відображення дають можливість визначити результати спільної взаємодії зовнішніх і внутрішніх сил.

В опорному періоді реакція опори постійно змінюється як за розміром, так і за напрямком. ЗЦМТ при цьому не завжди знахо­диться над центром тиску на опору, а опорна реакція в такому разі буде спрямована під гострим кутом. Тому силу тиску, як і силу реакції опори, можна розкласти на дві складові: вертикальну (F_у, F_у) та горизонтальну (F_x, F_x). Вертикальна складова реакції опори визначає протидію силі тяжіння. Горизонтальна складова визначає протидію, чи сприяння просуванню вперед.

В момент постановки ноги на доріжку опорна реакція спрямо­вана назад-вгору, а це свідчить, що зусилля бігуна гальмують про­сування вперед в першій фазі опорного періоду.

Зменшення гальмування в цій фазі можливо за рахунок актив­ної “загрібаючої” постановки ноги ближче до проекції ЗЦМТ на доріжку, а також махових рухів.

Після моменту вертикалі зусилля спортсмена спрямовані на підвищення швидкості, про що свідчить вектор реакції опори.

Збільшення швидкості залежить від розміру і кута дії сил. Ве­ликий вплив на динаміку відштовхування мають різноспрямовані сили інерції багатьох сегментів тіла. Кожна з них докладається до центру мас тіла, що прискорюються чи гальмуються, а передаєть­ся через опорну ногу на опору. Ці сили інерції виникають при рухах, які супроводжують ходьбу та біг, в тому числі:

1) при махових рухах руками та ногою. В спринтерському бігу внесок махових рухів обох рук в опорну реакцію досягає 20%, а вне­сок махової ноги до середини періоду опори — 50%;

2) під час згинання чи розгинання опорної ноги. Наприклад, на початку фази гальмування згинання опорної ноги бігуна призводить до виникнення сили інерції, яка зменшує силу дії на опору.

Рухи спортсмена повинні спрямовуватись на зменшення галь­мування у першій фазі опорного періоду і підвищення дії рушій­них сил під оптимальним кутом — у другій фазі.

Більш докладно під час розгляду техніки бігу по дистанції.

Дата добавления: 2014-01-07