Анализ динамограммы прыжка вверх с места

Динамограмма (рис.18) отличается от представленной на рис.17 наличием отрицательного импульса, вызванного силой инерции, возникающей при быстром подседе. Общая схема анализа аналогична предыдущей. Для оценки эффективности подседа дополнительно вычисляют такие производные характеристики, как максимальное ускорение и скорость подседа, а также сопоставляют величины отрицательного и положительного импульсов (см. заштрихованные площади).

1. Определение отрицательного импульса

где - площадь отрицательного импульса, заключенная под кривой 1-2-3, измеренная в мм2.

2. Определение положительного импульса в фазе амортизации , которая заканчивается в момент максимального сгибания коленей

где - площадь фигуры 3-4`-4.

3. Сопоставление импульсов полученные площади должны быть равны.

4. Определение максимального ускорения подседа Ускорение максимально в момент достижения максимальной разгрузки платформы и может быть определено из уравнения:

где F`max - максимальная сила в отрицательном импульсе (т.е. импульсе, направленном против силы тяжести):

5. Определение максимальной скорости подседа (скорость подседа максимальна в момент окончания подседа в т.3):

,
где - начальная скорость движения ОЦМТ; в данном случае ; - длительность фазы подседа (т.1-3); - средняя величина ускорения в фазе подседа.

Анализ углов отталкивания по диаграмме прыжка в длину с места (из приседа)
Рассмотрим рис.19: а - вертикальная составляющая опорной ре-акции; б - горизонтальная составляющая опорной реакции.
Угол отталкивания может быть определен разными способами и в разные моменты времени. В данной работе определим угол отталкивания в момент, когда горизонтальная составляющая опорной реакции максимальна (рис.20).

Рассчетно - графические работы

Выполнение расчетно - графических работ направлено на приобретение студентами практических навыков проведения биомеханического обоснования спортивных движений в физических упражнениях на основе системного подхода к изучению движений.
Расчетно - графические работы предусматривают:
- получение и обработку экспериментальных данных с использованием современных методик и оборудования;
- сравнение и обоснование движений биомеханических характеристик, биомеханической системы;
- общую биомеханическую и педагогическую оценку движений спортсмена;

- результаты расчетно - графических работ оформляются в виде рас-четных и экспериментальных таблиц и графиков с анализом ДВИЖЕНИЙ, общими выводами, обоснованиями.

РАСЧЕТНО - ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
ОЦЕНКА СТАТИСТИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ СПОРТСМЕНА
Основная задача: научиться определять основные массы, инерционные характеристики и условия статического положения.

Исходные данные:
- схема положение тела спортсмена, спортивного снаряда в статическом положении в соответствии со специализацией;

- вес тела спортсмена;

- вес спортивного снаряда;

- антропометрические данные спортсмена;

- масштаб изображения биокинематической схемы (1:10);

Ход работы: определение ОЦТ тела графическим способом

Этап 1.
1. Измерить длину звеньев (см) как расстояние между ограничивающими звеньями центров суставов и запись в табл.1. Центр тяжести звена - это воображаемая точка, к которой приложена равнодействующая сил тяжести всех частиц звена. Опытным путем (О.Фишер, Н.А.Бернштейн) бы-ли определены средние данные о весе звеньев тела и о положении их центров тяжести. Если принять вес тела за 100%, то вес каждого звена может быть выражен в относительных единицах (%).

2. Рассчитать вес Р(кг) всех звеньев тела: Pi

Рт * Ротн
Pi = ----------------, где
100%

Pi - абсолютный вес звена (кг);
Рт - вес тела спортсмена (кг);
Ротн - относительный вес звена (%)
3. Вычислить расстояние от центра масс (ЦМ) каждого звена до его проксимального конца:

li = lзв * ki, где
lзв - длина звена,
ki - коэффициент, определяющий относительно расстояние ЦМ от проксимального конца сустава.

4. Построить схематично (по основным суставам) выбранную статическую позу из своей специализации, в соответствии с размерами звеньев тела (табл.1), заменяя сантиметры на миллиметры. В результате чертежа получится собственная поза в масштабе 1:10.

5. На построенной позе отложить li звеньев тела (табл.1) и отметить положение ЦМ звеньев (рис.1).ЦМ кисти в расслабленном состоянии лежит в области поясно-фалангового сустава среднего пальца, в сжатом состоянии - в центре кулака. ЦМ головы находится на мысленном пересечении взаимно перпендикулярных линий, проведенных через слуховые отверстия через переносицу (в области турецкого седла). Для построения на чертеже измерить расстояние от слухового отверстия до ключичной впадины в сантиметрах и отложить на схеме.
Для стопы центр масс определить так: отрезок, равный половине длины стопы, отложить под углом 120 град. к стопе. Полученную точку соединить с концами пальцев линией, на которой найти центр масс стопы.

6. Отметить массу каждого звена в % около его центра масс. можно бы поставить и истинные массы звеньев в кг, но для определения общего центра масс достаточно знать соотношения масс. Поэтому можно обойтись процентами для более простых вычислений.

7. Определить положение общего центра масс (точка приложения равнодействующей сил тяжести всех точек тела) спортсмена. Центр тяжести звена - это воображаемая точка, в которой приложена равнодействующая сил тяжести всех частиц звена. Центр тяжести звеньев мы определяем и отмечаем крестиками на чертеже построенной позы.

Сейчас задача состоит в том, чтобы имеющиеся 14 параллельных сил тяжести звеньев тела заменить одной - результирующей по величине, равной сумме всех 14, т.е. весу тела, а по направлению параллельной им.

Точка же приложения этой результирующей и будет ОЦМ тела. Графически эту точку можно найти последовательным нахождением точек приложения равнодействующей каких-либо двух сил тяжести звеньев. Воспользуемся правилом определения равнодействующей 2-х параллельных сил, т.е. сложением двух векторов (рис.21).
положение точки С на прямой находится определением отрезка АС или ВС.
Положение ОЦТ тела зависит от его позы. Поэтому, при последовательном сложении центров масс двух звеньев тела можно брать любые пары, но учитывая парные конечности и то, что силы тяжести головы с туловищем (соответствуют 50%) равны силам тяжести рук и ног, удобнее определить ОЦТ одной руки (сложить последовательно силу тяжести кисти с предплечьем по методу на рис.21; полученную точку аналогично сложить с силой тяжести плеча), определить ОЦТ другой руки, определить ОЦТ обеих рук, определить ОЦТ одной ноги, затем другой и обеих ног вместе. Найти ОЦТ головы и туловища и ОЦТ рук и ног, соединить найденные точки прямой линией. Середина этой линии и будет общим центром масс (общим центром силы тяжести) тела спортсмена в данной позе.

Рис. 21 Нахождение равнодействующей двух параллельных сил

С - точка приложения равнодействующей силы
_ _ _
Р3 = Р1 + Р2

АВ
АС = ---------- * Р2
Р1 + Р2

АВ
ВС = ------------- * Р1
Р1 + Р2

Этап 2. Определение ОЦТ тела спортсмена аналитическим
способом

1. На схеме Рис.22. провести оси координат (Х,У).

2. Измерить горизонтальную (xi) и вертикальную (yi) координаты ЦТ звеньев, значения занести в табл.2.

Рис. 22

РАСЧЕТ КООРДИНАТ ОЦТ ТЕЛА СПОРТСМЕНА Таблица 2

Название звеньев	Абс.вес зв.Рi (кг)	Хi(мм)	Yi(мм)	Pi, Xi(кг,мм)	Рi, Xi(кг,мм)
Все тело
Голова
Туловище
Правое плечо
Левое плечо
Правое предплечье
Левое предплечье
Правая кисть
Левая кисть
Правое бедро
Левое бедро
Правая голень
Левая голень
Левая стопа
спортивный снаряд

3. Вычислить значения горизонтальных моментов статических сил PiXi и вертикальных моментов статических сил PiYi, действующих на все звенья, относительно осей Х и У.
Pi - абсолютный вес звена,
Xi - расстояние от ЦТ звена до вертикальной оси,
Yi - расстояние от ЦТ до горизонтальной оси.

4. Найти сумму абсолютных весов звеньев тела и веса спортивного снаряда.

5. Найти сумму горизонтальных и вертикальных моментов сил, действующих на звенья тела и спортивные снаряды.

6. Найти горизонтальную и вертикальную координаты ОЦТ тела спортсмена.

Pi - абсолютный вес звена тела спортсмена,
Xi - горизонтальные координаты ЦТ звена,
Yi - вертикальные координаты ЦТ звена,
Х,У - координаты ЦТ

7. Отметить положение ОЦТ на схеме (Рис.1.)

8. Определить координаты ОЦТ, найденные графическим способом в данной системе координат и вычислить абсолютную и относительную погрешность способов определения ОЦТ тела спортсмена.

Этап 3. оценка устойчивости положения тела в постоянной
статической позе

1. Определить площадь опоры по горизонтальной оси Х (Рис.22).

2. Соединить ОЦТ с краями площади опоры и опустить перпендикуляр из ОЦТ на опору.

3. Измерить длину площади опоры (l), длину опоры вперед (l1) и на-зад (l2), высоту расположения ОЦТ (Н). Значение умножить на величину обратную масштабу (0.01м) и записать в табл.3.

5. Оценить устойчивость положения тела спортсмена по углу устойчивости. Он образован линией действия силы тяжести и линией, соединяющей ОЦТ с краем площади опоры. Это граничный угол, на который можно повернуть тело до сохранения его положения (ограничено устойчивым состоянием равновесия). Если угол устойчивости не менее 5 град., то положение принято считать неустойчивым. При угле устойчивости более 5 град. тело находится в ограниченно устойчивом равновесии. При положении ОЦТ ниже площади опоры тело будет находиться в устойчивом состоянии.

ПОКАЗАТЕЛИ УСТОЙЧИВОСТИ СПОРТСМЕНА
Таблица 3

Этап 4. Определение момента инерции тела спортсмена
Инертность - это свойство тела сохранять свое состояние покоя или равномерного движения. при вращательных движениях мерой инертности является момент инерции. Он равен произведению масс всех материальных точек тела на квадрат радиуса от данной точки до оси вращения:

J - суммарный момент инерции тела спортсмена,
mi - массы звеньев тела (кг),
ri - расстояние от центра масс звена по вероятной оси или точки вращения тела
n - число основных звеньев тела (14)

1. За точку опоры тела можно принять середину площади опоры тела в данной статической позе (рис.21).

2. Измерить радиусы вращения всех звеньев тела (мм), умножить на коэффициент, равный величине обратной масштабу (0,001) и записать в табл.4.

3. Вычислить моменты инерции звеньев тела mi ri. Моменты, вращающие тело по часовой стрелке, считать со знаком (+), а против часовой стрелки со знаком (-).

4. Определить момент суммарной инерции тела спортсмена (J).
5. Оценить устойчивость тела по величине знака (+ -) момента инерции тела. При J= 0 тело сохраняет равновесие. При J<>0 тело сохраняет статическую позу за счет работы определенных групп мышц. Выделить группы мышц, обеспечивающих сохранение положения тела в данной спортивной позе. Дать рекомендации по положению звеньев тела в данной позе спортивного движения, обеспечивающих получение оптимальных оценок.
МОМЕНТЫ ИНЕРЦИИ ЗВЕНЬЕВ ТЕЛА Таблица 4

Название звеньев	Абсолютная масса звена mi (кг)	Радиус вращения ri (м)	Момент инерции звена Ji (кг м2)
Все тело
Голова
Туловище
Правое плечо
Левое плечо
Правое предплечье
Левое предплечье
Правая кисть
Левая кисть
Правое бедро
Левое бедро
Правая голень
Левая голень
Правая стопа
Левая стопа
спортивный снаряд

РАСЧЕТНО - ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2
ТЕМА: ОЦЕНКА АНАЛИЗАТОРОВ СПОРТСМЕНА
ЗАДАЧА №1: Оценить способность анализаторов точно воспроизводить биомеханические параметры спортивного движения
Методическое оборудование:
1. лента Абалакова;
2. станковый динамометр;
3. Кистевой динамометр;
4. Тензодинамометрический комплекс "Модуль";
5. Самопишущий прибор М-320-1.

Ход работы:
I. Выполнить спортивные движения по определенной программе (методика продуцирования биомеханических характеристик):

1. с максимальным значением характеристик;
2. 1/2 от максимального;
3. 1/4 от максимального;
4. 1/2 от максимального;
5. повторить максимальные значения характеристик.

II.
1. Наклеить тензограмму;
2. Полученные результаты занести в таблицы (например, см. табл.1);
а) прыжка с лентой Абалакова (табл.1); б) становой динамометрии (табл.2); в) кистевой динамометрии (табл.3); г) тензодинамометрии (табл.4);
3. Рассчитать абсолютную и относительную погрешности, с которыми спортсмен выполнял заданную характеристику движения по формуле:

4. Сделать вывод по следующему критерию:
для
5. Дать рекомендации с учетом специфики своего вида спорта.

Таблица 1

ЗАДАЧА №2
1. Оценить способность к сохранению состояния равновесия (по Ромбергу)

а) в статической позе (стоя на одной ноге с закрытыми глазами, руки на поясе, носок второй ноги касается подколенной впадины),
- контроль устойчивости - время сохранения равновесия.

б) в динамическом режиме (стоя на двух ногах, руки на поясе, с вращением головой в темпе - одно вращение в секунду).
- критерием устойчивости является время сохранения равновесия.

2. Методом экспертных оценок ранжировать всех студентов группы по уровню развитости ловкости.

3. Занести данные полученные в работах № 4,5 в табл.№2.

4. Провести корреляционный анализ полученных результатов графическим способом (по вариантам).

ВЫВОД:

1. По корреляционным полям в соответствующих квадратах определить:
а) наличие взаимосвязи;
б) тип связи;
в) направление связи;
г) тесноту связи.

Таблица 2

№		Пол	Стаж занятий спортом	Разряд	Ранг инд. по ловк.	Ист.ранг
4...
m

Продолжение таблицы 2

Тест Абалкова	Тензодинамометр.	Стандартный динам.

Продолжение таблицы 2

Кистевая динамометрия	Проба Ромберга	l
			статич.	динамич.

2. Дать рекомендации.
а) регистрация интервалограммы
1. Вершины 100 циклов ограничиваются рамкой.
2. Через интервал 2мм проводятся горизонтальные линии
3. Определяется количество вершин, лежащих в определенном интервале (зоне) и заносятся в табл. по зонам.

Зоны
Число вершин

Интервалогамма регистрируется на быстродействующем самопишущем приборе типа Н-320-1 путем вращения педалей на велоэргометре с ручным тормозом. Самопишущий прибор снабжен интервалогафом. В качестве источника сигнала равномерности педалирования использован герконовый датчик, состоящий из геркона и постоянного малогабаритного магнита, укрепленного на звездочке педалей.
По данным таблицы строится гистограмма. С этой целью по горизонтали откладываются расстояния по 2см, соответствующие зонам в масштабе: 1 см соответствует 1 вершине, строится гистограмма.
Результаты расчетно - графической работы могут быть показаны опытному тренеру для получения рекомендаций по организации тренировочного процесса. С помощью специальных методик подбирается наиболее оптимальных режим тренировки спортсмена. Через некоторое время (2-3 месяца) проводится повторное тестирование ритмовых характеристик с помощью предлагаемой методики и делаются повторные выводы о влиянии тренировки на точность анализаторов по шкале гистограмм.

Литература

1. Агашин Ф.К. Биомеханика ударных движений. - Киев, 1986.

2. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологической активности. - М., 1966.
3. Берган Е. Анатомия для художников. - Будапешт, 1975.
4. Бальсевич В.К., Запорожанов В.А. Обучение спортивным движениям. - Киев, 1986.
5. Вайцеховский С.М. Методика тренировки. - В кн.: Плавание. - М., Физкультура и Спорт, 1979, с.203-253.
6. Гросс Х.Х. Методология педагогической кинезиологии. - Таллин, 1987.
7. Донской Д.Д., Зациорский В.М. Биомеханика: Учебник для институтов физической культуры. М.: Физкультура и спорт, 1979 - 264 с., ил.
8. Донской Д.Д. Биомеханика: Учебное пособие для студентов факультетов физического воспитания педагогических институтов. М.: Просвещение, 1975. - 239с., ил.
9. Донской Д.Д., Зайцева Л.С., Каймин М.А. Расчетно-графические работы по биомеханике - М., ГЦОЛИФК, 1988., с.44.
10. Жуков Е.К., Котельникова Е.Г., Семенов Д.А. Биомеханика физических упражнений. - М., 1963.
11. Зациорский В.М. Аруни А.С., Силуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата. - М., 1981.
12. Зациорский В.М., Каймин М.А. Биомеханика ходьбы. - М., ГЦОЛИФК, 1978, с.65.
13. Зациорский В.М., Прилуцкий Б.И. Физиология отрицательной работы. М., ГЦОЛИФК, 1988, с.51.
14. Зайцева Л.С. Методологические разработки для студентов. - М.: ГЦОЛИФК, 1984.
15. Зациорский В.М., Каймин М.А., Лазаренко Т.П., Михайлов Н.Г., Прилуцкий Б.Н. Биомеханика циклических видов спорта. - М., ГЦОЛИФК. 1988, с.80.
16. Кичайкина Н.Б., Дьяченко Н.А., Синьхин В.Д. Биомеханика физических упражнений: Учебно-методическое пособие по педагогике физического воспитания. - Л., ЛИЭИ.
17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Краткий теоретический курс физики. - М., 1969. - Книга 1. Механика.
18. Макутин А.Н. Обучение спортивным движениям. - Киев, 1986.
19. Миненков Б.В. Техника и методика тензометрических исследований в биологии и медицине. - М., 1976.
20. Назаров В.Т. Движение спортсмена. - Минск, 1984, с.176, ил.
21. Спортивная метрология: учебник для институтов физической культуры под ред. В.М.Зациорского. - М.: Физкультура и спорт, 192-256 с., ил.
22. Уткин В.М. Биомеханика физических упражнений. -М.: Просвещение, 1989. - 210 с., ил.
23. Уткин В.Д. Биомеханические аспекты спортивной практики. - М.: Физкультура и спорт, 1984.
24. Практикум по биомеханике В.В. Техника и методика тензометрических исследований в биологии и медицине. - М., 1976.
25. Уткин В.М., Заикин В.А., Зимина О.В., Керпушкин А.А., Сейранов С.Г. Биомеханика - М., ГЦОЛИФК. 1987, 68с.
26. Шалманов Ал.А., Шалманов Ан.А. Биомеханика взаимодействия с опорой в прыжковых упражнениях. - М., ГЦОЛИФК, 1986, с.58.

Дата добавления: 2015-05-09