10.2. Сохранение устойчивости тела в динамических упражнениях

Динамическая устойчивость реализуется в динамическом равновесии, т.е. в случаях, когда необходимо удержать равновесие в движении. Это можно показать на примере размахивания в упоре на брусьях (рис.179). Положение 1 на рисунке соответствует крайней точке маха вперед, при котором гимнаст отводит плечи назад для компенсации возникающего опрокидывающего момента силы тяжести: Мо₁=Рτ₁. В положении 2 гимнаст достигает крайней точки маха назад и соответственно «подает» плечи вперед для противодействия опрокидывающему моменту: Мо₂=Рτ₂. Таким образом, указанные перемещения плеч гимнаста в стороны, противоположные направлениям маха, являются механизмом управления динамическим равновесием.

Рис.179

Частным случаем проявления динамической устойчивости являются действия гимнаста в приземлениях после выполнения соскоков со снарядов, опорных и акробатических прыжков. Приземлению всегда предшествует полет, в котором можно выделить три основных варианта: полет без горизонтального перемещения, полет с перемещением вперед, полет с перемещением назад. В каждом из полетов могут выполняться элементы без вращений, с вращениями вперед и с вращениями назад. Для того, чтобы гимнаст устоял после контакта его ног с поверхностью приземления, необходимо остановить продвижение и вращение. Для этой цели гимнаст делает «упреждающую» постановку ног на опору, не дожидаясь пока ОЦМ тела окажется в зоне площади опоры ног.

10.3. Пространственно–временные характеристики движений в гимнастике

Движения тела гимнаста, выполняющего упражнение, в широком смысле слова протекают в пространстве и во времени. Эти движения безотносительно причин их вызывающих изучает кинематика – составная часть науки механики. Можно также сказать, что в процессе выполнения упражнения тело гимнаста перемещается по некоторому пути за определенное время, т.е. в кинематике в качестве основных параметров принимаются путь и время движения. Кроме основных, существуют производные параметры движения: скорость (первая производная) и ускорение (вторая производная). Путь движения также называется траекторией последнего и обозначается как ѕ или φ. Первый символ относится к прямолинейному движению и измеряется в линейных единицах: в метрах (м), сантиметрах (см), применительно к гимнастике. Для измерения угловых перемещений служат градусы (φ^°) и радианы (φ рад). Напомним, что угловой (круговой) путь в 360° соответствует пути в 2П радиан, 180° – П радиан, 90°– радиан (П – отношение длины окружности к ее диаметруП ≈ 3,14).

Основные формы траектории движений, характерные для гимнастики, представляют собой или параболу, или замкнутую кривую, приближающуюся к окружности, или часть этой кривой. Параболическую кривую (рис.180) описывает тело гимнаста при соскоках с перекладины, в некоторых опорных и акробатических прыжках. Траекторию, близкую к окружности или ее части, описывает тело гимнаста при выполнении многих упражнений на снарядах (оборотов, махов и др.).

Рис. 180

Как видно из рис.180, высота и дальность полета гимнаста зависят от начальной скорости Vо и угла вылета. Время полета зависит только от его высоты и определяется формулой: t=, гдеh – максимальная высота полета, а g – ускорение свободного падения.

В кинематике гимнастических упражнений линейная скорость измеряется в м/с (метры в секунды), а угловая скорость – в рад/с (радианы в секунду). Заметим, что величина линейной скорости в гимнастических упражнениях может достигать 18–20 м/с (например, линейная скорость стоп гимнаста, выполняющего большой оборот на перекладине), а угловая скорость – 12–14 рад/с (например, при выполнении тройного сальто). Для сравнения: угловая скорость при выполнении обычного большого оборота на перекладине составляет около 3 рад/с.

Существует взаимосвязь между линейной скоростью и радиусом вращения. Так в упомянутом большом обороте звенья тела гимнаста имеют разные линейные скорости: чем дальше звено от оси вращения (грифа перекладины), тем больше его линейная скорость (рис.181). Вместе с этим в показанном примере угловая скорость всех звеньев тела одинакова (если пренебречь незначительным взаимным перемещением звеньев друг относительно друга). Искомая взаимосвязь линейной скорости и радиуса вращения видна из формулы: V = WR, т.е. V₁ = WR₁, V₂ = WR₂.

Рис. 181

Оси вращения тела гимнаста

В большинстве гимнастических движений имеется вращательная составляющая, поэтому весьма важно для анализа упражнений определить оси, вокруг которых происходит вращение.

Принято различать три взаимно перпендикулярные оси вращения, связанные с телом гимнаста: поперечную (фронтальную), переднезаднюю (сагиттальную), продольную. Большинство гимнастических упражнений выполняется с вращениями вокруг фронтальной оси (махи вперед и назад, обороты, сальто и т.д.). Вокруг сагиттальной оси происходит вращение при выполнении переворотов боком, махов на коне, боковых сальто и др. Вокруг продольной оси выполняются повороты («винты», пируэты). Оси вращения могут быть вещественными (материальными), т.е. принадлежать снаряду (например, грифу перекладины, жердям брусьев в продольном положении и др.) и мнимыми (воображаемыми) (например, параллельных брусьях или кольцах). Оси вращения могут быть также неподвижными (закрепленными) и подвижными (свободными), которые перемещаются вместе с гимнастом (например, в акробатических прыжках, в полете при соскоках со снарядов и т.д.). В гимнастике (особенно на снарядах) много упражнений, в которых вращение носит сложный характер (махи, обороты, сальто, перелеты и другие движения с поворотами). В этих случаях тело гимнаста вращается одновременно вокруг двух и даже трех осей (например, в соскоке сальто с поворотами на 720° с перекладины).

Каждой оси, вокруг которой происходит вращение тела гимнаста, соответствует плоскость, где протекают движения: для фронтальной оси – сагиттальная плоскость, для передне–задней оси – фронтальная или лицевая плоскость, для продольной оси – горизонтальная плоскость.