Упражнения, выполняемые махом

Все маховые упражнения подчиняются единым зако­номерностям. Основой выполнения любого активного дви­жения является мышечное сокращение. Благодаря этому происходит взаимодействие внешних и внутренних сил и – как результат этого – перемещение тела в пространстве. Для анализа техники выполнения упражнений необходимо выявить характер действия каждой участвующей в двига­тельном акте силы, ибо лишь после этого можно сделать правильные выводы об их взаимодействии, результатом которого являлось наблюдаемое движение.

Внешними относительно тела человека являются такие силы, как сила тяжести, инерции, трения, реакции опоры и др.

Внутренние силы возникают в самом теле чело­века и обусловливаются взаимодействием его отдельных частей. К ним относятся силы мышечной тяги, пассивного противодействия тканей тела и др.

Основу гимнастики составляют вращательные движе­ния тела. Все вра­щения происходят вокруг осей перекладины, точек хвата или осей тела гимнаста. Тело может вращаться вокруг фронтальной, вертикальной и передне-задней осей (рис. 17).

Рис. 17. Оси тела гимнаста

Преимущественно использу­ется фронтальная ось (Z), во­круг которой тело вращается при выполнении упражнений на перекладине, брусьях, кольцах, вольных упражне­ниях. Вокруг вертикальной оси (Y) тело вращается при вы­полнении гимнастом пово­ротов. Вращение вокруг перед­не-задней оси (X) встречается при выполнении ряда акро­батических элементов (пере­ворот боком, сальто боком) и маховых движений на коне. Часто гимнастические упражнения включают в се­бя вращение вокруг фрон­тальной и вертикальной осей одновременно, например, в соскоках, подъемах, прыж­ках с поворотами.

С точки зрения механики, тело гимнаста представляет собой биокинематическую цепь (БКЦ), систему скрепленных между собой в суставах звеньев. Каждые два последних звена образуют биокинематическую пару, представляющую собой биокинематическую цепь. Она может быть открытой и закрытой. Открытая БКЦ фор­мируется в том случае, когда при выполнении движений закреплен лишь один ее конец. Закрытая БКЦ образуется в условиях безопорного движения тела.

Подвижность звеньев открытой цепи зависит не только от характера возможных движений в суставных сочлене­ниях человека, но и от расположения каждого звена в целом. Следовательно, наибольшей подвижностью обладают ноги гимнаста и, особенно, их концевые звенья. Поэтому ноги являются основным рабочим звеном гимнаста, и их высокая подвижность в сочетании с большой массой позволяет не только накапливать значительное количество кинетической энергии в ходе выполнения упражнения, но и легко перераспределять ее за счет внутренних реактивных сил, действующих в БКЦ.

Выделяют кинематическую, динамическую и ритмиче­скую структуру движений. Кинематическая вклю­чает пространственную и временную характеристики дви­жений, динамическая – взаимодействие внешних и внутренних сил, обусловливающих данные движения, рит­мическая комплексно соединяет временные, простран­ственные и силовые параметры движений.

При раскрытии техники упражнений часто использу­ются физические термины.

Сила тяжести – одна из основных сил, существен­но влияющих на выполнение движения. Благодаря ей тело обучаемого ускоренно перемещается в пространстве или, наоборот, теряет свое движение. Сила тяжести при выполнении гимнастом движений или оттягивает тело от оси, или прижимает его к ней. Чтобы судить о величине мышечных усилий, прилагаемых гимнастом для удержа­ния тела в определенном положении относительно оси вращения, необходимо знать закономерности действия центробежных и центростремительных сил.

Центробежная сила действует вдоль радиуса, она направлена всегда от центра, а величина ее прямо про­порциональна массе тела, квадрату скорости и обратно пропорциональна радиусу общего центра тяжести. Цен­тростре­ми­тель­ная сила равна центробежной по ве­личине и направлена противоположно ей.

Сила инерции используется при выполнении ма­ховых упражнений. Важным признаком хорошей техники является умение гимнаста применять эту закономерность, свойство тела и его звеньев перемещаться по инерции. Тело гимнаста, получив в начальной фазе энергию дви­жения, может перемещаться по инерции. Чисто инерци­онное движение в практике встречается редко, так как во время выполнения элемента на тело всегда действуют какие-либо силы. Например, сверху вниз спортсмен дви­гается быстро, а снизу вверх движение замедляется под воздействием силы тяжести.

Чтобы движение эффективно продолжалось, необходи­мо производить работу, сообщать телу энергию. При вы­полнении упражнений потенциальная энергия, накапливающаяся вместе с движением, превращается в ки­нети­чес­кую, которая зависит от скоростей движений частей механической системы.

Рациональное выполнение элементов возможно при использовании всех закономерностей, от которых зависит характер упражнения. Это – момент инерции тела, угловая скорость, ускорение и момент количества движения.

Момент инерции тела – мера его инертности при вращательном движении. Это зависит от массы тела (большую массу труднее «разогнать») и расположения ее относительно вращения. Например, если гимнаст при раз­махивании на перекладине держит тело прямым, то мо­мент инерции будет максимальным и движение замедля­ется, а если во второй половине маха согнуться в тазо­бедренных суставах, усилить мах, то момент инерции тела уменьшается и мах будет выше.

Угловая скорость – скорость вращения тела, векторная величина, характеризующая быстроту движе­ния, определяется отношением угла поворота к промежут­ку времени, в течение которого этот поворот был сделан.

Ускорение – быстрота изменения скорости по ве­личине и времени. Если за одно и то же время тело гим­наста поворачивается на большее число градусов, то угловая скорость увеличивается.

Момент количества движения – мера враща­тельного движения, равная произведению момента инер­ции тела на угловую скорость. Чем больше угловая ско­рость и момент инерции тела, тем значительнее момент количества движения, и наоборот. Для системы, на кото­рую внешние силы не действуют, момент количества дви­жения все время остается постоянным, хотя моменты ко­личества движений отдельных частей системы могут изменяться (закон сохранения момента количества дви­жения).

Человеческое тело, с физической точки зрения, пред­ставляет собой систему тел, обладающих относительно друг друга определенной неподвижностью, и момент ко­личества движения гимнаста – это сумма моментов коли­чества движений его звеньев. Если момент количества движения тела в целом не изменяется, то, по закону со­хранения момента количества движения, уменьшение момен­та количества движения одного из звеньев, например, ног, повлечет за собой увеличение момента количества движения смежных звеньев – туловища, рук, и наоборот.

Это находит свое место в практике. В ходе выполнения многих элементов гимнаст в определенный момент изме­няет характер усилий и перераспределяет скорости пере­мещения звеньев относительно друг друга и снаряда, на­пример, тормозит движение ног и ускоряет тем самым движение туловища. Попеременное выполнение опорных функций звеньями – общий закон активного движения.

Многие маховые упражнения связаны с вращательны­ми движениями – поворотами, которые выполняются в без­опорном и опорном положении тела.

Безопорные повороты характеризуются тем, что взаимодействующие части тела могут перемещаться только в противоположные стороны со скоростями, обрат­но пропорциональными моментам их инерции. Движением рук можно подправить положение тела в пространстве в тех случаях, когда вращение его, полученное до начала движения, недостаточно или велико. Перемещением рук существенного вращения тела добиться трудно. Поворот более эффективен, если имеет место взаимодействие круп­ных частей тела, а именно: верхней части (голова–руки–туловище) и нижней (таз–ноги). Поэтому, если бы момен­ты инерции верхней и нижней частей тела не изменялись в процессе выполнения поворота, то тело могло бы только скручиваться и раскручиваться, но не могло бы повер­нуться в целом на какой-либо угол.

Выгодное для поворота соотношение моментов инерции взаимодействующих частей создается, если поворот совер­шается через согнутое и прогнутое положение тела, т.е. в условиях, когда продольные оси вращения и ног не на­ходятся на одной прямой, а пересекаются под некоторым углом.

В упражнениях, связанных с выполнением поворота на 180° и более, соответствующий вращательный импульс необходимо создать еще до поворота в безопор­ном положении, используя связь с внешней опорой.

Опорные повороты основаны на взаимодействии тела с опорой, в результате чего спортсмен создает момент сил, способствующих вращению тела. Поворот в опорном положении тела нельзя начать всеми частями тела одно­временно в необходимом направлении. Повороты следует начинать с более мелких частей тела с постепенным включением более крупных, используя инерцию движения пер­вых, и только таким образом к началу отрыва от опоры, необходимой для поворота, можно получить момент количества движения. Поворот в опорном положении нужно начинать с наиболее удаленных от опоры частей тела с быстрым вращением их, в зависимости от прочности сцепления с опорой.

Многие элементы на снарядах, в акробатике и прыжках и их рациональ­ная техника связаны с отталкиванием и приземлением.

Отталкивание заключается в активном удалении ОЦТ или отдельных звеньев тела от опоры. Чаще всего отталкивание используется для перехода тела в безопорное положение, создания вращательного импульса или того и другого в совокупности. Отталкивание выполняется из состояния покоя (с места) или когда ОЦТ находится в движении (разбег, размахивание). Высота отталкивания увеличивается за счет активных мышечных усилий ног, туловища и взмаха руками вверх.

Приземление необходимо для плавного погашения скорости движения и сохранения устойчивого равновесия. Нагрузка на опорно-двигательный аппарат при приземлении очень высока. На перекладине соскоки выполняются с высоты 3,5–4 м. При акробатических прыжках, выполнении сальто нагрузка достигает 350–500 кг. Противосто­ять перегрузке можно при хорошем развитии мышц ног, спины и живота. Сохранение равновесия при приземлении зависит также и от формы тела в полете, и от его поло­жения относительно траектории движения ОЦТ, направ­ления и скорости вращения тела вокруг ОЦТ.