Учебное пособие написано в соответствии с новой программой по дисциплине «Плавание»
|
Скачать 4.24 Mb.
|
|
Установление строгой количественной меры показателей реальной гидродинамической ситуации может не только стать надежным ориентиром для дальнейших исследований, но и широко использоваться в практике спортивного плавания. Пока это возможно лишь на уровне национальной сборной команды. Ориентиром могут служить средние групповые показатели элитных пловцов, представленные в табл. 3. Гидродинамическая подъемная сила. Как известно, тело пловца по отношению к обтекаемому потоку находится под некоторым углом (углом атаки). Угол будет считаться положительным, если продольная ось тел отклоняется вверх от линии, характеризующей направление движения, и отрицательным ЎЄ если отклоняется вниз. При взаимодействии со встречным потоком на тело воздействуют силы внутреннего трения, направленные по касательной к телу, и силы давления, направленные всегда перпендикулярно к поверхности тела. В сумме они определяют величину и направление силы реакции воды. В целом по отношению к телу, расположенному под некоторым углом, направление действия силы реакции приближается к перпендикуляру, опущенному к продольной оси тела. По правилу параллелограмма, ее можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Вертикальная составляющая и есть не что иное, как подъемная сила. 57 Аналогично подъемная сила возникает и на отдельных рабочих звеньях (рис. 8). Действие подъемной силы в известных пределах благоприятно сказывается на продвижении пловца. Она способствует более высокому положению тела по отношению к поверхности воды, тем самым облегчая ему движения над водой и дыхание. С увеличением угла атаки изменяется коэффициент сопротивления. В диапазоне от 0 до 15° величина коэффициента лобового сопротивления меняется незначительно. В дальнейшем прирост более значителен, и особенно он велик при углах атаки свыше 25°. При скоростях перемещения 0,7 м/с и выше, в силу встречного сопротивления, ноги сами приподнимаются до горизонтального положения; при этом пловцу нет необходимости для поддержания положения тела выполнять компенсаторные движения ногами. Движущие силы. Сила реакции воды R, являющаяся внешней по отношению к телу пловца, сама по себе вызвать движение пловца не может. Источником его движущих сил служат внутренние силы мышечного сокращения. Сила, которая сообщает пловцу движение вперед (она называется движущей), создается за счет рабочих (тех, которые создают силу тяги) движений руками, ногами, туловищем, то есть главным образом за счет сил активного мышечного сокращения. Величина движущей силы зависит от мышечной силы пловца и эффективности ее приложения во время гребка. Эффективность движений рабочих звеньев будет рассмотрена подробнее в последующих разделах. Совокупность звеньев тела (рабочих звеньев), механически взаимодействующих с водой для создания движущей силы, называют движителем. На нем имеются рабочие плоскости (поверхности), благодаря которым происходит отталкивание. На рабочие плоскости движителя действует сила реакции воды (рис. 9). Она позволяет пловцу опереться о воду и оттолкнуться от нее (согласно третьему закону Ньютона). Дополнительные движущие силы. При движении взаимосвязанных звеньев тела пловца с ускорением относительно друг друга возникают внутренние инерционные силы. Они направлены в сторону, противоположную ускорению. Инерционные силы мешают продвижению пловца, 58 59 способствуют раскачиванию тела, нарушая тем самым его обтекаемое положение. Это происходит, к примеру, при быстром движении рукой по воздуху через сторону в кроле на груди и на спине. Инерционные силы могут и способствовать эффективному продвижению вперед. Так, во время плавания кролем инерционные силы, возникающие при ускорении движения руки по воздуху, передаются по цепи звеньев на кисть руки, выполняющей гребок, и усиливают отталкивание от воды. Во время входа рук в воду после проноса по воздуху в подготовительном движении (кроль, дельфин, на спине) или выведения рук вперед (в брассе) встречный поток воды тормозит движение рук вперед. Инерционные силы помогают завершить эту фазу движений и растянуть мышцы плечевого пояса и спины, переводя часть энергии движения в энергию упругого мышечного растяжения. Упругие силы мышц останавливают движение в одном направлении и помогают начать его в обратном. Наиболее полное использование внутренних инерционных и упругих сил как дополнительных к силам активного мышечного сокращения ЎЄ признак высокого технического мастерства спортсмена. Роль этих сил возрастает с увеличением темпа движений. Во время плавания верхняя часть туловища, голова, руки спортсмена в отдельные моменты цикла частично или полностью выходят из воды. При этом уменьшается объем вытесненной жидкости и звенья как бы вновь приобретают свой собственный вес: вес головы составляет примерно 7 % от общего веса, а вес плеча, предплечья и кисти (вместе) ЎЄ соответственно 3 и 1 %. Суммарно вес этих звеньев может быть равен от 12 (у подростков) до 18 кг у взрослых. Потенциальную энергию высокого положения отмеченных звеньев относительно воды пловцы используют для активного продвижения в заданном направлении: с одной стороны, уменьшается встречное сопротивление, а с другой ЎЄ облегчается разгон этих звеньев. Таким образом, представляется необходимым подвести краткий итог и обозначить предпосылки наиболее рациональных способов и приемов продвижения в воде. Это существенно облегчит понимание техники плавания. Система условий, в которых происходят движения пловца, строго специфична. В силу высокой плотности среды движения пловца должны иметь выраженное силовое обеспечение. 3. Поскольку опора подвижная, требуется специальная орга низация усилий. 4. Движения пловца должны быть экономичными. В этой связи: положение тела должно быть обтекаемым в течение всего цикла движений; рабочие движения должны выполняться с ускорением; в начатых движениях не должно быть ни одной паузы или остановки; наиболее эффективен контакт движителя с неподвижными частицами жидкости; должно быть оптимальным положение движителя по отношению к направлению выполняемого пловцом движения; при прочих равных условиях значительнее других должна быть «горизонтальная составляющая»; для создания большей силы тяги площадь рабочих плоскостей должна быть большей. Рассмотрим, как это реализуется в частных движениях пловца. В литературе представлены специальные упражнения, способствующие снижению активного сопротивления: а) пассивная буксировка на установке контактного силового лидирования на длинных отрезках с включением коротких от резков активного плавания с максимальной скоростью; б) плавание в полной координации на соревновательных и выше скоростях на установке бесконтактного лидирования (плавание за специальным гидродинамическим телом с плохой обтекаемостью). В результате появляется возможность совер шенствовать технику плавания в соревновательных диапазонах скоростей на фоне низкого уровня функционирования физио логических систем организма; в) плавание в гидроканале на соревновательных скоростях и выше; при этом верхний слой потока движется с замедленной скоростью; г) плавание в гидроканале с соревновательной скоростью и выше, когда к пловцу прикреплен груз, тянущий его в направ лении, совпадающем с действием сил гидродинамического со противления. Нужны новые данные. Нужны новые подходы. Механизмы, обеспечивающие оптимальное положение тела. Уже отмечалось, что для движения в воде оптимальна такая форма, которая имеет соотношение продольных и поперечных размеров тела как 6:1. Для того чтобы приблизиться к этим условиям, тело пловца должно занимать в воде хорошо обтекае- 60 61 мое, вытянутое относительно продольной оси, сравнительно высокое и динамически уравновешенное положение. Угол атаки ЎЄ 3ЎЄ5°. Как добиться такого положения? За счет оптимальной постановки головы. Известно, что в организме отдельные его части или звенья рефлекторно взаимосвязаны между собой. Одно из таких крупных звеньев ЎЄ голова, от постановки которой очень многое зависит. Так, если голова берется «на грудь», автоматически происходит сгибание в тазобедренных суставах, и наоборот: голова откидывается назад, рефлекторно происходит прогибание в пояснице, то есть движением или постановкой головы можно регулировать положение тела в воде. Во всех спортивных способах плавания, за исключением плавания на спине, голова спортсмена участвует в движениях, связанных с актом вдоха. Если эти движения выполняются в едином ритме с рабочими движениями, то они усиливают последние. Непринужденная постановка головы с расслабленными мышцами шеи рефлекторно уменьшает напряжение мышц плечевого пояса и спины, способствуя более продуктивному выполнению гребков руками. Частично оптимальное положение обеспечивается за счет активных движений ногами, это происходит несмотря на то, что на уровне соревновательных скоростей возникновение подъемной силы способствует самопроизвольному подъему ног до горизонтального положения. Оно обеспечивается и благодаря эффективному движению руками. Мы видели, что в параллелограмме есть «вертикальная» составляющая. Какие преимущества дает пловцу высокое положение тела? Прежде всего это уменьшает встречное сопротивление, способствует лучшему проносу рук в подготовительном движении над поверхностью воды. Высокое положение помогает приобрести необходимое количество движения во время вспомогательных движений руками и плечевым поясом над водой и тем увеличить эффективность последующих рабочих движений. Более того, при нем пловец субъективно лучше ощущает свои движения и особенно ошибки. Оптимальное положение тела пловца сохраняется при равномерном распределении усилий на правую и левую конечности, а также при оптимальных темпе и ритме движений конечностями. 62 Движения ногами Движения ногами способствуют поддержанию опоры и созданию силы тяги. Для начала рассмотрим движение прямой ногой сверху вниз (наподобие рабочего движения в кроле на груди) (рис. 10). Вспомним: с какой силой нога давит на воду, с такой же силой вода действует в противоположном направлении; кроме того, сопротивление воды возрастает пропорционально квадрату скорости движения отдельных точек. Благодаря этому опора ноги о воду возрастает от проксимального отдела ноги к дистальному (к стопе), а равнодействующая этих сил сосредоточена в точке, расположенной в области стопы. Воспользуемся правилом параллелограмма, при этом получим две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Соответственно они характеризуют силу тяги и подъемную силу. Несколько иная картина наблюдается при сгибании ноги в коленном суставе (так, как это в реальности происходит при плавании кролем на груди). Это наглядно проиллюстрировано на рис. 11. Если взять момент, когда бедро, двигаясь вниз, заняло горизонтальное положение, а голень и стопа несколько отстают, на бедре создается лишь подъемная сила, на голени и стопе возрастают силы тяги, подъемная сила относительно уменьшается. 63 Продолжая свое движение вниз, как показано на рис. 11, бедро проходит через горизонтальное положение и располагается под углом к направлению движения пловца. Здесь возникает сила Р, поднимающая бедро к поверхности воды, и сила Т, тормозящая движение. Наконец, в рабочее движение активно включаются голень и стопа (рис. 12); они хлы-стообразно устремляются вниз вслед за бедром, в результате чего вновь уменьшается сила тяги относительно подъемной силы, т. е. большая часть усилий в этот момент используется для поддержания пловцом своего тела в горизонтальном положении, при этом на бедре возникает сила, которая называется топящей. Аналогично можно рассмотреть без текстового содержания, непосредственно по рис. 13, 14, то, что произойдет при движении ноги снизу вверх. С помощью циклографического анализа удалось установить, что скорости движения ног сверху вниз и снизу вверх равны; однако это не означает, что эффективность работы ног вниз и вверх одинакова. Движение вниз в этом смысле предпочтительнее. Поскольку ноги выполняют одновременно движения в противоположные стороны, моменты их сил суммируются. При движении подъемные силы больше топящих, а движущие ЎЄ больше тормозящих. Нетрудно заметить, какую огромную роль в движениях пловца играет стопа. По сути, это основная рабочая часть ноги. С данной точки зрения особое значение в работе ног приобретает степень подвижности голеностопного сустава. Рис. 15 наглядно демонстрирует, как по-разному могут распределяться силы при разной подвижности. У хороших пловцов-кролистов наблюдается значительное сгибание ноги в голеностопном суставе ЎЄ так 64 называемое подошвенное сгибание. При этом стопа занимает особенно выгодное положение для создания силы тяги (рис. 15, а). Если подвижность слабая, стопа может создавать лишь подъемную силу (рис. 15, б), и, наконец, если стопа совсем жестко фиксирована, создается даже отрицательная тяга, препятствующая продвижению пловца (рис. 15, в). Заканчивая рассмотрение движений ногами, следует заметить, что их движения отдельно (например, плавание с плавательной доской ЎЄ «на одних ногах») и при плавании в полной координации несколько отличны. При общей согласованности движений движущие силы от движений ногами, безусловно, меньше. Вместе с тем гораздо важнее то, что их движения придают телу устойчивость, удерживают его в горизонтальном положении, чем облегчают работу рук и дыхание, а также поддержива- ют общий ритм движении. Анализ циклограмм показывает, что ни одна точка ноги не движется назад: ноги как бы скользят вперед по наклонной плоскости. Таким образом, движения ногами: а) обеспечивают горизонтальное положение тела пловца, осу ществляют функцию равновесия; б) создают силы тяги; в) участвуют в общей координации движений пловца, под держивают ритмический рисунок движений всех звеньев. Движения руками При плавании спортивными способами руки являются основными движителями. Даже в брассе, где в создании движущих сил примерно в равной мере участвуют руки и ноги, техника 3 Плавание 65 на каждую точку пластины. Это давление неодинаково по всей длине пластины, так как линейная скорость движения отдельных точек пластины различна. Скорость увеличивается пр^ямо пропорционально радиусу вращения. Согласно известной формуле гидродинамического сопротивления R = cS(pv2)/2, сопротивление воды возрастает пропорционально квадрату скорости движения тела; в данном случае ЎЄ пластины. Отметим: как установлено гидромеханикой, сопротивление воды при вращательном движении пластины возрастает пропорционально квадрату длины пластины, т.е. квадрату длины радиуса вращения. Из гидромеханики известно, что равнодействующая всех сил сопротивления воды вращательному движению данной пластины, имеющей равное сечение и одинаковую форму по всей длине, располагается на расстоянии 0,75 длины от центра вращения. Обратимся к рис. 17. На этой же пластине, на расстоянии 0,25 от ее свободного конца, построим вектор равнодействующей всех сил. По правилу параллелограмма, разложим ее на составляющие: силу тяги Т, направленную горизонтально впе- движений руками в большей мере влияет на дыхание и общую координацию движений, определяет темп и ритм плавания. Для простоты рассуждения вначале вместо движений руками или рукой (так как их движения идентичны), вращающейся в плечевом суставе, рассмотрим вращательное движение пластины в воде вокруг одной неподвижной оси (точки О). |
Похожие:
 |
Учебное пособие предназначено для бакалавров юридических вузов. Предисловие... Его содержание соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по данной дисциплине... |
 |
Учебное пособие по предмету «Автоматизация технологических процессов»... Учебное пособие написано в соответствии с типовой программой по предмету «Автоматизация технологических процессов»для обучающихся... |
|
Учебное пособие по дисциплине «Математики» Учебное пособие по дисциплине «Математики» разработано в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного... |
|
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями фгос спо,... Учебное пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования |
|
Учебное пособие Больничная гигиена Москва Российский университет... В пособии представлены основные разделы больничной гигиены. Учебное пособие подготовлено в соответствии с программой по специальности... |
|
Учебное пособие Тольятти 2011 г. Авторы: Савкин С. А., Рынгач В.... Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой... |
|
Учебное пособие ппи, 2008 104 с.: ил. Учебное пособие по дисциплине... Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм» предназначено для студентов Псковского... |
|
Учебное пособие «Русский язык и деловая документация» подготовлено... Пособие содержит теоретический материал по темам курса, вопросы для проверки знаний, упражнения для практической отработки навыков... |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие соответствует примерной учебной программе по дисциплине... Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Педиатрия» |
|
Учебное пособие по дисциплине "Технология производства и ремонта... Проектирование процессов сварки и наплавки деталей вагонов. Учебное пособие по дисциплине "Технология производства и ремонта вагонов".... |
|
Учебное пособие для самоподготовки по дисциплине «Организация и экономика фармации» Учебное пособие для самоподготовки по дисциплине «Организация и экономика фармации» предназначено студентов III курса по специальности... |
|
Компьютерные коммуникации в культуре учебное пособие по английскому языку Учебное пособие предназначено для развития навыков и умений устной речи. Пособие включает 8 тем, 21 текст, словарь. Текстовый материал... |
|
Компьютерные коммуникации в культуре учебное пособие по английскому языку Учебное пособие предназначено для развития навыков и умений устной речи. Пособие включает 8 тем, 21 текст, словарь. Текстовый материал... |
|
Учебное пособие по дисциплине «Основы латинского языка с медицинской терминологией» Учебное пособие может быть использовано на практических занятиях осеннего семестра студентами отделений: 34. 02. 01 «Сестринское... |