1.2.1.2 Временны?е характеристики. Время виса при подтягивании. Спортсмены, претендующие на высокий спортивный результат, должны обеспечить надёжный хват на протяжении всех четырёх минут, отведённых на выполнение упражнения. Для большинства спортсменов, имеющих

1.2.2 Динамические характеристики подтягивания. К основным динамическим характеристикам относятся сила и масса. Сила в механике – это мера взаимодействия тел. Масса – это с одной стороны количество материи, содержащейся в теле, а с другой – мера инертности тела. В

Материалы и их характеристики Полиэстер, иногда обозначается английской аббревиатурой PES, можно увидеть в плетеных веревках из трех прядей, плетенках, сердечниках с плетеной оболочкой и др. Поверхность может быть как гладкой, так и слегка шероховатой для большего

Таблица характеристики продуктов

4.3. Процесс развития интеллектуальных способностей подростка-спортсмена: взаимообусловленность актуальной модели интеллекта и модели деятельности Разум есть тот сознаваемый человеком закон, по которому должна совершаться его жизнь. Л. Н. Толстой Процесс развития

Энергетические характеристики:

1. Механическая работа

Мышцы, приводящие в движение звенья тела, совершают механическую работу , которая представляет собой произведение перемещения материального тела (ΔS ) и составляющей силы, действующей в направлении перемещения (F ):

A = FΔS (F=ma)

2. Мощность механического движения

Мощность – это работа, выполняемая в единицу времени:

N = A / Dt

Можно дать другую формулу мощности:

N = F · DS / Dt = F ·v

Последняя часть формулы особенно важна. Она дает возможность определить мощность коротких интенсивных движений (например, ударов по мячу, боксерских ударов и т.д.), когда механическую работу определить трудно, но можно измерить силу и скорость.

3. Кинетическая и потенциальная энергия

Выполнение работы требует затрат энергии. Следовательно, при выполнении работы энергия в системе уменьшается. Поскольку для того чтобы была совершена работа, необходим запас энергии, последнюю можно определить следующим образом: энергия – это способность совершать работу, это некоторая мера имеющегося в механической системе «ресурса» для ее выполнения. Кроме того, энергия – это мера перехода одного вида движения в другой.

В биомеханике рассматривают следующие основные виды энергии:

- потенциальная , зависящая от взаимного расположения элементов механической системы тела человека: Е п = mgh ;

- кинетическая поступательного движения : Е к пост = ½ m v 2 ;

- кинетическая вращательного движения : Е к вр = ½ Jω 2 ,

где m, J – масса и момент инерции системы; v, ω – линейная и угловая скорости.

Т.о., полная энергия движущегося тела:

Е полн = mgh + ½ mv 2 + ½ J ω 2

7. Что такое картина действующих на тело сил? Провести анализ на примерах.

В ходе педагогического биомеханического анализа техники понятие силы может быть использовано в форме общей оценки: большая, достаточная, средней величины, недостаточная.

В телесно-двигательной практике на тело исполнителя всегда действует несколько других сил. При этом результат воздействия (т.е. равнодействующая сила), которая и придает телу исполнителя ускорение, равна векторной сумме воздействующих сил: f i = F 1 + F 2 + F 3 ...

Примером может быть движение гимнаста посредством маха вперед при размахиваниях в висе на перекладине. На спортсмена в этом случае (рис. А) действует сила тяжести R, составляющими которой являются взаимно перпендикулярные силы F 1 как создающая линейное ускорение ОЦМ тела гимнаста, и F 2 , как создающая центростремительное ускорение тела.

В другом примере, прыжке в длину (рис. Б), на спортсмена действует сила тяжести F m =mg и сила противодействия среды (воздуха) - F c . Ускоренное движение тела в этом случае создает равнодействующая этих сил - F p . В двух приведенных примерах в процессе познания упражнения решаются разные задачи.

Рис. Силы, действующие на тело спортсмена.

А - R - сила тяжести; F 1 - сила, создающая линейное ускорение; F 2 - сила, создающая центростремительное ускорение совместно с реакцией опоры (грифа перекладины).

Б - Fc- сила сопротивления среды (воздуха); Fp- равнодействующая сила; mg - сила тяжести

8. Дать полную характеристику внешним и внутренним (относительно тела человека) силам.

Внешние силы вызваны действием внешних для человека тел (опора, снаряды, др. люди, среда и т.п.). Только при их наличии возможно изменение траектории и скорости центра масс (ЦМ); без них движение ЦМ не изменяется.

1. Сила инерции внешнего тела – это мера действия на тело человека со стороны внешнего ускоряемого тела. Численно она равна массе ускоряемого тела, умноженная на его ускорение: F ин. = - ma

Знак минус указывает, что инерция внешнего тела направлена в сторону противоположную ускорению. Она приложена в месте контакта с ускоряемым телом, в рабочей точке тела человека.

Например, ускоряя ядро: его инерция направлена в сторону метателя (такая инерция воспринимается сопротивлением), рабочая точка – ладонь спортсмена. Другой пример, человек ловит набивной мяч, т.е. уменьшает его скорость (сила инерции воспринимается как напор); рабочая точка – то место, которым пойман мяч.

2. Сила упругой деформации – мера действия деформированного тела на другие тела, вызывающие эту деформацию, она равна:

F упр. = μ Δl

где Δl – величина деформации тела, μ – коэффициент жесткости или упругости.

Если сжимать динамометр, растягивать эспандер, изгибать доску трамплина или батут, то при этом возникают упругие силы . Нарастая, они останавливают деформацию. Человек совершил работу, передал энергию деформированным внешним телам. После прекращения действия деформирующие силы, потенциальная энергия упругой деформации переходит в кинетическую энергию движущегося тела. В этом случае сила деформированного тела совершает положительную работу (например, покрытия беговых дорожек).

3. Силы тяжести и вес .

Сила тяжести – это мера притяжения тела к Земле, которая приложена к центру тяжести тела ; она равна: G = mg

Вес тела – это мера воздействия тела в покое на опору (или подвесу) , которая мешает его падению. Р = mg

Т.к. сила тяжести и вес тела приложены к различным точкам, это не одна и та же величина.

4. Сила реакции опоры – мера противодействия опоры действию на нее тела, находящегося с ней в контакте. Она равна (по третьему закону Ньютона) силе действия на опору, направлена в противоположную сторону и приложена к этому телу. Реакция опоры – сила пассивная. Она не может сама по себе вызвать положительное ускорение. Однако без нее – если нет опоры, человек не может активно перемещаться (например, разворот пловца).

5. Сила трения – сопротивление, возникающее при перемещение одного тела по поверхности другого. Различают трение скольжения (лыжи) и терние качения (колеса велосипеда, подшипники).

T = Nk тр, где N- величина нормального давления (прижимающая сила), k тр – коэффициент трения.

6. Сила действия среды .

При выполнении движений человеку приходится преодолевать сопротивление воздуха и воды.

R = S m C x ρ V, где S m – площадь наибольшего поперечного сечения тела (мидель), C x – коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы тела, ρ – плотность среды (воды или воздуха), V – относительная скорость среды и тела.

Силы внутренние относительно тела человека возникают при взаимодействии частей тела человека друг с другом. Они сами по себе не могут изменить движения тела, его ОЦМ или центра масс отдельных биозвеньев. Они сами не могут способствовать перемещению тела относительно внешних тел (как системы отсчета). Вместе с тем, только внутренними силами тяги мышц человека управляет непосредственно, вызывая движения отдельных звеньев и биомеханических пар, и в конечном итоге перемещением всего тела в целом.

В частности, внутренние силы проявляются как силы отталкивания и притягивания внутри тела. В абсолютно твердом теле такие силы взаимно уравновешены, поэтому деформации и напряжения в них не возникают. В теле человека внутренние силы могут действовать статически, при этом возникают только напряжения в деформированных тканях, и динамически, это вызывает движение звеньев и изменение позы.

Выделяют внутренние силы активного действия (мышечная работа) и пассивные механические силы (пассивное взаимодействие).

Силы мышечной тяги, приложенные к костям скелета, служат источниками энергии движения, сохраняют необходимые позы, управляют движениями, изменяют взаимодействие тела человека с окружающими физическими объектами (среда, опора, снаряды и другие люди).

Силы пассивного взаимодействия в отличие от сил мышечной тяги не вызваны непосредственно физиологической активностью, биологическими процессами, хотя в некоторой степени и зависят от них.

По мере совершенствования движений становится возможным лучше использовать мышечные силы. Техническое мастерство проявляется в повышении роли внешних (привести примеры) и пассивных внутренних сил как движущих. Обеспечивается не только экономность, экономичность (КПД), но и проявление максимума мышечных сил, а также значительная быстрота достижения этого максимума при движении.

9. Система движений. Ее состав и структуры. Виды структур. Привести примеры первичности кинематической или динамической структуры движений.

Познание телесно-двигательного упражнения предполагает раскрытие сущности его структуры и ее составляющих.

Кинематическая структура как компонент базовой двигательной структуры представляет собой закономерности взаимодействия, взаимосвязи и взаимовлияния двигательных действий в пространстве и во времени.

Известно, что знание техники упражнения необходимо прежде всего для технологически верного обучения ему, поэтому перед обучением специалист в первую очередь должен установить кинематическую структуру, осознать общую организацию движений, то есть описать их.

Каждое телесно-двигательное упражнение отличается только ему присущей слаженностью движений, определенной внешней картиной, формой - все это и есть внешнее отражение кинематической структуры. В кувырке вперед слаженность основных двигательных действий: толчка ногами, переката на спину, группирования и т.д. - создает внешнюю картину катящегося вперед тела человека, принявшего округлую форму («шара»), что определяет и название упражнения «кувырок вперед», и его отличие от других.

Для определения кинематической структуры используются кинематические характеристики движений (пространственные, временные и пространственно-временные).

Динамическая структура - это основные устойчивые закономерности силового взаимодействия частей и звеньев тела человека между собой и внешними телами. Тело человека, его части и звенья обладают инертными свойствами, как имеющие определенную массу и момент инерции. Поэтому увеличение скорости тела или торможение движения является результатом приложения определенных сил. Если при выполнении упражнения внутренние и внешние силы хорошо согласованы, то такое упражнение выполняется эффективно, его динамическая структура совершенна. Динамическую структуру упражнения изучают с помощью динамических характеристик.

Точное и подробное установление динамической структуры движений в упражнении позволяет расширить представление о сущности движений, если при этом устанавливается взаимодействие внутренних, то есть мышечных, сил. Такой подход дает возможность изучить движение «изнутри», но это сфера очень точных биомеханических аппаратурных исследований спортивных или других движений. Например, внутренними силами тяг мышц ног исполнитель осуществляет отталкивание в кувырке вперед. В этом случае реально действующими внешними силами являются сила тяжести тела, сила гравитации и сила трения, которые не позволяют стопам ног проскальзывать на опоре при отталкивании и способствуют качению тела за счет его хорошего сцепления с поверхностью опоры.

Информационные структуры , их простейшие элементы, также целесообразно применять при анализе техники выполнения упражнений. При этом можно использовать и простейшие элементы информационных структур, под которыми понимаются основные закономерности взаимосвязей между элементами информации. Осознанное выполнение упражнения базируется на передаче и восприятии организмом определенных сведений посредством нервной системы.

К центрам головного мозга идет информация о качестве выполняемых движений, а обратно к мышцам поступают сигналы-команды для подготовки к последующим двигательным действиям. Сигналы прямой и обратной связи порождаются взаимодействием систем и функций организма, а также факторами внешнего окружения. В педагогическом биомеханическом анализе техники возможно использование понятия так называемых чувств, появляющихся в результате действия множества сигналов. Примерами может быть чувство полного и неполного выпрямления ног при толчке на кувырок вперед, чувство плотной или неплотной группировки, достаточной или недостаточной скорости вращения и т.д. Такие чувства являются основанием для срочной оценки качества выполнения двигательных действий, упражнения в целом, определения ошибочных действий и последующих коррекций.

В понятие структур системы двигательных действий входят и так называемые обобщенные структуры, к ним относятся: ритмическая, фазовая и координационная.

Ритмическая структура представляет собой закономерности соотношений, прежде всего, во времени двигательных действий в упражнении. Представление о ритмической структуре в процессе познания телесно-двигательного упражнения основывается на установленном ранее фазовом составе упражнения, анализе соотношения длительности фаз, расположения силовых акцентов в двигательных действиях в хронограмме упражнения, то есть в его временной фазовой картине.

Фазовая структура упражнения основывается на закономерностях взаимосвязи и взаимозависимости фаз упражнения. Это значит, что познание фазовой структуры практически уже осуществляется в процессе установления фазового состава и ритмической структуры упражнения. Например, эффективность двигательных действий в фазе отталкивания в кувырке вперед создает предпосылки энергетического обеспечения упражнения, способствует реализации механизма качения тела в фазе переката и группирования, а завершение упражнения посредством стопорящей постановки рук на опору приводит к гашению кинетической энергии.

Координационная структура - это совокупность всех основных взаимосвязей внутри системы движений и взаимодействия исполнителя с окружающей средой (снаряды, инвентарь, вода и т.д.). Координационная структура включает в себя и системы двигательных действий в упражнении, и особенности взаимодействия с внешней средой. Здесь уместно отметить, что под координацией движений понимается процесс согласования движений, приводящий к решению основной задачи упражнения и достижению цели. В биомеханике различают три вида координации движений: нервную, мышечную и двигательную. Педагогический биомеханический анализ техники связан прежде всего с установлением особенностей двигательной координации. Ибо под нею понимается процесс согласования движений частей и звеньев тела в пространстве и во времени в соответствии с задачей и целью упражнения, то есть тот процесс, те явления, которые мы изучаем в ходе педагогического биомеханического анализа упражнения.

10. Управление движениями как системами. Двигательная задача и двигательная программа. Множество двигательных программ для решения одной задачи. Привести примеры.

Двигательная задача – это обобщенные требования к двигательному действию, которые определяются характером предстоящего действия и общей последовательностью его этапов.

Задача может быть поставлена извне и заранее (требования соревнований, задание тренера); она может возникнуть произвольно у самого спортсмена. Всегда в ее формировании участвует информация:

О внешнем окружении, в котором надо выполнять задачу,

О состоянии спортсмена,

О прошлом опыте (информация из памяти).

При наличии более или менее развернутой двигательной задачи подготовка спортсмена ведется более совершенно – у него создаются программы управления.

Программа управления – это состав и последовательность конкретных движений, необходимых для решения задачи (выполнения спортивно-технического действия).

Программа управления создается в результате тренировки (накопление информации) и может осуществляться только при соответствующих условиях. Программы создаются во множестве (общая и частная), но выполняются в тот или иной момент лишь те, которые включаются управляющими воздействиями (командами). Общая программа определяет состав и последовательность исполнительных команд мышцами. Частные программы определяют множество частных процессов при управлении (восприятия и переработка информации; настройки на предстоящее действие; изменения возбудимости в каналах связи и т.п.).

Оптимизация управления в спортивной технике включает поиск оптимальной модели двигательного действия (предмета обучения), пути его построения (методики обучения) и наиболее совершенного выполнения действия.

Оптимум (что-то наиболее соответствующее задаче в данных условиях) может быть только один. Если же изменяются условия, то изменяется и оптимум. При более или менее сходных условиях имеются более или менее сходные, близкие оптимумы, их вариации.

Т.е. имеется вариативный оптимум, имеющий допустимые границы отклонений, в пределах которых сохраняется оптимальность как лучшее соответствие программ управления двигательной задаче. Из этого вытекает педагогическая установка: искать не единственный точный оптимум, а вырабатывать способность варьировать его соответственно условиям, сохраняя этим возможности достижения высшего результата.

Основой оптимальной методики обучения и совершенствования служит модель рациональной техники, понимание особенностей ее деталей, их взаимосвязей, глубокого смысла каждого требования к движениям, т.е. биомеханическое обоснование техники.