Аннотация
В статье рассматриваются возможности повышения эффективности процесса отталкивания у прыгунов на лыжах с трамплина на основе разработки и практического применения математических и электронных моделей.
Ключевые слова: прыжки на лыжах с трамплина, зрительно-моторные реакции у прыгунов с трамплина, автоматизированный контроль показателей.
SCIENTIFIC FOUNDATION AND REALIZATION OF THE COMPUTER METHODOLOGY FOR THE RESEARCH OF THE SPECIFIC VISUAL-MOTOR REACTIONS OF SKI-JUMPERS
Audrey Fedorovich Lissovsky, the doctor of pedagogical sciences, candidate of technical sciences, professor,
Tatiana Innokentievna Russkih, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer,
Tchaikovsky Perm branch of the National Research University of Technology
Annotation
The article considers the possibilities of the effectiveness increasing for the pushing up process in ski jumping on the foundation of using the mathematics and electronic models.
Keywords: ski-jumping, ski jumpers visual-motor reactions, automated control of indicators.
ВВЕДЕНИЕ
Результаты соревнований прыгунов на лыжах с трамплина в первую очередь определяются величиной скорости массы тела спортсмена и лыж при спуске по эстакаде разгона трамплина. Поэтому первая задача спортсмена состоит в создании такого положения своего тела, которое обеспечивает минимальное сопротивление воздушной среды при спуске («обтекаемая стойка») и, следовательно, наибольшую скорость движения в конце эстакады разгона [5]. Вторая задача для прыгуна на лыжах заключается в формировании реакции опоры в виде равнодействующей силы для своевременного перемещения тела спортсмена и лыж относительно поверхности эстакады трамплина, что позволяет увеличить дальность полета после отрыва от эстакады [2]. Процесс отталкивания спортсменов от стола отрыва трамплина в виде временной характеристики изучали с помощью экспериментальных и научных методов [3,4,7]. При решении основной двигательной задачи в виде максимальной дальности полета у прыгуна на лыжах с трамплина возникает проблема, состоящая в необходимости точной оценки увеличивающейся скорости своего движения, общего времени скольжения по эстакаде разгона, меняющегося расстояния до стола отрыва трамплина и, особенно, своевременности начала процесса отталкивания [1]. Особенность указанной проблемы состоит в том, что спортсмен при спуске по эстакаде фиксирует свой взгляд на дальней кромке стола отрыва трамплина, которая по субъективным зрительным ощущениям прыгуна «приближается» к нему с нарастающей скоростью. Следовательно, имеет место специфическая зрительно-двигательная реакция на движущийся объект типа РДО, характерная для многих скоростных видов спорта. В прежние годы исследования реакции типа РДО у прыгунов на лыжах с трамплина разного возраста и квалификации производились неоднократно, но ограничивались, как правило, традиционными лабораторными методиками.
Гипотеза. В соответствии с особенностями поставленной нами проблемы главным в ней является скорее не сам процесс двигательного действия спортсмена в виде отталкивания при выполнении прыжка. Необходимо изучение его важнейших временных компонентов в виде своевременности и малой длительности необходимых сенсомоторных реакций при максимальном сосредоточении внимания лыжника. Формирование таких реакций является важнейшим компонентом обучения и дальнейшей подготовки прыгунов на лыжах. Из сказанного следует, что имеется необходимость изучения специфических двигательных реакций у прыгунов на лыжах по их главным компонентам (своевременности и длительности) в процессе отталкивания от стола отрыва в условиях максимально приближенных к реальным.
МЕТОДИКА
В представляемой нами работе такая задача решалась с помощью использования методик аналитического (численного) и электронного моделирования.
В первую очередь рассматривались возможности установления расчетного времени движения лыжника по эстакаде разгона трамплина, состоящей из двух участков: прямолинейного и криволинейного с постоянным радиусом кривизны. За основу нами приняты математические модели, представленные в работе А.Р. Подгайца [6], позволяющие рассчитывать время скольжения конкретного спортсмена по частям эстакады трамплина с заданными геометрическими характеристиками при известном состоянии снежного покрова, направлении и силы ветра, плотности воздушной среды. Таким образом, в нашем исследовании ставилась и решалась задача по установлению различий между теоретически рассчитанным временем движения лыжника по участкам эстакады разгона tтеор и временем его «спуска» на специальном компьютерном тренажере tэксп в виде специфической реакции РДО на условно движущийся объект.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Для решения поставленной задачи авторы с участием студентов Чайковского филиала ВНИПУ Лепехина Евгения и Петрова Александра разработали программное обеспечение, позволяющее имитировать процесс скольжения спортсмена по эстакаде трамплина и определять его временную длительность. Для этого перед началом измерений необходимо внести необходимые данные в табл. 1 для расчета теоретического времени движения спортсмена по эстакаде трамплина. К ним относятся параметры конкретного трамплина и характеристики исследуемого спортсмена. На основании внесенных в таблицу данных производится расчет теоретического времени движения спортсмена по двум частям эстакады разгона tтеор1 и tтеор2 с помощью математических моделей, представленных в [6].
Таблица 1
Необходимые данные для расчета теоретического времени движения спортсмена по участкам эстакады разгона трамплина
| Параметры трамплина | Знач. | Характеристики спортсмена | Знач. |
| 1. Длина первого участка эстакады трамплина, м | 1. Масса спортсмена с лыжами, кг | ||
| 2. Радиус кривизны и длина второго участка эстакады трамплина, м. | 2. Лобовая площадь поверхности тела спортсмена в стойке разгона, м2 | ||
| 3. Коэффициент трения скольжения лыж по снегу. | 3. Коэффициент обтекаемости тела спортсмена в позе разгона в воздушной среде, нс2м4 | ||
| 4. Плотность воздуха, кГ/m3 |
Для сравнения расчетного времени движения прыгуна по эстакаде трамплина с временем реального спуска нами разработан экспериментальный стенд, который позволяет имитировать стартовое положение спортсмена и его дальнейшее «движение» по эстакаде трамплина (рис.1).
Рис.1. Стенд для имитации движения спортсмена по эстакаде разгона.
На экране стенда перед спортсменом видна уходящая вниз лыжня, по которой он должен условно скользить с ускорением до стола отрыва по первой и второй частям эстакады трамплина (рис. 2).
Для запуска и остановки программы имитации спуска спортсмена нами применена электрическая схема, помещенная под опорной поверхностью тумбы, на которой находится спортсмен в позе спуска. Верхняя опорная поверхность тумбы размещена на поперечной оси и снабжена электрическими контактами. При переносе веса тела лыжника вперед замыкается контакт, запускающий показ спуска лыжника по эстакаде на экране и одновременно включается цепь электронного секундомера. При этом также слышен шум лыж, скользящих по лыжне эстакады. В момент окончания отталкивания происходит размыкание контакта под действием своей пружины и отсчет времени прекращается.
Рис.2. Вид эстакады разгона со стартовой площадки трамплина
Получаемые результаты можно представлять в абсолютных величинах как разницу между теоретически рассчитанным значением времени движения лыжника по эстакаде трамплина tрасч и средним временем «спусков» на тренажере или в относительных в виде процентов:
.