2.1 Любое положение или движение, производимое человеком, обусловлено взаимодействием ряда сил, каждая из которых характеризуется величиной, направлением и точкой приложения. При анализе выполняемого упражнения или при движении важно отметить силы, способствующие выполнению движения или его тормозящие. Отсутствии видимого внешнего движения в пространстве вовсе не означает, что на тело не действуют никакие силы, так как сохранение положения одного костного звена относительно другого, требует напряжения определенных групп мышц, а значит и противодействия им внешних сил.
2.2 Действующие силы:
А) Внешние – силы, которые приложены к телу извне, это сила тяжести, сила реакции опоры, сила трения, сила инерции, сила сопротивления внешней среды, центробежные и центростремительные силы.
Б) Внутренние – силы, которые возникают внутри тела при взаимодействии его частей, это сила пассивного сопротивления тканей, сила тяги мышц.
С и л а т я ж е с т и человеческого тела (сила гравитации или притяжения Земли) численно равна его весу и всегда направлена из общего центра тяжести тела (ОЦТ) или его частей, вниз перпендикулярно к горизонтальной плоскости, на которую опирается человек.
В месте соприкосновения тела с опорной поверхностью на организм человека действует другая сила – с и л а р е а к ц и и о п о р ы, которая численно равна силе тяжести, но прямо противоположна ей по направлению.
Во время движения человека на него действует с и л а т р е н и я, увеличивающая сцепление опорной конечности с опорной поверхностью. Если бы не существовало этой силы, то конечность, которой производится отталкивание, скользила бы назад, и перемещение тела в пространстве было бы невозможно (нечто подобное наблюдается при скольжении по льду).
С и л а и н е р ц и и противодействует силам, ускоряющим или замедляющим движение. Она играет важную роль в двигательной активности человека, проявляясь в промежутках между толчками, она сглаживает их, делая движения более плавными (гребля, приземление при прыжке в длину, финиш при беге и т.д.)
С и л а с о п р о т и в л е н и я внешней среды действует на человека при движениях в воздушной и водной среде. Она зависит от плотности среды, формы тела, скорости движения и, как правило, тормозит движение. С изменением площади лобовой поверхности тела или других параметров, она может либо уменьшаться, либо увеличиваться, существенно влияя на движение тела.
Ц е н т р о б е ж н ы е и ц е н т р о с т р е м и т е л ь н ы е силы весьма важны для совершения вращательных движений (выполнение фигуристом пируэта или вращения). При вращательном движении гимнаста на перекладине центробежные силы стремятся оттянуть части тела по радиусу от оси вращения, тогда как в роли центростремительной силы выступает в данном движении сила реакции опоры или перекладины.
С и л а п а с с и в н о г о с о п р о т и в л е н и я это сила эластической тяги мягких тканей суставных сумок, связок, фасций, сила сцепления синовиальной жидкости в суставах, сопротивления костей и хрящей.
С и л а т я г и м ы ш ц является основной внутренней силой, оказывающей влияние на тело человека. Она возникает в результате активного сокращения скелетных мышц. Направление силы тяги может совпадать с направлением силы реакции опоры, в этом случае они вместе будут противостоять силе тяжести. Если они уравновешены, то тело человека или его отдельные части будут находится в состоянии относительного покоя. Если суммарная величина противодействующих сил не равна, то происходит движение тела, причем в сторону равнодействующей силы. Точкой приложения силы тяги мышц является центр фиксации мышцы на подвижном, перемещаемом звене.
2.3 Общий центр тяжести (ОЦТ) и центры тяжести отдельных его звеньев.
Под общим центром тяжести понимается область, в виде условной геометрической точки, к которой приложена равнодействующая всех сил тяжести. Во все стороны от нее, по любому направлению, моменты сил тяжести взаимно уравновешиваются. ОЦТ называют еще центром массы. Расположение ОЦТ необходимо знать при изучении статических движений для оценки условий равновесия тела.
Положение ОЦТ постоянно меняется примерно на 5-10 мм при влиянии на тело внешних сил, условий дыхания, позы, перераспределения крови и т.д. Область, в которой перемещается ОЦТ (по Борели) находится между крестцом и лобковым симфизом при пересечении трех взаимно перпендикулярных плоскостей (фронтальной, горизонтальной и сагитальной).
Высота расположения ОЦТ над площадью опоры равна росту умноженному на 0,572 (для мужчин), или на 0,559 (для женщин). В зависимости от телосложения можно предположить и место нахождения ОЦТ. У людей с более развитыми ногами ОЦТ находится относительно ниже, чем у людей с более мощной мускулатурой туловища и рук. При перемещении какой-либо части тела он смещается в том же направлении, что и сместившееся звено.
Например при выполнении виса на перекладине или кольцах, в связи с тем, что руки подняты вверх, ОЦТ также несколько смещен вверх. Это упражнение относится к разряду положений с верхней опорой и являет собой типичный пример устойчивого равновесия.
2.4 Характеристика площади опоры.
Площадь опоры образуется опорными поверхностями конечностей или частей тела и включает площадь поверхности между конечностями. Чем больше раздвинуты опорные конечности, тем больше площадь опоры, площадь опоры на фигурном коньке очень маленькая, на лыжах очень большая.
2.4.1 Положение тела по взаимодействию с опорой может быть:
а)с нижней опорой (при стойке на кистях),
б)с верхней опорой (при висе на прямых руках),
в)со смешанной опорой (выполнение растяжек у шведской стенки).
2.4.2 Виды равновесия при выполнении упражнения могут быть:
а)неустойчивое равновесие (ОЦТ выше площади опоры),
б)устойчивое (ОЦТ ниже площади опоры),
2.4.3 Устойчивость тела при выполнении того или иного упражнения, или совершаемого телом движения зависят от:
а)от высоты расположения ОЦТ,
б)от угла устойчивости (это угол, образованный вертикалью, опущенной из ОЦТ тела, и прямой, проведенной из ОЦТ тела к краю площади опоры. Чем больше угол устойчивости, тем больше степень устойчивости),
в)величины площади опоры.