Особенности спортивной техники в упражнениях, требующих большой выносливости С биомеханической точки зрения есть два различных пути повышения экономичности движении:
1) снижение величин энерготрат в каждом цикле (например, в каждом шаге);
2) рекуперация энергии, т. е. преобразование кинетической энергии в потенциальную и ее обратный переход в кинетическую.
Что касается первого пути, то он реализуется несколькими основными способами:
а) устранением ненужных движений б) устранением ненужных сокращений мышц. в) уменьшением внешнего сопротивления (например, уменьшением сопротивления воды в плавании за счет выбора более обтекаемого положения тела);
г) уменьшением внутрицикловых колебаний скорости. Повышение скорости (после ее падения) требует затрат энергии. По возможности такие колебания надо уменьшать, хотя в некоторых видах спорта (плавание брассом, академическая гребля) они поневоле остаются значительными;
д) выбором оптимального соотношения между силой действия и скоростью рабочих движений.
е) выбором оптимального соотношения между длиной и частотой шагов
14. Двигательное действие как система движений, состав системы движений.
С позиции системно - структурного подхода и теории структурности биомеханика рассматривает двигательные действия как системы, состоящие из иерархически соподчиненных подсистем низшего порядка. Система в целом и ее подсистемы имеют свои структуры.
В двигательных действиях как системах выделяют пространственные, временные и динамические образующие элементы, представляющие собой состав системы, ее сопоставляющие части, а также системообразующие связи, которые отражают взаимодействие и субординации (соподчиненность) образующих систему элементов. Системообразующие связи составляют структуру системы
Образующие элементы системы движений в двигательном действии обеспечивают решение определенной двигательной задачи и имеют свои отличительные особенности - характеристики и их меры.
В системе движений пространственные, временные и динамические элементы объединяются в подсистемы высшего порядка и системы.
Пространственные образующие элементы - это положения тела, позы и суставные
Положения тела разделяют на вертикальные: стойки (основная на лопатках, на голове и руках), висы и упоры; горизонтальные (лежа на животе, на спине горизонтальные равновесия); наклонные (упор лежа сзади, наклонный выпад и др.).
Позу тела определяют по взаимному расположению его биозвеньев относительно друг друга в соматической системе отсчета.
Различают позы: прогнувшись; согнувшись; в группировке; широкая стойка ноги врозь; выпад с наклоном; основная стойка руки в стороны, вперед, на пояс и др.
Суставные движения - это простые движения двух биозвеньев относительно друг друга в одном суставе, направленные на решение простой двигательной задачи.
Движения в суставах ограничены суставными сумками, связками, сухожилиями, мышцами и происходят по дугам окружностей вокруг суставных осей. Поэтому в каждом суставе количество простых двигательных задач, решаемых суставными движениями, зависит от количества степеней свободы движений. В одноосных суставах (межфаланговые) с одной степенью свободы происходит сгибание и разгибании; в двуосных (лучезапястный, локтевой, голеностопный, коленный) с двумя степенями свободы возможны сгибание и разгибание, отведение и приведение, пронация и супинация; в трехосных суставах (плечевой, тазобедренный) с тремя степенями свободы решаются задачи сгибания и разгибания, отведения и приведения, пронации и супинации или исполнения круговых движений.
Пространственные образующие элементы объединяются в пространственные подсистемы высшего порядка, что положительно сказывается на возможности людей совершать различные движения. Так в двигательной деятельности человека суставные движения объединяются в группы одновременных, ряды последовательных и поочередных движений. Благодаря этому объединению количество степеней свободы биозвеньев тела увеличивается и этим обеспечивается возможность решения любых двигательных задач.
Одновременные движения используются в разных суставах в одно и то же время. Например, движение в суставах маховой ноги и рук при отталкивании в прыжках в длину с разбега.
15) Самоуправляемые системы в спортивных действиях (понятие об управлении).
Управление- воздействие управляющей системы на составные структурных элементов управляемого объекта в соответствии с поставленной целью
Программа управления – выработанный состав и последовательность движений, целесообразных в конкретных условиях при решении поставленной задачи
Самоуправляемая система включает в себя две подсистемы- управляющую и исполнительную, которые соединены каналами прямой и обратной связи между собой и с внешним окружением.
Управляющая подсистема(мозг) посылает команды организма движения по каналу прямой связи. Органы движения осуществляя действие, воздействуют на внешнее окружение. От внешнего окружения сигналы поступают в организм и доходят до мозга. В подсистему управления сигналы обратной связи поступают через подсистему исполнения, и непосредственно через отдельные органы чувств. Получается ряд замкнутых циклов. Изучая двигательное действие как управляемую систему движений, устанавливают какой у нее состав и структура. Для этого служат количественные характеристики движений. По характеристикам выявляют отличающиеся друг от друга части(системы, ее подсистемы).
Эффект просто – достижение какого-либо уровня без дальнейших существенных изменений
Цель управления- конечное состояние системы заданное заранее. К которой должен привести весь процесс управления. Невозможно правильно понять движение человека их совершенство путь их формирования, не считаясь с решающим фактором- с управлением движениями.
16) Информация и ее передачи в системе движений
Информация в системе движений это сообщения о состоянии и изменениях внешнего окружения и организма, а также команды подсистемам исполнения и обеспечения.
Информация- осуществляется посредством сигналов. Эти сигналы всегда связаны с материальным носителем, представляя собой результат изменений вещества энергии. Для подготовки к действию используется предварительная информация. Она сообщает об условиях предстоящего действия, позволяет правильно провести подготовку к предстоящему действию. В самоуправляемой системе происходит передача информации непосредственная и с задержкой (сохранение в памяти). Управление возможно лишь тогда, когда эта цель имеется. В двигательных действиях целью управления служит двигательная задача –это обобщенные требования к двигательному действию, которое определяются заданным характером предстоящего действия и общей последовательностью его этапов. Двигательная задача формируется с использованием информации о ситуации, о состоянии готовности организма, а также о прошлом опыте. Программа управления это последовательность движений целесообразных в конкретных условиях при решении поставленной двигательной задачи. В процессе физического воспитания развиваются двигательные качества, формируются двигательные навыки. Управление движениями осуществляется благодаря передаче и переработке информации устанавливается двигательная задача, а также ведется контроль за ходом действий.
17) Управление движениями в переменных условиях (функциональные структуры двигательного действия).
Физические упражнения обычно выполняются в переменных условиях. Условия внешнего окружения бывают довольно постоянными или очень изменчивыми. Движения можно разделить на управляющие и сбивающие. Управляющее воздействие- это напряжение мышц, которые изменяют соответствующие движения. Команды посылаемые мышцам учитывают внутренние и внешние силы, приложенные к телу. Сбивающие воздействие возникает при движении. Они называются еще помехами они препятствуют достижению цели, нарушают правильность движении. При повторении упражнения под влиянием помех возникают отклонения. Отклонения у разных звеньев тела, в разные фазы движения. наблюдается изменчивость движений. Она может быть приспособительная, случайная, и коррекционная. Приспособительная- характеризуется предварительным изменениям системы движений которые соответствуют переменным условиям. Случайная- возникает тогда когда приспособительная изменчивость недостаточна, не обеспечивает нейтрализации помех в переменных условиях. Коррекционная- характеризуется изменениями для исправления возникающих отклонений. Эта изменчивость приостанавливает начавшееся случайное существенное отклонение и направлены на восстановление правильного выполнения.
18) Формирование и совершенствование систем движений.
При обучении новым упражнениям:
1Используется ранее сформированная система движений.
2)Затормаживаются наличные подсистемы, непригодные для решения данной задачи
3) Формируются новые подсистемы, для новой двигательной задачи
4) на ответной основе происходит формирование структур вновь создаваемой системы движений
Структуры подсистем объединяются, соединяются, согласовываются. Процесс построения систем движений при первоначальном овладении физическими упражнениями опирается на постановку ряда задач. Необходимо ознакомление с новыми упражнениями(рассказ, показ), создание модели упражнения, установление требований к его выполнению. Потом освоение разучиваемого упражнения, продолжать до тех пор пока ученик правильно не станет выполнять его. построение систем возможно аналитическим путем,это с помощью подводящих упражнений потом все складывается и получается целое упражнение. Или синтетический путь сначала в общем виде создается целое а потом происходит совершенствование его детали. Следующее применение упражнения для получения требуемого результата, повышение эффективности упражнения. Совершенствование техники начинается после завершения формирования системы движений при начальном обучении и продолжается пока еще спортсмен тренируется. В основе совершенствования техники лежит перестройка системы движения. Взаимодействие между элементами приобретают все более упорядоченный характер: отклонения в совершении движения, недостаточной точностью движений, уменьшается, приспособление изменения наоборот расширяют границы допустимых отклонений, исчезают случайные существенные отклонения.
19) Биодинамика гимнастических упражнений.
Гимнастические упражнения отличаются от многих других в первую очередь большой определенностью требований к позам тела в каждый момент выполнения упражнения. Гимнаст сохраняет положение тела в исходных и конечных неподвижных положениях, а также в равновесиях. Положение тела зависит: от позы, от его ориентации в пространстве, от отношения тела к опоре и от местоположения тела.
Силы уравновешиваемые при сохранении положения.
1) Силы тяжести приложены к центрам тяжести звеньев и ОЦТ тела гимнаста. В зависимости от конкретных особенностей положения тела они могут либо опрокидывать его либо уравновешивать
2) опорные реакции это противодействие опоры действию на нее тела. Они вместе с другими силами уравновешивают опорные звенья, делают их неподвижными.. Степень устойчивости тела человека характеризуется его статическим показателям способностью сопротивляться нарушению устойчивости в определенных направлениях и восстановит положение.
3)Силы мышечной тяги при сохранении положения обычно уравновешивают своими моментами моменты силы тяжести соответствующих звеньев и веса связанных с ними других звеньев. Эти же силы могут и изменять положение тела, и восстанавливать его.
Для уравновешивания действия на тело всех сил необходимо, чтобы главный вектор и главный момент внешних сил были равны нулю, а все внутренние силы обеспечивали сохранение позы
20) Биодинамика легкоатлетических перемещений.
легкоатлетические перемещения основаны на отталкивании ногами от опоры. Механизм воздействия тела человека с опорой используется во всех наземных перемещениях в легкой атлетике. При отталкивании опорные звенья неподвижны относительно опоры, а подвижные звенья под действием силы мышц перемещаются в общем направлении отталкивания. Во время отталкивания от опоры стопа зафиксирована неподвижно. Шипы кроссовок погружаются в покрытие, обеспечивают надежное сопротивление с опорой. на стопу действует давление со стороны голени. Противодействием давлению на стопу служит опорная реакция. Опорная реакция уравновешивает при отталкивании стопу и этим фиксирует ее на опоре. Силы мышечных тяг толчковой ноги выпрямляют ее. Стопа фиксирована на опоре бедро передает ускоряющее воздействие отталкивания через таз остальным звеньям тела легкоатлета. Силы мышечных тяг действуя в качестве движущих сил или преодолевая сопротивление тормозящих сил, обусловливают ускоренное движение подвижных звеньев тела. Для того чтобы легкоатлет изменил движение необходимо наличие внешних сил. Силы мышечных тяг приложенные к подвижным звеньям являются источниками механической работы которая увеличивает кинетическую энергию тела при отталкивании. Измерение угла отталкивания. Угол отталкивания как угол наклона динамической составляющей опорной реакции характеризует общее направление отталкивания в каждый момент времени. Угол наклона продольной оси толчковой ноги характеризует направление отталкивания.угол наклона линии соединяющей место опоры с ОЦТ, не может точно характеризовать направление отталкивания, так как линия действия силы реакции должна проходить через ОЦТ, не существует. Угол наклона реакции на отталкивание характеризует направление отталкивания. В течении отталкивания изменяются направления ускорения ОЦТ, давления на опору и реакции отталкивания, поэтому угол отталкивания изменяется. Маховые движения при отталкивании это быстрые движения свободных звеньев тела, одинаковые в основном по направлению с отталкиванием от п=опоры. В маховых движениях в фазе разгона скорость звеньев увеличивается до максимума и в фазе торможения уменьшается до нуля. В шагательных движениях каждая нога поочередно бывает опорной и переносной. Скорость шагательных движений численно равна произведению длинны шагов на их частоту. скорость зависит от перестройки ритма шагательных движений.
21) Биодинамика передвижения на лыжах.
передвижение на лыжах в любых условиях зависит от трения лыж о снег. Малая величина трения позволяет лучше скользить на лыжах, достаточная величина удерживает лыжу на снегу. Лыжи взаимодействуют со снегом: возникают динамическая сила трения при скольжении и статистическая сила трения. Динамическая сила трения проявляется при скольжении по снегу, приложена к лыже и направлена в сторону, противоположную движению. Она не зависит от величины движущей силы и пропорциональна динамическому коэффициенту. Статистическая сила трения проявляется при неподвижном положении лыжи как сила сцепления ее со снегом, приложена к лыже и направлена в сторону, противоположную отталкиванию т.е вперед. влияние силы тяжести и сопротивления воздуха на тело лыжника. Вес тела лыжника на горизонтальной лыжне в основном определяет силу трения скольжения и сцепления, на подъеме тормозит движение вверх по склону, а на спуске увеличивает скорость. отталкивание ногой, приотталкивании ногой лыжник выпрямляет ее в суставах вследствие чего таз отдаляется от места опоры ноги. Движение отталкивания ногой выполняется разгибанием бедра в тазобедренном суставе и голени в коленном,и подошвенным сгибанием стопы. все эти движения начинаются в разное время но заканчиваются практически одинаково. Маховые движения при отталкивании это быстрые перемещения свободных звеньев тела имеющие направление в основном одинаковое с направлением отталкивания ногой от лыжни. Мах выполняется выпрямленными руками и норами, что увеличивает перемещение их центров масс и оказывает большое влияние на перемещение и ускорение ОЦТ. Отталкивание палками в попеременных ходах включает отталкивание рукой, одновременный наклон туловища и передачу усилий с палки на скользящую лыжню.
22) Биодинамика плавания.
способы плавания основаны на взаимодействии пловца с водой при котором создаются силы продвигающие его в воде и удерживающие его на поверхности.
Взаимодействие возникает вследствие погружения тела в воду и активных движений пловца.
Тело пловца погруженное в воду находиться под действием погружающей и выталкивающей сил: при их равенстве тело не всплывает и не тонет.
Погружающая сила- сила тяжести тела, направлена вниз и приложена к его ОЦТ.
Выталкивающая сила- она обусловлена разностью давления воды на нижнюю и верхнюю поверхности погруженного тела.
Тело пловца в воде уравновешенно когда погружающая и выталкивающая силы равны по величине и их действие направленно по одной линии. Динамическое взаимодействие при относительном движении пловца и воды обусловлено разностью давлений, а также трением между телом и пограничным слоем вод.
Разность давления при движении тела в воде возникает вследствие изменений самой воды. При выполнении гребковых движении создается разность встречных и попутных реакции воды, что позволяет продвигать тело вперед относительно гребущих звеньев и стенки бассейна. На эффективность гребковых движений влияют форма и ориентация гребущих звеньев, а так же их траектории распределения усилий. Изогнутая форма гребущих поверхностей и определенная угловая ориентация их к потоку повышают эффективность гребка. Изогнутость гребущих поверхностей дает положительный эффект. Так как кисть и стопа в кроле характеризуется вогнутостью гребущих поверхностей.
23) Биодинамика спортивных игр.
Передачу движения осуществляют сообщением снаряду скорости на пути его плавного ускорения(броски) или кратковременным взаимодействием (удары).
Скорость необходима концевому звену кинематической цепи(кисть стопа) достигается посредством приложения согласованных усилий на пути ускорения этого звена. Наибольший эффект при скоростных движениях дают мышцы, сокращающиеся из предварительно растянутого состояния.
Ударное взаимодействие (удар по мячу или по шайбе) представляет собой передачу значительной скорости за очень малый промежуток времени контакта. Точность броска происходит он движения в суставах с завершающим движением кисти. В первой фазе удара происходит деформация объекта (деформация струнной поверхности теннисной ракетки)Она продолжается пока относительная скорость бьющего звена и объекта не станет равна нулю. На второй фазе- восстановление формы. Происходит упругая отдача, обуславливающая начальную скорость мяча после удара. От начальной скорости зависит траектория мяча в полете в соответствии с законом движения тела, брошенного под углом к горизонту.
Метательные движения различаются по исходному положению и способу выполнения. Для ударного действия характерны фазы подготовительных и ударных движений ударного взаимодействия и послеударных движений. Фаза подготовительных движений- это чаще всего замах движение в сторону противоположную будущего удара и фаза ударных движений делиться от конца подготовительных движений до соприкосновения бьющего звена с мячом. тут решается 2 задачи этот наращивание скорости и выбор направления скорости. Ударные действия выполняются как в начале соответствующего периода времени в игре так и в ходе игры, и в завершении игрового эпизода.
24) Биомеханические показатели технического мастерства (объем, рациональность, эффективность, освоенность, стабильность, устойчивость, автоматизированность).
В биомеханике «спортивно-техническое мастерство» рассматривают в двух аспектах. Прежде всего, это техника физического упражнения, посредством которого ведется спортивная борьба, т. е. способ выполнения спортивного двигательного действия, количество этих действий и их разнообразие. Для описания и оценки этой стороны спортивной техники вводятся такие показатели, как объем и рациональность спортивной техники.
Объем техники определяется количеством физических упражнений, которые составляют основу данного вида спорта. Например, классическая борьба насчитывает более 2000 различных приемов, а в тяжелой атлетике спортсмены соревнуются только в двух упражнениях - рывке и толчке двумя руками. В видах спорта, которые отличаются большим арсеналом технических действий, специалисты стремятся создавать соответствующие классификации физических упражнений, которые направлены не только на систематизацию самих упражнений, но и на то, чтобы предложить более эффективную последовательность их освоения и тренировки.
Рациональность техники - это такой способ выполнения упражнения, который позволяет добиваться наивысших спортивных результатов. По существу, этот показатель связан с ответом на один из основных вопросов педагогики -чему учить, какой способ выполнения упражнения является наилучшим для достижения поставленной цели? Определение рационального способа выполнения упражнения связано с выбором критериев рациональности, которыми могут быть: экономичность движений и минимизация затрат энергии; производительность, например развиваемая мощность; красота и выразительность выполнения упражнения; неожиданность или быстрота выполнения упражнения для соперника и т. п.
Вторым аспектом спортивно-технического мастерства является техническая подготовленность спортсмена, использующего тот или иной вариант выполнения физического упражнения. К показателям, определяющим эту сторону технической подготовленности спортсмена, относятся разносторонность, эффективность и освоенность спортивной техники.
Разносторонность характеризует степень разнообразия двигательных действий, которыми владеет спортсмен. Этот показатель представляет интерес в видах спорта с большим арсеналом технических действий (игры, единоборства, гимнастика, фигурное катание и др.).
Эффективность техники характеризует степень близости техники данного спортсмена к наиболее рациональному способу выполнения упражнения. В зависимости от того, какой критерий выбран в качестве рациональной техники, выделяют три разновидности эффективности техники и соответствующие им способы ее оценки.
Если в качестве критерия выбран тот или иной показатель, информативность которого доказана с точки зрения биомеханики, то оценка эффективности сводится к определению разницы между величиной, показанной спортсменом, и величиной, принятой за эталон. Например, эффективность техники преодоления планки в прыжках в высоту в легкой атлетике будет тем выше, чем ближе к планке (по вертикали) расположен общий центр масс (ОЦМ) тела во время ее преодоления. Такой способ оценки техники назван абсолютной эффективностью.
Если в качестве рациональной техники выбраны биомеханические показатели, измеренные у спортсменов высокой квалификации, то такой вариант относится к сравнительной эффективности техники. Этот вариант оценки эффективности техники тесно связан с проблемой поиска модельных характеристик рациональной техники, определяемых при тестировании спортсменов высокого класса.
Третий вариант оценки эффективности спортивной техники основан на идее использования спортсменом своего двигательного потенциала (силы, быстроты, выносливости и др.). Более подробно суть этого варианта будет рассмотрена ниже.
Освоенность спортивной техники характеризует степень того, насколько хорошо спортсмен овладел тем или иным двигательным действием. Для хорошо освоенных движений характерны: стабильность спортивных результатов и ряда характеристик движения при выполнении его в стандартных условиях; устойчивость результатов и ряда характеристик движения при выполнении его в меняющихся условиях; автоматизированность выполнения.
Таким образом, понятие «спортивно-техническое мастерство» не является однозначным и не может быть охарактеризовано каким-либо одним показателем.
На практике уровень спортивной техники и степень овладения ею часто оценивают по показанному спортивному результату: метнул дальше, прыгнул выше - значит, и техника лучше. Такая оценка некорректна, поскольку спортивный результат определяется не только техническим мастерством спортсмена, но и рядом других факторов: тренированностью, двигательными способностями, внешними условиями, различиями в телосложении, выбранной тактикой и многими другими. Именно поэтому ученые стремятся разработать более объективные методы изучения и оценки технического мастерства спортсменов, выделить технику из огромного числа факторов, определяющих спортивный результат, и по возможности дать ей количественную оценку.
Освоенность включает в себя(стабильность, устойчивость, автоматизированность)
Устойчивость- характеризует выполнение упражнения в затруднениях условиях при наличии сбивающих факторов.
Стабильность- поддержание достигнутого опыта на протяжении определенного периода времени.
Автоматизированность- это способ выполнять движение на высоком качественном уровне без обязательного произвольного контроля, на уровне отражения сознания. Автоматизация управления приводит к более точному совершенному выполнению движений, это позволяет уменьшить контроль над движениями и переключить внимание с движении на другие объекты.