Биомеханика лыжного спорта реферат
Обновлено: 25.06.2024
История и современные направления биомеханики как науки.
Основы биомеханического контроля.
Измерения в биомеханике. Шкалы измерений и единицы измерений.
Классификация биомеханических характеристик и их единицы измерения.
Работа содержит 1 файл
Эргономическая_Биомеханика.doc
Если число Фруда меньше единицы (Ф 1 выгоднее бег. Граничная скорость соответствует условию Ф=1 и, следовательно, может быть рассчитана по формуле
Энергетические затраты зависят от многих факторов, в том числе от сочетания длины и частоты шагов. При слишком коротких или чересчур длинных шагах (что соответствует недостаточной или чрезмерной силе отталкивания) энергозатраты на 1 м пути выше, чем при оптимальном сочетании длины и частоты шагов (рис. 77). Например, отклонение длины шага от оптимальной величины на 6% при беге со скоростью 4 м/с увеличивает энергетические затраты, приходящиеся на метр пути в среднем на 1 Дж.
Оптимизация ходьбы и бега.
Для оптимизации ходьбы и бега прежде всего необходимо минимизировать непроизводительные энергозатраты.
Это важно и в том случае, когда критерием оптимальности служит экономичность и когда основной целью является повышение соревновательного результата.
В процессе оптимизации ходьбы и бега решаются следующие задачи:
1) Выбор оптимальной скорости, длины шага и темпа. Наиболее экономичные величины скорости, длины шага
и темпа изменяются с возрастом (рис. 78). Из рисунка видно, что у детей и пожилых людей уровни оптимальных показателей ниже (за исключением темпа у детей), чем у здоровых людей в возрасте расцвета двигательных возможностей. На их величину оказывает влияние ряд факторов: состояние здоровья, спортивная квалификация, степень тренированности, утомление, качество обуви и т. д.
2) Снижение вертикальных и поперечных колебаний о. ц. м.
Рис. 78. Возрастные изменения оптимальной по экономичности скорости и оптимального сочетания длины и частоты шагов при ходьбе (А) и беге (Б); вертикальными отрезками показаны доверительные интервалы, в пределы которых попадает 95% всех случаев
В ходьбе и беге полезной работой является только горизонтальная внешняя работа. Вертикальные и поперечные перемещения тела относятся к непроизводительным движениям. Однако ошибочно думать, что, устранив вертикальные перемещения тела совсем, можно сделать ходьбу и бег более экономичными. Наоборот, при полном отсутствии вертикальных колебаний их энергетическая стоимость возрастает, так как движения становятся скованными и теряется та часть энергии, которая при естественной технике движений рекуперируется. Существует оптимальная величина размаха вертикальных колебаний о. ц. м., при которой энергозатраты при ходьбе и беге минимальны.
Наряду с оптимальной скоростью, о которой уже рассказывалось, имеет важное значение зона экономичных режимов передвижения. Зоной экономических режимов называется диапазон скоростей от оптимальной (наиболее экономичной) до пороговой, соответствующей уровню анаэробного порога (Анаэробный порог — это интенсивность физической нагрузки, начиная с которой из-за значительного усиления анаэробного метаболизма происходит накопление лактата в крови. Подробное объяснение этого феномена в курсе биохимии). Уменьшение скорости бега и ходьбы по сравнению с оптимальной нерационально, так как приводит к возрастанию энергетической стоимости метра пути. Бег со скоростью выше пороговой вызывает накопление в организме молочной кислоты и других продуктов метаболизма, а это приводит к сильному утомлению.
Передвижение с наиболее экономичной скоростью используется в качестве поддерживающей физической нагрузки, для больных и ослабленных такая нагрузка является развивающей. Пороговая интенсивность бега в спорте считается оптимальной при формировании основ выносливости.
Биомеханика передвижения на лыжах. Кинематика лыжных ходов
Используются различные способы передвижения (лыжные ходы), выбор которых зависит от рельефа местности, условий скольжения, уровня подготовленности лыжника. Двигательные действия лыжника носят циклический характер. Цикл делится на временные интервалы — периоды, состоящие из отдельных фаз. Границей между соседними фазами считается момент, когда лыжник находится в строго определенном положении (граничной позе) и начинается выполнение задачи следующей фазы.
Лыжные ходы разделяют по способу отталкивания палками на попеременные и одновременные. По числу шагов в одном цикле выделяют двухшажный, четырехшажный и бесшажный ходы.
Попеременный двухшажный ход применяется на равнинных участках и отлогих склонах (до 2°), а при очень хорошем скольжении— и на подъемах средней крутизны (до 5°). Одновременный одношажный ход применяется на равнинных участках, на отлогих подъемах при хорошем скольжении, а также на уклонах при удовлетворительном скольжении. В каждом цикле лыжник делает одно отталкивание одновременно двумя палками и одно отталкивание лыжей.
Неодновременное выполнение отталкивания ногами и руками обусловливает меньшие перепады внутрицикловой скорости. Отталкивание палками обеспечивает ускорение общего центра масс тела во второй фазе и превышение скорости над среднедистанционной в последующей фазе.
В этом способе большее перемещение за цикл (около 7 м) сочетается с невысокой частотой шагов (около 0,75 1/с).
Одновременный двухшажный ход — это такой способ, когда одно отталкивание палками приходится на два отталкивания лыжами — левой и правой. Он экономичнее всех других лыжных ходов (кроме попеременного четырехшажного), но не обеспечивает высокой скорости, поэтому высококвалифицированные лыжники им не пользуются.
Рис. 82. Фазовый состав и граничные позы при передвижении попеременным двухшажным ходом (по X. X. Гроссу, Д. Д. Донскому)
Одновременный бесшажный ход применяется на равнинных участках и пологих спусках при обычном и хорошем скольжении. Лыжник скользит на двух лыжах, не делая шагов и отталкиваясь одновременно обеими палками (рис. 83). Этот ход используется при скорости не более 7,5—8,0 м/с, так как при более высокой скорости лыжник не успевает отталкиваться палками.
Полный цикл одновременного бесшажного хода состоит из одновременного отталкивания двумя руками и последующего двухопорного скольжения на лыжах (см. рис. 83).
Попеременный четырехшажный ход в соревнованиях уже не используют из-за низкой скорости передвижения, но он успешно применяется в туристических походах, когда глубокий снег не позволяет активно отталкиваться палками. Цикл этого хода состоит из четырех скользящих шагов. На первые два шага лыжник поочередно выносит палки вперед, на третий и четвертый шаги делает два попеременных отталкивания палками.
Рис. 83. Хронограмма и фазовый состав одновременного бесшажного хода (по М. А. Аграновскому с соавт.)
Коньковые способы передвижения широко используются с 1981 г., когда финский лыжник Сиитонен, которому тогда было уже за 40, впервые применил его в соревнованиях (в гонке на 55 км) и выиграл. Лыжи оригинальной конструкции (пластиковые, с металлическими вставками и т. п.) и современные способы подготовки трассы позволяют реализовать преимущества этого хода в скорости, а при равной с классическими ходами скорости — в экономичности. В коньковых способах отталкивание осуществляется скользящей лыжей. При этом практически не играет роли коэффициент сцепления лыжи со снегом. Сила отталкивания уменьшена, а время отталкивания увеличено (около 50% от длительности шага).
К числу наиболее распространенных вариантов конькового хода относятся: одновременный полуконьковый ход (на одно отталкивание руками приходится одно отталкивание ногой), коньковый одновременный двухшажный ход (в цикл хода включаются одновременное отталкивание палками и два шага), коньковый одновременный одношажный ход (одновременное отталкивание обеими руками на каждое отталкивание ногой), коньковый попеременный ход (на каждое отталкивание рукой следует отталкивание одноименной ногой). Схематическое изображение перечисленных способов передвижения представлено на рис. 85. При хороших условиях скольжения на равнине при передвижении одновременным полуконьковым ходом длина шага у мужчин составляет 6,5—7,5 м, а у женщин — 5,5—6,7 м. В коньковом одновременном двухшажном ходе длина шага несколько больше — у мужчин 7—8 м. На подъемах крутизной 5° при передвижении коньковым попеременным ходом длина шага 4—5 м, а на подъеме 10° 2,7—3,2 м.
Рис. 85. Схематическое изображение различных коньковых способов передвижения на лыжах (вид сверху):
А — полуконьковый одновременный ход; В — коньковый одновременный двухшажный ход; В — коньковый одновременный одношажный ход; Г — коньковый попеременный ход. Условные обозначения: пунктир — кривая перемещения общего центра масс; -> — направление движения (по А. В. Кондрашову)
Преимущество конькового хода перед классическими по скорости достигает 15—20%. Крутизна подъема 8—9° при хороших условиях скольжения является граничной, когда возможности ходов уравниваются. На более крутых участках выигрышнее подъем скользящим и ступающим шагом, на более пологих — коньковый.
Биомеханика езды на велосипеде. Кинематика педалирования.
Езда на велосипеде — наиболее рациональный способ передвижения, поскольку благодаря седлу, поддерживающему и стабилизирующему тело, до минимума снижаются затраты энергии на перемещение тела в пространстве. Ведь активны только ноги велосипедиста, вращательное движение которых обеспечивает продольное перемещение тела.
Процесс вращения шатунов велосипеда называют педалированием. Педалирование есть результат трех одновременно совершаемых вращательных движений (рис. 89):
— бедра вокруг оси, проходящей через тазобедренный сустав;
— голени относительно коленного сустава.
— стопы относительно голеностопного сустава. Эффективность двигательных действий велосипедиста
зависит от посадки и техники педалирования. Посадкой называют позу гонщика на велосипеде. В зависимости от наклона туловища различают низкую, среднюю и высокую посадку. Чем ниже посадка, тем горизонтальнее расположено туловище и тем меньше мидель (т. е. наибольшая величина площади сечения, перпендикулярного воздушному потоку). Следовательно, меньше и сила лобового сопротивления воздуха. Поэтому гонщики, как правило, применяют низкую посадку. Но при низких скоростях (например, при езде на велосипеде в оздоровительных целях) привычнее и удобнее средняя и высокая посадка.
Рис. 89. Оси и направления вращения сегментов ног при педалировании на велосипеде (по Hay)
При педалировании центры масс левой и правой ноги движутся по круговым траекториям, а вот общий центр масс двух ног практически не перемещается относительно велосипеда. Из этого следует, что при езде по горизонтальной поверхности вертикальные перемещения общего центра масс практически отсутствуют и, следовательно, работа, направленная на вертикальные перемещения тела, близка к нулю.
Характер изменения углов в коленном, тазобедренном и голеностопном суставах напоминает синусоиду, а минимальные и максимальные пределы величин суставных углов составляют соответственно 40—140°, 20—70° и 80—100°.
Динамика и энергетика езды на велосипеде.
При педалировании целесообразно, чтобы и правая, и левая нога в каждый момент времени создавали положительный (продвигающий вперед) момент силы. Это неосуществимо при импульсном педалировании и возможно при круговом педалировании при наличии специальных приспособлений— туклипсов и велошипов. Туклипсы необходимы для подтягивания педали вверх, а шипы — для ее проводки, т. е. перемещения назад и вперед.
Совместное действие мышц в режиме, близком к изометрическому, позволяет хорошо подготовленному велосипедисту развить силу 2500—3500 Н, а при проводке и подтягивании — 800—1100 Н.
При передвижении на велосипеде механическая энергия затрачивается на преодоление силы трения качения и силы сопротивления воздуха (внешняя работа) и на перемещение ног относительно ОЦМ (внутренняя работа). Внешняя работа зависит от скорости передвижения, посадки и экипировки велосипедиста и коэффициента трения качения. Трение качения зависит от типа дорожного покрытия и самих колес. Чем больше поперечное сечение и ниже давление воздуха в шинах, тем больше трение качения и, следовательно, дополнительные затраты энергии. При езде по гладкой твердой поверхности на велосипеде со стандартными колесами, с давлением в них 7—8 атм стоимость метра пути вдвое меньше по сравнению с обычной ходьбой и втрое меньше, чем при беге. На очень гладких поверхностях затраты энергии уменьшаются наполовину, а на мощенных камнем дорогах, наоборот, возрастают вдвое.
Потери энергии на трение в системе передачи и осях хорошего велосипеда малы. Поэтому работа, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха,— наиболее весомая фракция полной механической работы велосипедиста. Так, при скорости 5 м/с на преодоление сопротивления воздуха затрачивается около 50% всей развиваемой мощности, а при скорости 10 м/с уже 80%. Именно поэтому так важно снижать аэродинамическое сопротивление. Для этого поза и одежда велосипедиста должны быть наиболее обтекаемыми.
Скоростные качества характеризуются способностью человека совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени. При этом предполагается, что выполнение задания длится небольшое время и утомление не возникает.
Принято выделять три основные (элементарные) разновидности проявления скоростных качеств:
1) скорость одиночного движения (при малом внешнем сопротивлении);
2) частоту движений;
3) латентное время реакции.
Содержание
ГЛАВА 1. Биомеханическая характеристика скоростных качеств…………. 3
Понятие о скоростных качествах………………………………………….3
Динамика скорости………………………………………………………. 4
Скорость изменения силы (градиент силы)……………………………. 5
Биомеханические аспекты двигательных реакций………………………6
Мышечная активность в скоростных движениях…………………………..7
Возрастное развитие быстроты движений……………………………..9
ГЛАВА 2. Биодинамика лыжного хода………………………………………. 10
2.1. Кинематика лыжных ходов……………………………………………. 10
2.2. Динамика передвижения на лыжах……………………………………. 12
2.3. Список литературы………………………………………………………..13
Вложенные файлы: 1 файл
Биодинамика лыжного хода.docx
Министерство образования РФ
Югорский государственный университет
Гуманитарный институт. Кафедра анатомии и физиологии человека.
Реферат на тему:
Биомеханическая характеристика скоростных качеств. Биодинамика лыжного хода
Выполнил студент 3 курса группы 3ф90б
Евсюков А.А.
Преподаватель: Подкорытова Е.В.
Ханты-Мансийск 2012
Содержание
ГЛАВА 1. Биомеханическая характеристика скоростных качеств…………. 3
- Понятие о скоростных качествах………………………………………….3
- Динамика скорости………………………………………………………. ..4
- Скорость изменения силы (градиент силы)……………………………. 5
- Биомеханические аспекты двигательных реакций………………………6
- Мышечная активность в скоростных движениях…………………………..7
- Возрастное развитие быстроты движений……………………………..9
- Биомеханические аспекты двигательных реакций
ГЛАВА 2. Биодинамика лыжного хода………………………………………. 10
2.1. Кинематика лыжных ходов……………………………………………. . 10
2.2. Динамика передвижения на лыжах……………………………………. 12
2.3. Список литературы………………………………… ……………………..13
ГЛАВА 1. Биомеханическая характеристика скоростных качеств
Скоростные качества характеризуются способностью человека совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени. При этом предполагается, что выполнение задания длится небольшое время и утомление не возникает.
Принято выделять три основные (элементарные) разновидности проявления скоростных качеств:
1) скорость одиночного движения (при малом внешнем сопротивлении);
2) частоту движений;
3) латентное время реакции.
Между показателями скорости одиночного движения, частоты движений и латентного времени реакции у разных людей корреляция очень мала. Например, можно отличаться очень быстрой реакцией и быть относительно медленным в движениях и наоборот. Имея это в виду, говорят, что элементарные разновидности скоростных качеств относительно независимы друг от друга.
В практике приходится обычно встречаться с комплексным проявлением скоростных качеств. Так, в спринтерском беге результат зависит от времени реакции на старте, скорости отдельных движений (отталкивания, сведения бедер в безопорной фазе) и частоты шагов. Скорость, достигаемая в целостном сложно координированном движении, зависит не только от скоростных качеств спортсмена, но и от других причин (например, скорость бега — от длины шагов, а та, в свою очередь, от длины ног, силы и техники отталкивания), поэтому она лишь косвенно характеризует скоростные качества, и при детальном анализе именно элементарные формы проявления скоростных качеств оказываются наиболее показательными.
Динамикой скорости называется изменение скорости движущегося тела.
В спорте существуют два вида заданий, требующих проявления максимальной скорости. В первом случае необходимо показать максимальную мгновенную скорость (в прыжках — к моменту отталкивания; в метании — при выпуске снаряда и т. п.); динамику скорости при этом выбирает сам спортсмен (например, он может начать движение чуть быстрее или медленнее). Во втором случае необходимо выполнить с максимальной скоростью (в минимальное время) все движение (пример: спринтерский бег). Здесь тоже результат зависит от динамики скорости. Например, в спринтерском беге наилучший результат достигается в тех попытках, где мгновенные скорости на отдельных отрезках стартового разгона не являются максимальными для данного человека.
Во многих движениях, выполняемых с максимальными скоростями, различают две фазы: 1) увеличения скорости (стартового разгона), 2) относительной стабилизации скорости. Характеристикой первой фазы является стартовое ускорение, второй — дистанционная скорость.
Можно обладать хорошим стартовым ускорением и невысокой дистанционной скоростью и наоборот. В одних видах спорта главным является стартовое ускорение (баскетбол, теннис, хоккей), в других важна лишь дистанционная скорость (прыжки в длину), в третьих существенно и то и другое (спринтерский бег).
Для численной характеристики градиента силы используют обычно один из следующих показателей:
1) время достижения силы, равной половине максимальной
(t0,5m ax ). Нередко именно этот показатель называют градиентом
силы.
2) частное от деления . Этот показатель называют скоростно-силовым индексом.
С ростом спортивной квалификации время выполнения движений обычно сокращается и поэтому роль градиента силы становится более значимой.
Время, необходимое для достижения максимальной силы (tmax ), составляет примерно 300—400 мс. Время проявления силы действия во многих движениях значительно меньше. Например, отталкивание в беге у сильнейших спринтеров длится менее 100 мс, отталкивание в прыжках в длину — менее 150—180 мс, отталкивание в прыжках в высоту — менее 250 мс, финальное усилие в метании копья — примерно 150 мс и т. п. Во всех этих случаях спортсмены не успевают проявить свою максимальную силу и достигаемая скорость зависит в значительной степени от градиента силы. Например, между высотой прыжка вверх с места и коэффициентом реактивности очень большая корреляция (прыгает выше тот спортсмен, кто при том же собственном весе может развить большую силу отталкивания за наименьшее время).
Различают простые и сложные двигательные реакции. Простая реакция — это ответ заранее известным движением на заранее известный (внезапно появляющийся) сигнал. Примером может быть скоростная стрельба из пистолета по силуэтам, старт в беге и т. п. Все остальные типы реакций — когда заранее неизвестно, что именно надо делать в ответ на сигнал и каким будет этот сигнал, — называются сложными. В двигательных реакциях различают:
а) сенсорную фазу — от момента появления сигнала до первых признаков мышечной активности;
б)премоторную фазу (электромеханический интервал — ЭМИ) — от появления электрической активности мышц до начала движения. Этот компонент наиболее стабилен и составляет 25—60 мс;
в) моторную фазу — от начала движения до его завершения
(например, до удара по мячу).
Большое значение в сложных реакциях приобретает умение предугадывать действия противника (например, направление /и характер удара или броска мяча или шайбы); Подобное умение называют антиципацией, а соответствующие реакции — антиципирующими.
Что касается моторной фазы реакции, то продолжительность ее при разных вариантах технических действий различна. Например, для того чтобы поймать мяч, требуется больше времени, чем для того, чтобы его отбить. У вратарей-гандболистов скорости движений при защите разных углов ворот различны; различны поэтому и расстояния, с которых они могут успешно отражать броски в разные секторы ворот.
Проявление скоростных качеств определяется быстрым изменением положения тела или его частей в пространстве (т. е. скоростью их движения), быстрым изменением силовых показателей и т.д. Все это обеспечивается функционированием мышечной системы тела. Поскольку мышцы могут работать только на сокращение, движение в любом суставе обеспечивается коактивацией (совместной работой) мышц-сгибателей и мышц-разгибателей.
Рассмотрим достаточно простое движение — сгибание-разгибание в локтевом суставе. Группа основных мышц-сгибателей включает в себя бицепс брахии, брахиалис и брахиорадиалис, мышца-разгибатель — трицепс брахии. Для приведения в движение предплечья в первой фазе двигательного действия (для определенности будем считать, что движение начинается из положения полностью распрямленной руки) необходимо резко активировать сгибатели. Результатом этого является разгон и движение предплечья по направлению к плечу.
Через какое-то время предплечье необходимо затормозить, чтобы оно остановилось в положении полного сгибания в локтевом суставе. Для этого надо активировать разгибатель локтевого сустава, создающий тормозящую силу (или, точнее, тормозящий момент сил). Вторая фаза — разгибание в локтевом суставе — сопровождается резким возрастанием активности разгибателя, а через некоторое время — активностью сгибателей для торможения движущегося предплечья.
Рассмотрение полного процесса сгибания-разгибания в локтевом суставе показывает, что в выбранной нами последовательности движения вначале активируются сгибатели, затем разгибатели, а затем снова сгибатели. Такая картина активности мышечной системы называется трехпачечным паттерном (типом, моделью) активности, он наблюдается во всех сгибательно-разгибательных движениях в любом суставе. В этом подразделе вводится понятие о трехпачечном паттерне в связи с тем, что в скоростных движениях он проявляется наиболее ярко. А для того чтобы скоростное движение было выполнено на максимуме своих возможностей, необходима четкая координация в активизации мышечных групп, обслуживающих тот или иной сустав тела человека.
Скоростные качества в разных проявлениях ускоренно развиваются в возрасте 10—13 лет (В. К. Бальсевич, 2000). Половые различия в уровне развития скорости движения невелики до 12-летнего возраста. В последующем мальчики имеют преимущество перед девочками, у которых уровень развития скоростных качеств после 13— 14 лет растет слабо. Максимальные значения показателей быстроты (по элементарным ее проявлениям) достигаются в период от 15 до 19 лет как у юношей, так и у девушек. Темп движений в период с 7 до 16 лет увеличивается в 1,5 раза. Увеличение протекает неравномерно: наиболее значительное увеличение характерно для 7 — 9 лет, затем в 10—11 лет годовой прирост частоты снижается, а в 12 — 13 лет снова увеличивается преимущественно за счет роста силовых и скоростно-силовых возможностей в пубертатном периоде.
В возрасте от 20 — 29 до 55 — 65 лет параметры быстрой ходьбы и бега стабилизируются. Большой разброс во временных диапазонах объясняют влиянием индивидуальной динамики развития качеств, в данном конкретном аспекте — скоростных. После 65 лет (граница достаточно условна и индивидуальна) начинает проявлять себя старческая инволюция двигательных функций.
Лыжи, в особенности горные, для шведов не просто спорт, а скорее стиль жизни. Это то, что с самого детства очень близко сердцу практически каждого жителя страны и что совершенно не знает возрастных границ. Одна из недель традиционных весенних каникул в Швеции так и называется – лыжная неделя.
Наука и спорт
Скорее всего эти два понятия не слишком ассоциируются друг с другом у большинства читателей, что довольно естественно. В первую очередь потому, что проводить научные исследования в области спортивных технологий весьма непросто. А во-вторых, потому, что исследовательских центров, работающих в этой области, как и университетов, готовящих соответствующих специалистов, в мире не так уж и много. Вместе с тем благодаря своему быстрому развитию индустрия спорта и отдыха представляет собой перспективную область для прикладных научных исследований, причем наиболее впечатляющие результаты достигнуты на стыках науки и производства.
Благодаря своим традициям и, не в последнюю очередь, своему географическому положению, Университет Центральной Швеции за последнее время превратился в серьезный центр научных исследований и образования в области технологий спорта и активного отдыха. Научные исследования и подготовка студентов здесь ведутся при поддержке и участии национальной шведской сборной по зимним видам спорта и шведского Олимпийского комитета.
Исследовательские группы в области спортивных технологий обычно мультидисциплинарны и включают в себя как специалистов в механике, материаловедении, электронике, компьютерных технологиях и технологиях спорта, так и психологов, врачей, дизайнеров. Многие студенты и сотрудники сами являются активными спортсменами. Все исследования нацелены на разработку новых подходов к решению практических задач, что является значительной поддержкой региональному бизнесу. Успех многих предприятий Ямтландии, где в основном доминирует мелкий и средний бизнес, напрямую определяется высоким уровнем исследований, проводимых университетом. Не в последнюю очередь этим исследованиям обязаны своими успехами в соревнованиях по зимним видам спорта шведские спортсмены, в особенности в отношении лыжного спорта и хоккея.
Непростые лыжи
Все сказанное выше в полной мере относится к зимним видам спорта, в том числе к лыжам. И если в прошлом практически единственным материалом, применяемым при изготовлении лыж и лыжных палок, являлось дерево, то сегодняшние технологии производства лыжного инвентаря по сложности сравнимы с космическими. В производстве современного лыжного снаряжения высокого класса дерево практически не используется, его вытеснили различные пластмассы, композитные материалы и металлы (сталь, титан, алюминий), которые при меньшем весе обладают значительно большей прочностью и износоустойчивостью.
Вопросы износоустойчивости лыж могут показаться надуманными, но это далеко не так. Пусть снег, особенно свежевыпавший, и кажется совсем мягким, но спрессованный на лыжне или горнолыжном склоне он при столкновении ведет себя почти как асфальт. К тому же при высоких скоростях скольжения обдирает скользящие поверхности лыж не хуже наждачной бумаги. Однако при этом поверхность лыж должна обеспечивать легкость скольжения на всех возможных скоростях и при разных погодных условиях.
Эксперименты: что и как измерять
Серьезная наука всегда основывается не на голословных утверждениях, но на экспериментальных данных. Только так можно достичь глубокого понимания основ задействованных процессов, достигнув в конце концов одной из основных целей, а именно – возможности делать предсказания. Наука спорта и спортивных технологий в этом смысле не является исключением.
Биомеханика лыжного спорта
К сожалению, возможности экспериментирования в спортивных науках зачастую ограничены. Более того, некоторые стандартные типы экспериментов здесь просто невозможны. Например, во многих других дисциплинах экспериментирование идет по так называемой степени возрастания сложности выделяемых элементов общей системы. То есть сначала экспериментально исследуются какие-то ее простейшие узлы (части), затем – более сложные, и таким способом исследователь постепенно продвигается к пониманию работы системы во всей ее целостности.
Компьютерная модель, используемая в Университете Центральной Швеции, учитывает работу более 300 индивидуальных мышц и более 50 костей и других анатомических элементов тела спортсмена. Она помогает определить, как распределяется нагрузка между отдельными мышцами при разных движениях спортсмена, как влияют на расход энергии параметры лыж и лыжных палок и т. п. По просьбе национальной шведской сборной по лыжам ее используют с целью оптимизации движений спортсменов и при подборе для них лыжного инвентаря.
Мазать или не мазать?
Вместо заключения нам хотелось бы обратить внимание читателей на тот факт, что научные исследования совершенно необязательно должны быть скучны. Более того, наряду с хорошей профессиональной подготовкой залогом успеха в науке зачастую являются как раз интерес и энтузиазм исследователей. И в этом смысле благодатную почву для них предоставляют спорт и спортивные технологии – одна из немногих областей науки, где предмет исследований и любимое занятие могут совпадать не просто без ущерба друг для друга, но с большой пользой для дела и для здоровья и вдобавок – с огромным удовольствием!
На лыжных гонках происходит сочетание свободного скольжения, отталкивания лыжами и палками от снега, маховых движений рук и ног и броска (перемещения) тела вперед-вверх (рис. 15.35).
Рис. 15.35. Фазы попеременного хода на лыжах (по Х.Х. Гроссу)
Свободное скольжение (фаза I) происходит при тормозящем воздействии трения лыжи по снегу и незначительном сопротивлении воздуха. Чтобы меньше терять скорость, нельзя делать резких движений (рукой или ногой) направленных вверх-вперед. Свободное скольжение заканчивается постановкой палки на снег.
Начинается фаза скольжения с выпрямлением опорной ноги (фаза II). Увеличивая наклон туловища и нажим на палку лыжник стремится увеличить (повысить) скорость скольжения лыжи.
Подседание начинается еще (уже) при скольжении лыжи (фаза III), которая при энергичном разгибании опорной ноги в коленном и тазобедренном суставах быстро теряет (гасит) скорость и останавливается. Подседание, начатое в фазе III, продолжается и завершается в фазе IV, сопровождаемое выпадом — движением переносной ноги вперед. С окончанием подседания начинается выпрямление толчковой ноги в коленном суставе (фаза V), сопровождаемое завершающимся выпадом.
Следует отметить, что с повышением скорости передвижения изменяется ритм скользящего шага (сокращается время отталкивания лыжей; подседание и выпрямление толчковой ноги делаются быстрее).
Основой лыжной техники является попеременный шаг с постановкой палок при каждом шаге. Он соответствует нормальному бегу, который с помощью лыж переходит в ритмичное скольжение. Толчок к скольжению дается мощным отталкиванием соответствующей ноги от снежного основания и толчок палками. Отталкивание всегда начинается тогда, когда обе ноги находятся приблизительно рядом. Однако эффективным оно бывает, если лыжа в этот момент имеет достаточное трение со снежным основанием благодаря правильной смазке. В то время как левая нога отталкивается, правая становится скользящей. При этом масса тела переходит с отталкивающейся ноги на скользящую. Лыжник-гонщик скользит преимущественно на одной лыже. Только во время короткого промежутка отталкивания ногой обе лыжи одновременно касаются снега.
Биомеханика
Комментарии, рецензии и отзывы
Лыжный спорт: Биомеханика, Владимир Иванович Дубровский, 1977 читать онлайн, скачать pdf, djvu, fb2 скачать на телефон учебник по биомеханики, один из лучших
Все материалы сайта охраняются авторским правом! Наш сайт предоставляет возможность онлайн чтения учебников, но не скачивания. Если вас заинтересовала какая то книга, купите её в издательстве.
Если вы автор книги и не хотите, чтоб она была на сайте, то напишите нам и она будет немедленно удалена. По всем вопросам обращаться на почту [email protected]
Читайте также: