Способы плавания

6. Разбор способов плавания

6.1. Кроль

Для кроля характерны попеременные гребковые движения ру­ками, наслаивающиеся друг на друга и создающие непрерывную тягу. Хотя эта тяга и неодинакова по своей величине в течение цик­ла, тем не менее, изменения внутрицикловой скорости существенно меньше, чем в таких способах плавания, как брасс, где гребковые движения перемежаются фазами более пассивного продвижения в воде по инерции . Значительная величина сопротивления воды обусловливает заметное снижение скорости пловца даже при очень кратковременных уменьшениях гребковой тяги.

Гребковые движения руками в кроле выполняются с момента вкладывания руки в воду до ее вынимания. Сразу после вкладывания руки в воду происходит одновременный гребок обеими руками, так как другая рука вынимается из воды спустя 0,3—0,4 сек. В то время как гребущая рука продолжает гребок (наиболее эффективную его часть), другая рука совершает движение по воздуху. Когда пловец вновь вкладывает ее в воду, завершает гребковое движение первая рука. Таким образом, чередуются пе­риоды одиночной и двойной опоры руками о воду.

Движения ногами в кроле согласованы с движениями руками. Наиболее распространенный вариант — шестиударный кроль (по три попеременных движения почти выпрямленными ногами на один гребок рукой) в последнее время сменяется двухударным. Дело в том, что движения ногами обеспечи­вают недостаточно высокую скорость продвижения, в связи с чем затраты энергии оказываются малоэкономичными. В двухударном кроле движения ногами решают другую задачу: они способствуют движениям руками, под­держивая необходимое положение тела как относительно поверхности воды, так и в поворотах вокруг продольной оси тела.

Усилия при плавании кроль на груди (по А.А. Немченко)

6.2. Дельфин

В способе дельфин в известной мере осуществляется принцип движений туловища и ног, характерный для быстро плавающих рыб, _ колебательные движения. Руки же выполняют одновре­менные гребковые движения с наибольшей амплитудой.

Первая фаза цикла движений начинается с энергичного движе­ния обеими руками вниз; ноги, сгибаясь в тазобедренных и колен­ных суставах, движутся стопами вверх .

Вторая фаза характеризуется завершением гребковых движе­ний руками и разгибанием ног в коленных суставах, что обусловли­вает отталкивание от воды. В этой фазе достигается наиболее высо­кая скорость тела во всем цикле движений.

В плавании особое значение имеет сохранение высокой ско­рости продвижения с возможно меньшими перепадами скорости пловца в течение цикла движений. Значительные «пики» на кри­вой скорости приводят к резкому повышению сопротивления воды.

Соотношение сопротивления воды при гребковых движениях и при продвижении тела определяет эффективность плавания. Умень­шение сопротивления при продвижении и увеличение сопротивле­ния воды при гребках являются важнейшими задачами рациональ­ной техники.

Как и во всех локомоторных упражнениях, в плавании ищут оптимальное соотношение между длительностью цикла (темп дви­жений) и расстоянием, преодолеваемым за один цикл («шаг цикла»). Более длинный «шаг» требует большего времени, снижает темп. Более высокий темп укорачивает «шаг». И то и другое может сни­зить скорость. При оптимальном соотношении темпа и «шага» достигается возможная наивысшая скорость.

В плавании немаловажную роль играет сочетание вдоха и вы­доха с движениями пловца. Совершенствование быстроты и глу­бины дыхательных движений возможно только при постоянном согласовании их с движениями пловца.

Легкоатлетические перемещения основаны на отталкивании но­гами от опоры. Механизм взаимодействия тела человека с опорой используется во всех наземных перемещениях в легкой атлетике. Биодинамика движений отталкивания и шагательных движений, составляющих основу легкоатлетических перемещений, занимает существенное место почти во всех видах спорта.

1.МЕХАНИЗМ ОТТАЛКИВАНИЯ ОТ ОПОРЫ

Отталкивание от опоры выполняется посредством собственно отталкивания ногами от опоры и маховых движений свободными !конечностями. Эти движения тесно взаимосвязаны в едином дей­ствии отталкивания. От их согласования в значительной мере за­висит совершенство отталкивания.

2. Взаимодействие тела легкоатлета с  опорой

2.1Взаимодействие подвижных и опорных звеньев при отталкивании.

При отталкивании опорные звенья неподвижны относительно опоры, а подвижные звенья под действием силы мышц пере­мещаются в общем, направлении отталкивания.

Во время отталкивания легкоатлета от опоры стопа зафиксирована на опоре неподвижно. Шипы туфель, погружаясь в покрытие (дорожки, сектора)  или брусок (прыжки в длину),  обеспечивают : надежное соединение с опорой. На стопу как на опорное звено со стороны голени действует давление ускоряемых звеньев тела. Оно направлено назад и вниз. Это давление через стопу передается на опору. Противодействием давлению на стопу служит опорная реакция. Она приложена к стопе в направлении вперед вверх. Опорная реакция и давление голени на стопу приложены, к стопе в противоположных направлениях, взаимно уравновешиваются (без учета веса стопы) и фиксируют стопу на опоре.

Опорная реакция уравновешивает при отталкивании стопу  и этим фиксирует ее на опоре.

  2.2 Работа движущих сил и изменение кинетической энергии при отталкивании.

Силы мышечных тяг, приложенные к подвижным звеньям, являются источниками механической работы, которая уве­личивает кинетическую энергию тела легкоатлета при оттал­кивании.

Нередко полагают, что движущей силой и источником работы, увеличивающей кинетическую энергию, может быть только внешняя сила. Это справедливо только для изменения движений абсолютно твердых (неизменяемых) тел. С точки зрения механики тело легко­атлета — это самодвижущаяся система. В такой системе силы тяги мышц приложены к подвижным звеньям. Относительно каж­дого звена сила тяги мышцы, приложенная к нему извне, служи: внешней силой. Следовательно, ускорения центров масс звеньев обусловлены соответствующими внешними для них силами, т. е. тягой мышц.

Для всей системы (тело легкоатлета) имеется необходимая внеш­няя сила. Это опорная реакция. Однако из этого не вытекает, что она служит движущей силой, источником работы, что она благода­ря увеличению скорости тела легкоатлета повышает его кинетиче­скую энергию. Ответ на этот вопрос дает закон сохранения кинети­ческой энергии системы1. Изменение кинетической энергии системы равно сумме работ внешних и внутренних сил. В случае, когда ра­бота внешних сил равна нулю, кинетическую энергию изменяет работа только внутренних сил. Следовательно, работа мышц мо­жет изменить кинетическую энергию тела человека. Работа же опор­ной реакции равна нулю. Это очевидно, если учесть, что место при­ложения опорной реакции (опорная стола) при отталкивании не отрывается от опоры и путь ее равен нулю. Следовательно, работа опорной реакции также равна нулю. Ни опорная реакция, ни ее составляющая сила трения (на гладкой поверхности) сами по себе движения вызвать не могут, движущими силами не служат. Они могут лишь изменять движение.

3. Измерение угла отталкивания

Угол отталкивания как угол наклона динамической состав­ляющей опорной реакции характеризует общее направление отталкивания в каждый данный момент времени.

Если бы существовала внешняя движущая сила при отталкива­нии, то угол ее наклона к горизонту следовало бы считать углом отталкивания. Однако в самодвижущейся системе к каждому звену приложены силы, которые в совокупности и определяют движения каждого звена. Заменить всю сложнейшую систему множества сил равнодействующей движущей силой в этом случае невозможно. Одной эквивалентной (равноценной) равнодействующей силы (приложенной к одной точке), которая могла бы вызвать сложное движение многих звеньев в разных направлениях, быть не может. Именно поэтому имеются различные предложения по опре­делению угла отталкивания.

Угол наклона продольной оси толчко­вой ноги до некоторой степени характеризует направление отталкивания. Однако при одинаковой позе толчковой ноги (бла­годаря различным напряжениям групп мышц) можно действовать

на опору больше вниз или боль­ше назад. Иначе говоря, поза не может определять однозначно на­правления отталкивания. Сле­дует добавить, что предложение измерять таким способом угол отталкивания в момент отрыва толчковой ноги от опоры лишено всякого смысла. В момент отры­ва сила отталкивания (давление на опору) равна нулю.

Угол наклона ли­нии, соединяющей место опоры с  ОЦ Т, не может точно характеризовать направление отталкивания, так как закона, согласно которому линия действия силы реакции опоры должна проходить через ОЦТ, не существует. Более того, практически не удается выполнить отталкивание так, чтобы опорная  реакции была направлена точно к ОЦТ. Всегда регистрируются некоторые отклонения от этого направления.

Угол наклона общей опорной реакции можно измерять с помощью тензометрических устройств (платфор­ма, стельки в обуви). Направление общей опорной реакции дей­ствительно практически никогда не проходит через ОЦТ. Однако общая опорная реакция есть противодействие давлению на опору, которое складывается из веса тела и сил инерции звеньев, движу­щихся с ускорением. Следовательно, для определения реакции на отталкивание, вызванной ускорением тела, из общей опорной ре­акции нужно вычесть ее статическую составляющую (реакцию на вес тела).

Угол наклона реакции на отталкивание действительно более правильно характеризует направление оттал­кивания. Можно представить себе следующее: в результате всех движений отталкивания ОЦТ тела легкоатлета получает определен­ное ускорение. Если предположить, что масса всего тела сосредото­чена в ОЦТ, то по массе и ускорению можно подсчитать условную эквивалентную «ускоряющую» силу. Она примерно равна опорной реакции отталкивания и направлена параллельно ей. Следует толь­ко учесть, что, во-первых, реакция отталкивания, не проходя че­рез ОЦТ, обусловливает стартовый (опрокидывающий назад) мо­мент, а это не учитывается при расчете «ускоряющей» силы. Во-вторых, неизвестная работа сил затрачивается на неучитываемые деформации, поэтому реакция отталкивания и «ускоряющая» сила по величине будут отличаться друг от друга. В  -третьих, в действи­тельности реакция отталкивания — это не сила отталкивания (так как она не движущая), а уравновешивающая сила, не совер­шающая никакой работы.

В течение отталкивания изменяются направления ускорения ОЦТ, давления на опору и реакции отталкивания, поэтому угол отталкивания непрерывно изменяется. Следовательно, невозможно определить одним числом, например, «угол отталкивания при беге». Это переменная величина, да и сила отталкивания изменяется от нуля до максимума, а затем снова до нуля.

Таким образом, столь, казалось бы, простое понятие, как угол отталкивания, при внимательном анализе оказывается очень не­простым, так как отражает действительную сложность отталкива­ния от опоры. Наиболее правильно угол отталкивания можно опре­делить по измеренной динамографически реакции отталкивания (за вычетом веса тела), обусловив, в какой момент сделано измере­ние (максимум всей реакции, либо ее горизонтальной, либо ее вер­тикальной составляющих).

4.Роль маховых движений

4.1. Общая эффективность маховых движений

Маховые движения при отталкивании — это быстрые движения свободных звеньев тела, одинаковые в основном по направле­нию с отталкиванием ногой от опоры.

В ходе маховых движений происходит перемещение центров тя­жести звеньев тела. Это означает, что одновременно происходит перемещение и ОЦТ тела легкоатлета. Так, при прыжках в высоту в результате маховых движений руками и свободной ногой ОЦТ к моменту отрыва поднимается выше, чем без маховых движений. Если ускорение звеньев тела, выполняющих маховые движения, больше, то и ускорение ОЦТ увеличивается. Следовательно, махо­вые движения изменяют положение ОЦТ к концу отталкивания и обусловливают увеличение его ускорения.

Таким образом, маховые движения (так же как и отталкивание, ногой) осуществляют перемещение и ускорение ОЦТ. Следователь­но, маховые движения, отдаляющие звенья тела от опоры в направ­лении отталкивания, можно также считать составной частью оттал­кивания.

4.2 Фазы маховых движений

В маховых движениях в фазе разгона скорость звеньев уве­личивается до максимума и в фазе торможения уменьшается до нуля.

Вфазе разгона с нарастанием скорости маховых звеньев нарастает и скорость ОЦТ тела легкоатлета. Следовательно, чем выше скорость маховых звеньев, тем она больше сказывается 1ы скорости ОЦТ.

В фазе торможения мышцы-антагонисты, растягиваясь, напрягаются и этим замедляют движения маховых звеньев, совер­шая отрицательную работу (в уступающем режиме). Дело в том, что мышечные силы (как внутренние для тела легкоатлета) в отсут­ствие внешней силы, зависящей от них, не могут изменить количе­ства движения всего тела и его кинетического момента. Мышечные тяги здесь только перераспределяют ско­рости звеньев тела, движение внутри системы передается от одних звеньев к другим. При таком перераспределении скоростей движение ОЦТ тела легкоатлета не изменяется. Следовательно, скорость, достигнутая в фазе разгона, от торможения маховых звень­ев не изменится. Именно поэтому для достижения более высокой скорости ОЦТ нужно стараться продлить фазу разгона на большей части пути махового перемещения.