Евгений Врублевский - Легкая атлетика: основы знаний (в вопросах и ответах)

Внешними силами при движении человека являются: а) сила тяжести ( Р ); б) сила реакции опоры ( R ); в) сила сопротивления среды.Начнем с рассмотрения силы тяжести. Сила тяжести , или вес тела, есть сила, с которой тело человека притягивается к земле. Она направлена отвесно вниз, по направлению к центру земли и всегда действует на тело человека, но в зависимости от условий это действие бывает различным. Так, если тело находится в полете, то все его части одинаково опускаются вниз под действием силы тяжести. Сила тяжести не может увеличить или уменьшить горизонтальную скорость движения, а только изменяет его направление.

При действии силы тяжести на опору, которая препятствует движению тела, возникает равное и противоположно направленное противодействие. Эта сила называется реакцией опоры . Как результат взаимодействия спортсмена с грунтом эта сила играет важнейшую роль во всех легкоатлетических упражнениях.

Следует подчеркнуть, что давление (F) и реакция опоры (R) всегда направлены в противоположные стороны и при беге и ходьбе непрерывно изменяются в различные моменты опорного периода.

В случаях давления на опору неподвижного тела наблюдается статическая реакция опоры. Если тело давит на опору вертикально, то статическая реакция опоры равна весу тела. Если давление на опору совершает тело, имеющее ускорение, то к весу тела присоединяется сила инерции, в этом случае наблюдается динамическая реакция опоры.

Когда тело бегуна находится прямо над центром давления на площадь опоры, то реакция опоры под действием веса тела направлена вертикально вверх (вертикальная составляющая реакции опоры). Однако центр тяжести не всегда находится над центром давления на опору. В этом случае давление на опору и равная ей опорная реакция будут направлены под острым углом (вперед или назад).

Следовательно, силу давления и силу реакции опоры можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную(рис. 4).

Рис. 4. Запись динамограмм вертикальных ( –) и горизонтальных () составляющих усилий реакции опоры при беге

Горизонтальная составляющая динамограммы бега и ходьбы состоит из двух полуволн: отрицательной и положительной. Отрицательная полуволна соответствует начальной фазе периода опоры, когда происходит неизбежное торможение. Нога в этой фазе, амортизируя, замедляет и прекращает опускание тела вниз. При этом у квалифицированных бегунов ОЦМТ снижается на 2–2,5 см, а опорная нога испытывает нагрузку, превышающую вес бегуна в 3–3,8 раза.

Отрицательная полуволна длится с момента постановки ноги на опору и постепенно уменьшается до нуля, приблизительно в момент вертикали. Ее следует, по возможности, уменьшить, для чего непосредственно перед постановкой ноги на опору квалифицированные спортсмены делают активное «загребающее» движение. При этом квалифицированные бегуны в момент приземления опускают стопу на дорожку так, чтобы она не имела горизонтальной скорости в направлении бега. Ясно, что при пассивном приземлении стопа никогда не будет столь быстро двигаться назад относительно ОЦМТ. Для такого приземления нужны активные усилия спортсмена. Это не просто «загребающая» работа приземляющейся ноги. Это активное движение всего тела бегуна, основой которого является мощное сведение бедер.

В результате раньше начинается вторая, положительная полуволна динамограммы, показывающая, как изменяется во времени сила, продвигающая тело бегуна или ходока вперед. Ее величина у высококвалифицированных бегунов достигает 50–60 кг.

Равенство площади «А» (фаза амортизации) и площади «Б» (отражающей процессы, происходящие в фазе отталкивания) свидетельствует о беге с установившейся скоростью(см. рис. 4). Превышение одной над другой является признаком бега с ускорением или замедлением. Значительно больше амплитуда вертикальной составляющей динамограммы . При беге она достигает у мастеров спорта 280 кг, а у новичков – 130 кг. При ходьбе вертикальная составляющая в среднем достигает 100 кг.

В вертикальной составляющей отмечается, как правило, один максимум, приходящийся примерно на середину периода опоры. В некоторых случаях наблюдается двухпиковая конфигурация с наличием так называемого «ударного пика». Показательно, что снижение «ударного пика» силы реакции опоры считается положительным критерием улучшения техники бега, что достигается специальной тренировкой. Этот пик может снижаться в соответствии с более оптимальной постановкой стопы на опору.

Для лучшего использования реакции опоры при отталкивании необходимо ногой упираться в грунт так, чтобы она не вязла и не скользила в нем. Поэтому в соревнованиях по бегу и ходьбе имеет большое значение качество дорожки и обувь.

Сопротивление среды является тормозной силой и всегда противоположно направлению движения тела по горизонтали. Данная внешняя сила зависит от поверхности тела и от квадрата скорости, поэтому она возрастает пропорционально увеличению скорости спортсмена . Под действием силы сопротивления среды тело замедляет движение к окончанию периода полета в скоростном беге. Значение силы сопротивления при ходьбе и беге на средние и длинные дистанции невелико и практического влияния на передвижение не оказывает.

Внешние силы, действуя на тело спортсмена, препятствуют прямолинейности и равномерности поступательного движения ОЦМТ. Кроме продвижения вперед, ОЦМТ совершает еще вертикальные и боковые колебания. Так, при спортивной ходьбе ОЦМТ описывает сложный криволинейный путь, перемещаясь вверх и вниз, вправо и влево, увеличивая и уменьшая скорость движения вперед по горизонтали. Траекторию движения ОЦМТ при ходьбе можно сравнить с траекторией движения шарика, катящегося по горизонтальному желобу и одновременно перекатывающегося с одного борта на другой. Самое низкое положение ОЦМТ при ходьбе бывает в одноопорном положении в момент вертикали, а наиболее высокое – в двухопорной фазе.

В спортивной ходьбе, в момент одиночной опоры, таз опускается в сторону одноименной маховой ноги (это связано с требованиями правил соревнований о выпрямлении ноги в коленном суставе во время одиночной опоры), а во время отталкивания, для увеличения длины шага, ось таза поворачивается в передне-заднем направлении. В результате большой силы отталкивания в беге размах вертикальных колебаний ОЦМТ достигает 8–12 см. Наивысшая точка траектории движения ОЦМТ бегуна наблюдается в период полета, а самая низкая – во время опоры, в момент вертикали.