Биомеханика полезная мощность в спортивной гимнастике

Двигательное содержание спортивной гимнастики составляет неравномерная совокупность упражнений естественного и искусственного характера. К первым относятся разновидности ходьбы, бега, прыжков, которым часто придается специфическая стилистика. Несомненное большинство упражнений гимнастики специально создано в процессе развития вида спорта. Эти упражнения напрямую связаны с особенностями гимнастического многоборья, его конструктивными отличиями, исторически сложившимся перечнем гимнастических снарядов, их эволюцией и модернизацией.

Упражнения спортивной гимнастики, несмотря на их специфическую искусственность, имеют несомненную жизненную приклад- ность, поскольку обеспечивают гармоничное развитие всех систем и функций организма спортсмена.

Представленные в параграфе биомеханические особенности опорно-двигательного аппарата гимнаста, особенности кинематики и динамики гимнастических упражнений предполагают наличие у читателя элементарных знаний в области биомеханики спорта. Поскольку информация адресуется и гимнастам, то определенные исходные сведения из биомеханики спорта носят основополагающий характер, позволяющий затем в процессе анализа упражнений давать гимнастическую интерпретацию и трактовку.

Специфические функции элементов опорно-двигательного аппарата гимнаста

Преподаватель гимнастики и занимающиеся должны иметь четкое представление об основных характеристиках опорнодвигательного аппарата человека как высокоорганизованной самодвижущейся биологической системы. Опорно-двигательную сущность человека прежде всего определяют 600 мышц и 200 костей, сотни сухожилий с поправкой на то, что количество костей может быть больше или меньше в связи с тем, что некоторые кости позвоночного столба и грудной клетки могут иметь сращения, а ряд мышц — разное количество головок.

Двигательный аппарат состоит из частей и звеньев тела. Звеном принято называть составляющую тела, расположенную между двумя суставными сочленениями (например, голень, плечо, бедро), или между суставным сочленением и дистальным концом какой-либо составляющей тела (кисть, стопа). Частью тела в определенной степени условно, но удобно в пользовании называют законченную совокупность звеньев — верхняя или нижняя конечность, или крупные составляющие тела — туловище, голова. При этом голову относят и к звеньям тела.

Частей и звеньев тела более 200 наименований, но изучение движений в спорте, гимнастике и особенно в оперативно-прикладных педагогических целях осуществляется по сокращенной схеме, содержащей 14 частей и звеньев.

Части тела человека обладают рядом функций, которые активно проявляются в процессе выполнения гимнастических упражнений и которые можно условно назвать гимнастическими функциями.

Главной функцией нижних конечностей является опорная. Посредством ног, масса которых составляет 38% от массы тела, осуществляются контакт с опорой, удержание, обусловленное природой человека вертикальное его положение, изменение пространственного положения тела. Специфика гимнастических упражнений обусловила и другую опорную функцию ног, связанную с комбинированной опорой о снаряд ногами и руками. Это встречается в упражнениях на перекладине, женских брусьях, реже на бревне и в вольных упражнениях. Ногам в гимнастике свойственна функция ударных действий, что характерно для отталкивания от мостика в опорных прыжках, в акробатических, вольных упражнениях, при завершении упражнений на бревне, а также при приземлениях со снарядов акробатических прыжках повышенной сложности. Большую подвижность в суставных сочленениях ног гимнаст использует для изменения радиуса инерции, а значит, и момента инерции, путем сгибания или разгибания в суставах, группирования или разгруппирования.

Верхняя конечность, рука, оказала в целом активное влияние на развитие человека как биологического вида. «Человек разумен, потому что он имеет руки» — эти слова философа древности Анаксагора дошли через века в современность и приобрели особую ценность в сфере гимнастики. Ученый философ Гелен в V в. н. э. отождествлял руку, данную природой человеку, с высшей способностью — мышлением. Он называл кисть «инструментом из инструментов».

Руки составляют 12% от общей массы тела человека и являются самой подвижной его частью.

Двигательную полифункциональность руки во многом обеспечивают большая грудная и широчайшая мышцы спины, прикрепленные к ключице и лопатке. Именно эта анатомическая конструкция обеспечивает плечевому поясу движения вперед, назад, вниз (опускание), а в определенных случаях — вверх, создает условия для высокой подвижности в супинируюших и пронирующих движениях рук, без которых немыслимы современные упражнения на перекладине, брусьях и в вольных упражнениях. Локомоторная функция руки проявляется в гимнастике в различного рода разбегах, прыжках, способствует сохранению динамического равновесия тела при выполнении упражнений.

Обусловленные природой хватательная и удерживающая функции руки являются основополагающими для упражнений на снарядах.

Функция тончайших манипуляций рукой, жестикуляции ею обеспечивают вольные упражнения и упражнения на бревне неповторимой пластикой.

Опорная функция руки является, несомненно, важнейшей в современной гимнастике, обеспечивающей выполнение упражнений на снарядах в различных висах, упорах с разнообразными способами контакта с опорой, их сменой и чередованием. Опора руками, ее особенности определяются множеством рабочих положений гимнаста на снаряде, их сменой в ходе выполнения упражнения. Рабочие положения, ключевые программные позы могут приниматься в опорном и безопорном положениях. Опорные рабочие положения соответствуют, как правило, началу или осуществлению так называемых «главных управляющих двигательных действий» (без которых невозможно верное выполнение упражнения). Последовательное принятие гимнастом ключевых поз в безопорном положении несомненно важно для качественного выполнения упражнения, но выполнение управляющих движений в этом случае ограничено возможностями изменять характерную упражнения позу (например, плотность группировки) и, разумеется, влиять на вращение тела.

Специфику гимнастической функции туловища целесообразно рассматривать в связи с особенностями движений головы, поскольку основной биологической функцией мышечного аппарата головы является удержание тела в состоянии статического или динамического равновесия, обеспечении подвижности позвоночного столба, грудной клетки и головы, преодолении действия внешних сил и эффективного взаимодействия с ними.

Движения головой относительно туловища или установление между ними временной жесткой связи следует рассматривать как «гимнастическую» функциональность с двух сторон. Первая определяется фактором пластичности, выразительности, законченности движений, которые подчеркиваются движениями или специфической установкой головы относительно туловища. Вторая сторона связана с реализацией шейно-тонического рефлекса.

Надо знать, что наклон головы вперед способствует сгибанию (скру- глению) тела, округлению позвоночного столба (наружу) и движению рук вперед-вверх, т.е. активизирует мышцы, ведающие такими движениями, позволяет развивать большую силу и мощность сгибательных движений туловища и бедер. При этом удержание головы в таком положении энергетически и координационно затрудняет прогибание туловища, отведение ног назад, движение руками назад из положения «вверх». Наклон головы назад снижает функциональные возможности человека в движениях, направленных вперед, но способствует прогибанию туловища и отведению рук назад посредством тонизации мышц — разгибателей тела. К примеру, выполнение горизонтального виса спереди на любой опоре значительно облегчается удержанием активного наклона головы вперед, а горизонтальный вис легче удерживается при максимальном наклоне головы назад. Такая же схема перераспределения тонуса мышц наблюдается при наклонах в одну и другую стороны.

В целом проявление шейно-тонического рефлекса в гимнастике можно отождествлять с регуляцией положения тела в опорном и безопорном положениях, сменой различных положений по ходу выполнения упражнения. В методическом аспекте эффект шейнотонического рефлекса наиболее применим в процессе овладения упражнением, что в дальнейшем переходит на уровень автоматизма.

Осознанное совершенствование в гимнастике предполагает наличие у занимающихся элементарных (базовых) представлений об анатомии основных движений в суставных сочленениях, биомеханике мышц и биомеханических особенностях функционирования мышечной системы.

Гимнасту важно иметь ясное представление о топографии мышц человеческого тела, о том, какие именно мышцы, мышечные группы обеспечивают в целом реализацию запрограммированных двигательных действий.

Слово «мышца» в русском лексиконе произошло от слова «мышь», так же как «мускул» — от латинского слова «мышонок».

Мышечная ткань состоит из вытянутых волокон, способных к сокращению своей длины. Мышцы бывают скелетные и гладкие.

Скелетные мышцы располагаются на костях и характеризуются поперечной исчерченностью своих волокон. Мышцы обусловливают внешние формы тела, меняют эти формы под влиянием тренировочной нагрузки, образуют стенки внутренних органов тела и кровеносных сосудов. Скелетные мышцы достаточно разнообразны по форме и разделяются на длинные, широкие, короткие и круглые.

Введение

Биомеханика занимает особое положение среди наук о физическом воспитании и спорте. Она служит связующим звеном между теорией и практикой спорта и ФК. Зная предмет биомеханики, возможно увидеть движение и отметить его характеристики такие как: траектория, скорость, сила.

Биомеханика в спортивной гимнастике – один из сложных подвидов этой дисциплины, поскольку движения, используемые в гимнастике сложны и требуют различных подходов к изучению. Здесь рассматриваются как статические особенности движений гимнаста, так и кинематические и динамические.

Спортивная гимнастика, как и другие технико-эстетические виды спорта отличается двумя особенностями – чрезвычайным разнообразием технических элементов и своеобразным подходом к оценке мастерства, которое определяется судьями, наблюдающими за соревновательной деятельностью спортсменов. По существу оценивается кинематика (внешняя картина) двигательной деятельности, а динамика и энергетика играют второстепенную роль. Важное место в оценивании занимает представление об эстетическом идеале, изменяющемся со временем.

Эстетичность двигательной деятельности определяется многими факторами, в том числе специфическими (неожиданность, оригинальность, соответствие «школе») и общебиологическими (экономичность, точность). Например, как красивое воспринимается такое выполнение равновесия, при котором не совершается лишних движений, а поза выбрана так, чтобы минимизировать активность мышц-антогонистов и, следовательно, затраты энергии на поддержание позы. При соблюдении этих условий даже самые сложные варианты упражнений на равновесие выполняются внешне легко, как бы без особых усилий и воспринимаются как красивые.

Известно, что все виды двигательной деятельности делятся на пять групп: равновесия, движения на месте, переместительные действия, локомоции и движения вокруг осей. Равновесия на первый взгляд кажутся самыми простыми из них. Но такое впечатление не верно, ибо даже в сохранении вертикального положения тела и поддержании правильной осанки принимает участие более 300 мышц одновременно. Это сложный двигательный акт.

Общепринятые каноны правильной осанки обусловлены медицински и биомеханически. Это те позы, которые обеспечивают наилучшие условия для функционирования внутренних органов, равномерного распределения механической нагрузки на части скелета, а также минимальные энергозатраты на поддержание равновесия.

В спортивной гимнастике изящно и грациозно должны выполняться сложные упражнения, требующие высокой гибкости и хорошо развитой мускулатуры. Исполнение оценивается тем выше, чем больше амплитуда движений, чем меньше заметны колебательные движения тела и усилия, которых стоит спортсмену удержание равновесия. Здесь помогаютне только упражнения, совершенствующие вестибулярный аппарат, гибкость и силовые качества, но и «маленькие хитрости» – например, при выполнении гимнастических упражнений на бревне – выворотная постановка стопы и захват боковых поверхностей бревна пальцами.

Двигательные действия в спортивной гимнастике

Движения на месте. В соревнованиях встречаются не часто, но зато они широко применяются в силовой и хореографической подготовке. Двигательные действия на месте являются базовыми упражнениями, частью «школы движений». Поэтому техника их исполнения должна быть доведена до совершенства. Повышению оценки способствует все, что свидетельствует об алертности: высокая амплитуда движений, оттянутые носки и правильная осанка, а также внешняя легкость и раскрепощенность.

Локомоции в гимнастике имеют свои особенности. Так ходьба в гимнастике (например при выходе к снаряду) отличается легкостью и плавностью, внутрицикловые колебания скорости в ней сведены до минимума. Стройность тела подчеркивается осанкой: спина прямая, голова приподнята.

Бег в гимнастике имеет две разновидности: гимнастический бег и разбег. Цель разбега – достижение оптимальной скорости для выполнения последующего технического элемента, например прыжка.

Гимнастический бег оптимизируется по эстетичности. Как и в хореографии, он сопровождается различными движениями рук, головы и туловища. Тем самым становится возможным средствами пластики передать разнообразные оттенки настроения и чувств. Хотя, разумеется, еще нет строгого научного объяснения тому эмоциональному воздействию, которое оказывают на человека двигательные действия артистов балета, фигуристов и т.д.

Движения вокруг осей, выполняемые в технико-эстетических видах спорта, весьма зрелищны уже потому, что демонстрируют возможности человека, выходящие за рамки привычных, обыденных. Без многолетней тренировки не выполнить многооборотовый прыжок, сложные вращения при соскоке с перекладины и т.д. Освоению подобных упражнений помогает знание биомеханических закономерностей.

Известно, что приращение угловой скорости (w) определяется следующим соотношением:

W =

Где – импульс момента силы, действующей на вращающееся тело, m – масса, R – радиус инерции.

Из этой формулы следует, что существуют два принципиально важных способа управления вращениями.

Первый способ – при отсутствии внешних сил, за счет изменения момента инерции. Поскольку масса тела постоянна, этот способ сводится к изменению радиуса инерции, например при группировке или, наоборот, при выходе из нее. Здесь действует закон сохранения кинетического момента, согласно которому кинетический момент(Jw) тела остается неизменным, если сумма моментов внешних сил, приложенных к телу, равна нулю. При изменении радиуса инерции меняется момент инерции(J). И поскольку произведение Jw постоянно, изменяется угловая скорость (w).

Второй способ управления вращательным движением – за счет импульса момента силы. Причем импульс силы может создаваться как при отталкивании от опоры, так и в безопорном положении.

Заключение

Подводя итог сказанному о биомеханике в спортивной гимнастике можно сказать, что в ней на первый план выступает критерий эстетичности. Ему удовлетворяют те двигательные действия, которые:

1. Отличаются экономичностью, точностью и хорошо освоены, что позволяет выполнять их без лишних затрат энергии.

2. Соответствуют существующему в настоящее время представлению об эстетическом идеале.

А для выполнения этих условий необходима разносторонняя физическая подготовленность спортсмена. Таким образом, двигательное мастерство спортсмена и уровень его многосторонней физической подготовки в спортивной гимнастике слиты воедино.

Список используемой литературы

1. Донской Д.Д. Биомеханика физических упражнений – М., 1960

2. Донской Д.Д. Биомеханика с основами спортивной техники – Физкультура и спорт, 1971

3. Жуков Е.К. Биомеханика физических упражнений – М., 1963

4. Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений – М., «Просвещение», 1989