какая основная задача у локомоторных движений
Лекция № 6 Локомоторные движения
Отталкивание от опоры выполняется посредством:
а) собственно отталкивания ногами от опоры и
б) маховых движений свободными конечностями и другими звеньями.
При отталкивании опорные звенья неподвижны относительно опоры, а подвижные звенья под действием силы тяги мышц передвигаются в общем направлении отталкивания. Во время отталкивания легкоатлета от опоры стопа зафиксирована на опоре неподвижно. Шипы туфель, погружаясь в покрытие дорожки или брусок, обеспечивают надежное соединение с опорой. На стопу как на опорное звено со стороны голени действует давление ускоряемых звеньев тела, направленное назад и вниз. Через стопу оно передается на опору. Противодействием этому давлению служит реакция опоры. Она приложена к стопе в направлении вперед и вверх.
Силы мышечных тяг толчковой ноги выпрямляют ее. Поскольку стопа фиксирована на опоре, голень и бедро передают ускоряющее воздействие отталкивания через таз остальным звеньям тела. При ускоренном движении подвижных звеньев на них воздействуют тормозящие силы (тяжести и инерции) других звеньев, а также силы сопротивления мышц-антагонистов. Реакция опоры при отталкивании является той внешней силой, которая обеспечивает ускорение телу спортсмена и передвижение его центра масс.
Реакция опоры не является источником работы. По закону сохранения кинетической энергии изменение кинетической энергии равно сумме работ внешних и внутренних сил. Поскольку работа внешних сил (опоры) равна нулю, то кинетическую энергию спортсмена изменяет только работа внутренних сил (мышц).
Реакция опоры при отталкивании под углом, отличающегося от прямого (не перпендикулярно к опорной поверхности), наклонены к опорной поверхности и имеют вертикальные и горизонтальные составляющие. Вертикальные составляющие обусловлены динамическим весом, т.е. суммой веса и сил инерции подвижных звеньев, имеющих ускорение (или его составляющую), направленное вертикально вверх от опоры. Горизонтальные составляющие реакций опоры обусловлены горизонтальными составляющими сил инерции подвижных звеньев. Контакт опорных звеньев с опорой не точечный, поэтому могут появиться и вращательные усилия, что усложнит схему реакции опоры.
В маховых движениях в фазе разгона скорость звеньев увеличивается до максимума. С нарастанием ее нарастает и скорость ЦМ всего тела. Следовательно, чем выше скорость маховых звеньев, тем она больше сказывается на скорости ОЦМ. В фазе торможения мышцы-антагонисты, растягиваясь, напрягаются и этим замедляют движения маховых звеньев, совершая отрицательную работу (в уступающем режиме), скорость их уменьшается до нуля.
Мышечные тяги перераспределяют скорости звеньев тела; движение внутри системы передается от одних звеньев к другим. Поэтому для достижения более высокой скорости ОЦМ нужно стараться продлить фазу разгона на большей части пути матового перемещения.
Когда ускорения маховых звеньев направлены от опоры, возникают силы инерции этих звеньев, направленные к опоре. Совместно с весом тела они нагружают мышцы опорной ноги и этим увеличивают их напряжение. Дополнительная нагрузка замедляет сокращение мышц и увеличивает их силу тяги, в результате чего мышцы толчковой ноги напрягаются больше и сокращаются относительно дольше. В связи с этим увеличивается и
импульс силы, равный произведению силы на время ее действия, а больший импульс силы дает больший прирост количества движения, т. е. больше увеличивает скорость.
Так, маховые движения способствуют продвижению ОЦМ тела при отталкивании, увеличивают скорость ЦМ, увеличивают силу и удлиняют время отталкивания ногой и, наконец, создают условия для быстрого завершающего отталкивания.
Угол наклона динамической опорной реакции дает представление о некоторых особенностях направления отталкивания от опоры в данный момент времени.
При выпрямлении ноги во время отталкивания от опоры происходит сложение вращательных движений звеньев тела.
По координатам ОЦМ тела человека за время отталкивания можно рассчитать линейное ускорение ОЦМ в каждый момент времени. Однако сопутствующие движения, в том числе маховые, обусловливают кроме линейного ускорения ОЦМ еще и угловые ускорения многих звеньев.
Поэтому угол отталкивания как угол наклона динамической составляющей реакции опоры характеризует не полностью общее направление отталкивания в каждый данный момент времени. Если бы существовала внешняя движущая сила отталкивания, то угол ее наклона к горизонту можно было бы считать углом отталкивания. Однако в самодвижущейся системе к каждому звену приложены силы, которые в совокупности определяют движения именно данного звена. Заменить всю систему множества сил, приложенных к разным звеньям, равнодействующей движущей силой в этом случае невозможно.
 |
зависит от соотношения силы тяжести (G=mg) и центробежной силы (Рц6 = г ) :
Рассмотрим также стартовые действия с точки зрения локомоторики. Стартовые действия обычно направлены на то, чтобы начать передвижение и быстро увеличить скорость. Стартовыми действиями начинается преодоление всех дистанций, а также передвижения в единоборствах, спортивных играх и других группах видов спорта.
Стартовые положения — это исходные позы для последующего передвижения, которые обеспечивают лучшие условия развития стартового ускорения. Стартовые действия (при старте с места) начинают из стартового положения. Оно обычно определено правилами соревнований и соответствует биомеханическим требованиям, вытекающим из задач старта.
Стартовое положение обеспечивает возникновение с первым движением ускорения ОЦМ тела в заданном направлении. Для этого проекция ОЦМ тела на горизонтальную поверхность приближена к передней границе площади опоры. При прочих равных условиях выдвижение ОЦМ тела вперед и более низкое его положение увеличивают горизонтальную составляющую начальной скорости. Так, в низком старте для бега угол начальной скорости ОЦМ тела меньше, чем в высоком.
Суставные углы в стартовом положении должны отвечать индивидуальным особенностям соотношения рычагов, силовой подготовленности спортсмена и условиям стартового действия. Расположение всех звеньев тела зависит
от условия стартового действия.
 |
Локомоторные движения
Локомоции организма – одно из проявлений жизнедеятельности, обеспечивающие возможность активного взаимодействия с окружающей средой.
Локомоции (от лат. locus – место и motio – движение) – совокупность согласованных движений человека (и животных), вызывающих активное их перемещение в прострaнcтве. У всех локомоторных движений общая двигательная задача – усилиями мышц передвигать тело человека относительно опоры или среды. К локомоциям человека относят ходьбу, бег, прыжки, плавание и т. п. Локомоции ( движения) человека представляют собой результат сокращения скелетных мышц, обеспечивающих поддержание позы, перемещение отдельных частей или всего тела в прострaнcтве.
Среди передвижений относительно опоры наибольшее распространение имеют шагательные локомоции по способу отталкивания. И на опоре и в воде используют также механические преобразователи движений (велосипед, лодка и др.).
В некоторых видах локомоции представляют собой технику самостоятельных видов спорта: спортивная ходьба, бег, плавание и т. п. В некоторых видах спорта (спортивные игры, единоборства, гимнастика и др.) локомоторные движения играют вспомогательную роль.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
.
.
Биомеханика конспект лекций донской. Лекция. Биомеханика двигательных действий как систем целенаправленных движений
ЛЕКЦИЯ №6. ЦИКЛИЧЕСКИЕ И АЦИКЛИЧЕСКИЕ ЛОКОМОТОРНЫЕ ДЕЙСТВИЯ, ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕМЕЩАЮЩИХ ДЕЙСТВИЙ, СОХРАНЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕЛА И ДЕЙСТВИЯ НА МЕСТЕ.
в) Биодинамика ходьбы г) Биодинамика бега
б) Биодинамика водных локомоции
Литература:
Виды локомоторных движений
Хорошо знакомого человека можно узнать по походке, не зная номера’ участника и его формы специалист по манере бега легко определит кто ведет группу бегунов на дистанции, по тех-нике, говорят, можно определить принадлежность гонщика лыжника, или велосипедиста к целой стране. Действительно, движения разнообразны, например, насчитывают до 60 обозначений походки.
человека с места на место, с использованием опоры или среды (вода, воздух).
В некоторых видах спорта локомоторные движения являются основными (бег, плавание, лыжный спорт), в других вспомогательными, там они обеспечивают передвижение спортсмена к месту. Выполнения основного движения (спортивные игры, гимнастика), встречаются локомоции с использованием различных технических средств (велосипедный спорт).
Активные перемещения в пространстве возможны только по способу притягивания или по способу отталкивания.
Все локомоторные движения делят на ациклические (однократные) и циклические (повторяющиеся). Среди локомоции наибольшее распростроение имеют наземные перемещения.
Н.А.Бернштейн, в своей работе значительное место уделил изучению локомоции и указал, что локомоторные движения, в частности, ходьба, относятся к числу наиболее высоко автоматизированных движений. Локомоторное движения представляет собой очень обширные синергии, охватывающие всю мускулатуру и весь двигательный скелет сверху; донизу и вовлекающие в работу большое количество отделов и проводящих путей центральной нервной системы.
Локомоторные движения обладают всеобщностью. Возникновение и развитие локомоции у нормальных субъектов совершается
с определений регулярностью и правильностью и влияет морфологическое развитие и конструирование тканей и органов.
Локомоции относятся к числу чрезвычайно древних движений. Они старше, чем кора мозговых полушарий, и несомненно оказывали влияние на развитие центральной нервной системы.
Наконец локомоции представляют собой необычайно стойкую и типичную структуру (всё выше из книги, Н.А.Бернштейна «исследования по биодинамике ходьбы, бега, прыжка». ФиС, 1940).
К циклическим локомоциям, выполняемым по способу отталкивания от грунта относится большая группа видов спорта (ходьба, бег, ходьба на лыжах, бег на коньках и т.д.).
Общим признаком таких локомоции является поочередное взаимодействие ноги с грунтом.
К циклическим локомоциям можно отнести прыжковые упражнения (длина, высота, тройной и т.д.)
При рассмотрении локомоторного движения решающим оказывается механизм взаимодействия с опорой или средой.
Механизм отталкивания от опоры
Отталкивание от опоры выполняется посредством отталкивания и маховых движений свободных звеньев.
При отталкивании опорные (контактные) звенья неподвижны относительно опоры, а подвижные перемещаются в направлении отталкивания. На стопу, как на опорное звено, действует давление ускоряемых звеньев, направленное назад-вниз.
Роль маховых движений при отталкивании
Маховые движения при отталкивании (быстрое перемещение свободных звеньев тела в направлении отталкивания, составляют часть механизма отталкивания).
В маховых движениях различают две фазы: фазу разгона (увелиличения скорости звена) и фазу торможения (уменьшение скорости звена).
К моменту отрыва от опоры центры тяжести маховых звеньев отдалены от опоры, что ведет к удалению и ОЦТ тела по ходу движения.
В течение фазы разгона махового звена увеличение скорости его ЦТ влечет за собой нарастание скорости ОЦТ.
В фазе торможения, через мышцы антагонисты, маховые звенья передают свой импульс (Ft) всей системе, т.е. происходит перераспределение скоростей.
На направление отталкивания влияет «угол отталкивания ; как угол наклона динамической составляющей опорной реакции в данный момент времени.
Однако, неоднозначность движущейся системы не позволяет дать точное определение угла отталкивания.
Рассмотрим различные способы определения угла отталкивания;
1) угол наклона продольной оси толчковой ноги не может полностью характеризовать направление отталкивания, т.к.
в одной и той же позе силы, действующие на тело через опорное звено, могут иметь различное направление.
Несмотря на разнообразие шагательных движений в наземных локомоциях (ходьба, бег, ходьба на лыжах, бег на коньках), в их кинематике и динамике можно обнаружить общие основы.
В шагательном движении выделяют два периода: опоры и пере-носа. Когда перенос менее длителен, чем опора, периоды опоры обеих ног частично совпадают (период двойной опоры).
В цикле бега имеется два периода опоры и два полета. Период опоры состоит из фазы амортизации и отталкивания.
заканчивается в момент максимального подъема ОЦТ ноги, относительно таза (задняя критическая точка).
Фаза разгона- начинается с момента наивысшего положения ОЦТ ноги относительно таза и заканчивается в момент
наибольшей линейной скорости ОЦТ ноги относительно таза. С этого момента начинается фаза торможения, а заканчивается эта фаза в момент наиболее высокого положения ОЦТ ноги впереди таза (передняя критическая точка).
На границе фаз разгона и торможения линейная скорость ОЦТ ноги максимальна и ускорение меняет знак. Конец фазы торможения является началом заключительной фазы периода переноса, фазы опускания. Заканчивается эта фаза постановкой ноги на грунт.
Итак, мы рассмотрели весь цикл шагательного движения.
Необходимо отметить высокую экономичность шагательных движений с точки зрения расхода энергетических ресурсов организма.
Шагательные движения носят колебательный характер, т.е. в процессе колебаний относительно таза происходит непрерывная смена одного вида энергии (потенциальной) на другой (кинетический). И максимум подкачки энергии в эту своеобразную колебательную систему приходится вполне определенные зоны цикла.
Скорость шагательных движений можно определить, зная длину шага и темп.
Таким образом, увеличение длины и частота шагов приводит к увеличению скорости. Существуют оптимальные значения длины и частоты шагов для каждого спортсмена в зависимости от его физической подготовленности и поставленной двигательной задачи.
Например, существуют оптимальные значения длины и частоты шагов для армейского строя, причем эти параметры различны для походного и парадного марша.
Большое значение в локомоциях имеет их ритмическая структура (соотношение длительностей различных фаз). Ритм можно считать важным показателем совершенства локомоций.
В разбеге стоит задача достижения той скорости, при которой создадутся оптимальные условие для взаимодействия с опорой. Высокие скорости разбега предъявляют высокие требования к опорным звеньям в
фазе амортизации. Отталкивание от опоры осуществляется за счет работы опорной ноги и ТАКЖЕ за счет маховых движений свободных звеньев в направлении отталкивания
Водные локомоции
«. море это состояние между небом и землей. »
Человек не рыба и не морское существо, он обязан уметь перемещаться в водной среде (поверхность воды в 5 раз больше поверхности суши). Умение плавать необходимый атрибут жизнеобеспечения, можно сказать, безопасности жизнедеятельности.
Общие основы
Вода-жидкость, агрегатное состояние вещества промежуточноемеждутвердымигазообразным состоянием.
Жидкость сохраняет некоторые свойства твердых тел и свойства газа. Но есть ряд присущих только ей особенностей. Подобно твердому телу вода имеет свой объем, свободную поверхность, обладает прочностью на разрыв. Жидкость принимает форму сосуда. Жидкость отличается сильным межмолекулярным взаимодействием и вследствие этого малой сжимаемостью. Это свойство объясняется тем, что небольшое уменьшение расстояния между молекулами приводит к появлению больших сил межмолекулярного отталкивания.
Главная задача гидромеханики- определение закономерностей взаимодействия между жидкой средой и движущимися или покоящимися в ней телами.
Теоретическое определение закона сопротивления принадлежит Н. Ньютону (сопротивление пропорционально квадрату скорости тела). Он доказал, что сопротивление связано с трением жидкости о поверхность тела, им было определено, что сила трения между двумя слоями жидкости пропорциональна скорости этих слоев относительно друг друга. Теоретические основы гидродинамики были заложены Л. Эйлером и Бернулли. Определены два вида- ламинарное и турбулентное течение жидкостей, в тех случаях, когда жидкость разделяется на слои, скользящие относительно друг друга не перемешиваясь, такое течение называется ламинарным (слоистым). При увеличении скорости, поперечных размеров потока, характер течения меняется.
Возникает энергичное перемешивание жидкости. Такое течение называется турбулентным. При турбулентном течении скорость частиц в каждом месте изменяется беспорядочным образом.
Английский ученый Рейнольде рассчитал коэффициент (число Рейнольдса), зависящий от:
-средней скорости потока;
-площади (размера) поперечного сечения.
Движение тел в жидкости
При движении тела в жидкости на него действуют силы, равнодействующую которых мы обозначим буквой Р. Силу Р можно разложить
При движении тела в жидкости, обладающей вязкостью (например, в воде), тонкий слой жидкости прилипает к поверхности тела и движется с ним как единое целое, увлекая с собой из-за трения последующие слои. По мере удаления от поверхности тела скорость слоев падает и на некотором расстоянии оказывается практически невозмущенной движением тела.
Таким образом, тело оказывается окруженным слоем жидкости, в котором имеется градиент скорости. Этот слой называется пограничным. В нем действуют силы трения, которые тормозят движение, т.е. приводят к возникновению лобового сопротивления. Но дело не исчерпывается только этим. Наличие пограничного слоя препятствует полному обтеканию тела. Действие сил трения в поверхностном слое приводит к тому, что поток отрывается от поверхности тела, в результате этого позади тела возникают вихри. Давление, образуемое в вихревом потоке за, телом, оказывается пониженным, что приводит к увеличению сил лобового сопротивления. Лобовое сопротивление, таким образом, складывается из сопротивления трения и сопротивления давления. Последнее сильно зависит от формы тела.
Соотношение между сопротивлением трения и сопротивлением давления определяется значением числа Рейнольдса.
Центр плавучести
Поэтому в процессе удара влияние внешних сил можно пренебречь и считать, что система является замкнутой, т.е. в ней выполняется закон сохранения количества движения. Рассматривая соударяющиеся тела как
сначала происходит деформация тел, при этом кинетическая энергия движения переходит в потенциальную энергию упругой деформации, за-тем потенциальная энергия переходит в кинетическую.
2.2. Биомеханика ударных движений
По этой причине два удара, наносимы с одной и той же скоростью по мячу вызывают различную начальную скорость его вылета, и сила удара при этом оказывается разной. Поэтому величина ударной массы может быть использована как критерий эффективности техники удара. В практике это называется «вложить массу в удар». Ясно, что величина удара будет зависеть от массы спортсмена. Не случайно, поэтому в боксе введены веоловые категории. Однако и в боксе и в футболе мы можем назвать спортсменов, обладающих очень сильными ударами не имея большой собственной массы и не отличающихся мышечной
силой. Эти спортсмены умеют сообщать большую скорость ударяющему сегменту и в момент удара взаимодействовать с ударяемым телом большой массы.
Известно, что путь ударного взаимодействия, по которому движутся соударяющиеся тела, может быть 20-30 см. И поэтому имеется возможность изменить количество движения во время соударения за счет сил не связанных с самим ударом.
Во всяком случае, возможны три ситуации, когда, например, футболист в момент удара развивает скорость 15 м/с.
Первый вариант, когда стопа по время удара дополнительно ускоряется за счет активности мышц, ударный импульс при этом и скорость вылета увеличиваются. Второй вариант, когда стопа во время удара произвольно тормозится (например, срабатывает охранительный механизм) импульс силы уменьшается, начальная скорость вылета снижается. Такие удары выполняются и при необходимости более точного посыла, передачи мяча партнеру и т.п. Третий вариант, когда в момент удара звено не ускоряется и не тормозится, тог-да действуют только ударные силы. Встречаются ударные движения, когда дополнительный прирост количества движения во время соударения очень велик и движение является чем-то средним между ударом и броском (метанием). Например, иногда бывают такие передачи в волейболе.
Во время удара, поскольку оно чрезвычайно кратко исправить допущенные ошибки уже не представляется возможным. В этой, связи точность ударов в основном обеспечивается правильными действиями в замахе и ударном движении. Исследования показали, что точность ударов (при трудовых действиях) связана со скоростью ударного действия. При этом медленные удары менее точные, чем удары, наносимые с высокой скоростью. Эти выводы представляют практические интерес для спорта. Однако при значительном увеличении скорости точность падает. Роль подготовительных действий при ударах в футболе были исследована Г.А. Смирновым, показавшим, что место постановки опорной ноги определяет у начинающих игроков целевую точность примерно на 60-80 %.
Тактика спортивных игр и единоборств (бокс) требует неожиданных, «скрытых» ударов. Решение этой задачи осуществляется выполнением ударов без подготовки, без замаха, после обманных движений (финтов). Биомеханические характеристики таких ударов количественно ниже, т.к. в этих случаях удары осуществляются за счет дистальных сегментов, обладающих меньшими силовыми возможностями.