Биомеханическая характеристика скоростных качеств. Биодинамика лыжного хода

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

1. Понятие о скоростных качествах………………………………………….3
2. Динамика скорости………………………………………………………...4
3. Скорость изменения силы (градиент силы)……………………………....5
4. Биомеханические аспекты двигательных реакций………………………6
5. Мышечная активность в скоростных движениях…………………………..7
6. 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

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. Биомеханическая характеристика скоростных качеств

1. Понятие о скоростных качествах

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.

В движениях циклического характера скорость передвижения непосредственно определяется частотой движений и расстоянием, про­ходимым за один цикл (длиной «шага»).

С ростом спортивной квалификации (а следовательно, и с увеличением максимальной скорости передвижения) оба компонента, опре­деляющие скорость передвижения, как правило, возрастают. Однако в разных видах спорта по-разному. Например, в беге на коньках основное значение имеет увеличение длины «шага», а в плавании — примерно в равной степени оба компонента. При одной и той же максимальной скорости передвижения у разных спортсменов могут быть значительные различия в длине и частоте шагов.

2. Динамика скорости

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).

3. Скорость изменения силы (градиент силы)

Слово «скорость» употребляется для обозначения не только быстроты изменения положения тела или его частей в пространстве, но и быстроты изменения других показателей (например, можно говорить о скорости-изменения температуры). Сила действия, которую проявляет человек в одной попытке, непрерывно изменяется. Это вызывает необходимость изучения скорости изменения силы — градиента силы. Градиент силы особенно важен при изучении движений, где необходимо проявлять большую силу в возможно короткое время — «взрывом».

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).

4. Биомеханические аспекты двигательных реакций

 

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).

С ростом спортивного мастерства длительность как сенсорного, так и моторного компонента в сложных реакциях сокращается. Однако в первую очередь сокращается сенсорная фаза (спортсмену нужно меньше времени для принятия решения), что позволяет более точно, спокойно и уверенно выполнить само движение. Вместе с тем, как бы она ни сокращалась, нужно иметь возможность наблюдать объект реакции (мяч, противника и т. п.) достаточное время. Когда движущийся объект попадает в поле зрения, глаза начинают двигаться, как бы сопровождая его. Это движение глаз происходит автоматически и не может быть произвольно заторможено или ускорено (правда, на спортсменах высокого класса такие исследования пока не проводились; быть может, они и умеют это делать). Приблизительно через 120 мс после начала прослеживающего движения глаз происходит опережающий поворот головы примерно в то место пространства, куда передвигается объект и где он может быть «перехвачен». Поворот головы происходит также автоматически (даже у людей, плохо умеющих ловить мяч), но при желании может быть заторможен. Если поворот головы не успевает произойти и вообще если время наблюдения за движущимся объектом мало, успешность реакции уменьшается.

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.

 

5. Мышечная активность в скоростных движениях

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.

 

6. Возрастное развитие быстроты движений

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.

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. Биодинамика лыжного хода

2.1. 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.

 

Кинематическое описание попеременного двухшажного хода

1. Период скольжения лыжи

В попеременном двухшажном ходе чуть позднее отталкивания палкой завершается отталкивание лыжей, начинается скольжение на другой лыже. Свободное скольжение (фаза I) происходит при тормозящем воздействии трения лыжи по снегу и незначительном сопротивлении воздуха. Чтобы меньше терять скорость, нельзя делать движения с ускорениями звеньев, направленными вверх; это вызовет силы инерции, направленные вниз, которые прижмут лыжу к снегу и увеличат трение. Замедление же движений вверх рук и переносной ноги (после предыдущего отталкивания лыжей «на взлет»), наоборот, снизит давление на лыжу и уменьшит трение. Свободное скольжение заканчивается постановкой палки на снег: после замедленного завершения махового выноса руки вперед лыжник, слегка согнув ее и зафиксировав  суставы руки и туловища,   энергичным ударом ставит палку на снег.