2.2. Количественные характеристики движений

2.2. Количественные характеристики движений

Все двигательные действия в спортивной борьбе могут быть описаны кинематическими характеристиками и динамическими параметрами (схема 2.1., 2.2.).

Схема 2.1.

Кинематические составляющие движений

Поскольку основная задача в спортивной борьбе – переведение тела сопротивляющегося противника из какого-либо исходного в заданное правилами конечное положение (Ю.А. Шулика, 1988), то первоосновой при организации целенаправленного движения является формирование «модели потребного будущего» (Н.А. Бернштейн, 1991), что и предопределяет доминирование кинематических параметров, влияющих на эту модель.

Действительно, прежде чем проводить бросок или переворот, необходимо учесть особенности взаимной позы, взаимного захвата, при использовании которого можно будет обеспечить собственное перемещение относительно противника и перемещение тела противника совместно со своим телом.

Только определив эту модель и достигнув кинематической связи, можно реализовывать ее в динамическом аспекте, используя силу своих мышц и инерционные факторы.

Схема 2.2.

Динамические составляющие движений

При изучении движений спортсмена тело его условно принимают за материальную точку (это самая простая модель). Если при анализе движений размерами тела пренебречь невозможно (поскольку теряется смысл решаемой задачи), оно может быть рассмотрено (на кинограмме) как система материальных точек. Допускается еще одно упрощение: тело спортсмена условно считается абсолютно твердым, т.е. формы и размеры его отдельных звеньев считаются неизменными при движениях (расстояния между материальными точками каждого звена или части тела постоянны).

Принимая различные положения, борцы, как правило, должны заботиться о сохранении или изменении равновесия своего тела и тела соперника. Для принятия любого фиксированного положения борец должен обеспечить необходимые условия взаимодействия своего тела с опорой (ковром), соперником.

Существуют три вида равновесия тела: устойчивое, неустойчивое и безразличное. Во время схватки соперники почти никогда не находятся в положении безразличного равновесия, довольно редко – в устойчивом, чаще всего – в неустойчивом. Это требует больших мышечных усилий и значительного расхода энергетических ресурсов. Напряжение мышечной системы тем больше, чем более неустойчиво положение борца. Биомеханическим критерием степени устойчивости тела является место расположения его общего центра масс (ОЦМ), причем любые, даже малозначительные смещения ОЦМ относительно опоры изменяют устойчивость. Наиболее устойчивым положение борца бывает в тех случаях, когда ОЦМ находится ближе всего к опоре, – при низкой стойке.

Однако не только расположением ОЦМ определяется степень устойчивости тела борца. Не менее важным критерием устойчивости является величина площади опоры тела. Степень устойчивости тела прямо пропорциональна площади его опоры. Следовательно, борец должен стремиться к увеличению площади опоры и снижению высоты расположения над ней ОЦМ.

Еще одним критерием устойчивости тела служит линия тяжести (перпендикуляр, опущенный из ОЦМ). Для сохранения равновесия тела необходимо, чтобы эта линия проходила через площадь опоры. В противном случае борец потеряет равновесие. В случае, когда борец для поддержания равновесия не выполняет различными частями тела страхующих движений, его положение будет тем устойчивее, чем ближе к центру площади опоры проходит линия тяжести.

Для более объективной оценки степени устойчивости тела необходимо учитывать величину угла устойчивости – угла, заключенного между линией действия силы тяжести и наклонной линией, проведенной из ОЦМ к любой точке границы площади опоры. Величина угла устойчивости зависит не только от величины площади опоры, но и от высоты расположения ОЦМ над ней. Так, при одной и той же площади опоры угол устойчивости тела борца будет тем больше, чем ближе к площади опоры располагается ОЦМ. Быстрота смены угла устойчивости зависит от конкретных условий и позволяет опытному борцу своевременно принять наиболее устойчивое положение и тем самым обеспечить проведение приема.

Определение так называемого момента устойчивости (М_уст) помогает получить интегральную оценку степени устойчивости борца, принявшего конкретную позу. М_уст равен произведению силы тяжести тела на плечо в области площади опоры и определяется произведением массы тела борца на длину перпендикуляра, проведенного от границы площади опоры к линии тяжести. М_уст зависит от двух величин: массы борца и площади опоры. Площадь опоры тела борца редко принимает очертания фигуры правильной формы, и, естественно, линия тяжести почти никогда не пересекает ее по центру. Регулируя относительную подвижность сегментов тела мощной мускулатурой, можно оказывать значительное влияние на степень устойчивости тела. Сила борца, стремящегося вывести соперника из равновесия, действует на его тело и образует так называемый опрокидывающий момент (М_опр) – момент силы относительно оси вращения. Для сохранения равновесия необходимо, чтобы M_уст был больше М_опр. Этого можно достичь, приняв соответствующую позу, увеличив площадь опоры, приблизив к ней ОЦМ тела и напрягая большие группы мышц (рис. 2.1.).

Рис. 2.1. Коэффициент устойчивости, равный соотношению момента устойчивости (М_уст) защищающегося борца и опрокидывающего момента (М_опр) атакующего борца (Q – сила действия атакующего)

Отношение М_уст к М_опр называется коэффициентом устойчивости (К): К = М_уст/М_опр. При К>1 тело сохраняет равновесие, если К=1, оно принимает крайнее положение; когда К<1, тело теряет равновесие.

При выполнении движений без изменения места на ковре ОЦМ тела может перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В первом случае одновременно перемещается проекция ОЦМ на площадь опоры, что создает угрозу потери равновесия тела. Избегая этого, борец вынужден совершать так называемые компенсаторные движения (дополнительные или сопутствующие основному движению). Обычно они выполняются при малой площади опоры, удержании соперника, защитных действиях и отрыве соперника от ковра. Часто эти движения требуют значительного напряжения многих групп мышц. В основе механики компенсаторных движений лежат закономерности проявления третьего закона динамики, в соответствии с которым при взаимодействии тела борца с опорой (ковром), соперником и частями его тела действие силы всегда вызывает одинаковое по величине и противоположное по направлению противодействие. Благодаря компенсаторным движениям, создается своеобразный баланс сил взаимодействия (действия и противодействия), и спортсмену удается сохранить равновесие. При выполнении компенсаторных движений наибольшая нагрузка приходится на суставы и группы мышц, ближе других расположенных к опоре. Например, при борьбе в стойке наибольшая нагрузка приходится на суставы и мышцы стоп и коленных суставов.

Если борец находится в относительно неподвижном положении (в любой стойке), давление тела на опору равно его весу. Когда он начнет резко перемещать ОЦМ тела вниз, двигаясь с ускорением (при некоторых атакующих действиях), силы инерции масс отдельных звеньев тела будут направлены вверх. В этом случае давление тела (сила тяжести) на опору меньше, чем его вес (на величину, равную силе инерции звеньев тела). При перемещении ОЦМ тела вверх (например, при ускоренном разгибании в коленных, тазобедренных и других суставах во время резкого вставания, подпрыгивания вверх, поднимания соперника и т.д.) давление тела борца на опору складывается из веса тела и силы инерции частей тела, направленных вниз, т.е. в сторону, противоположную движению всего тела.

При равномерном движении ОЦМ тела (без ускорения) в вертикальной плоскости давление на опору равно весу тела. Практически такое движение ОЦМ тела в борьбе не встречается, так как почти все действия выполняются с ускорением звеньев тела, что можно проверить на обычных пружинных весах (в положении стоя весы будут показывать массу борца; во время резкого вставания показатель на весах увеличится за счет силы тяжести).

Выполняя технические действия, связанные с активными широко амплитудными перемещениями, каждый борец должен руководствоваться биомеханическими закономерностями, позволяющими ему наиболее эффективно использовать индивидуальные возможности и другие факторы, к которым относятся, прежде всего, внешние силы тяжести, реакции опоры, инерции, сопротивления соперника и др. Активная борьба возможна только в том случае, если спортсмен способен при помощи внутренних сил (силы собственных мышц) активно преодолевать внешние силы.

Особенности техники борьбы определяются способностью спортсмена освоить биомеханические закономерности движений.

Использовать их – значит добиться большого преимущества над соперником при проведении различных бросков, обманных движений, переводов, сбиваний. В обманных действиях спортсмен ложным движением вызывает ответное действие соперника, масса тела которого начинает движение в определенном направлении с такой скоростью, что для изменения направления движения требуются время и чрезмерные, иногда недоступные спортсмену усилия. Быстрым и ловким движением, правильным выбором места приложения к телу соперника собственных сил атакующий спортсмен увеличивает скорость уже неуправляемого движения обманутого соперника, чем и выводит его из равновесия. Иногда инерцию движения соперника атакующий борец выгодно использует при борьбе в стойке, выполняя разнообразные заведения, осаживания, толчки, рывки. Когда соперник вольно или невольно перемещается по ковру, атакующий борец резким движением сковывает движения его ног. Туловище соперника продолжает двигаться по инерции, компенсаторные движения он выполнить не может, в результате чего, теряя равновесие, падает.

Количественная связь между силами, приложенными к телу спортсмена, и изменением скорости его движения определяется вторым законом динамики: изменение скорости движения (ускорение) прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе тела. Чтобы придать ускорение движению своего тела или телу соперника, борец должен развить большую силу. Конечный эффект движения будет зависеть от массы того тела, к которому приложена сила.

В качестве примера эффективности использования знаний законов биомеханики при прогнозировании возможностей противника можно привести анализ возможностей сохранения противником статического (противонаправленного) равновесия. Если у противника длина стопы относительно длиннее обычного, то он обладает повышенным качеством статической устойчивости и для его опрокидывания следует использовать броски с вертикальным отрывом от ковра.

Если у противника пяточная кость слишком выдается назад, то он устойчив к выведению из равновесия назад.

Если у противника, при относительно небольшой двуглавой мышце, сухожилие прикреплено к кости предплечья на сантиметр ниже обычного, то ее сила может быть на порядок выше обычной и т.д.