Спринт на 100 метров в легкой атлетике всегда является одним из самых ярких событий крупных легкоатлетических соревнований. Но даже на обычных встречах это соревнование всегда находится в центре внимания. Ниже мы разберемся в сути феномена спринтерского бега. Первый шаг – детальное описание движения, второй – биомеханический анализ.
В целом спринтерский бег можно разделить на стартовую и беговую фазы.
1. Фаза поддержки спереди (см. серию изображений техники спринта 1-2, 10-13, рис. 1)
Фаза поддержки спереди служит для амортизации давления при приземлении и достижения предварительного напряжения в мышцах. На этом этапе тормозной эффект должен быть как можно меньшим, чтобы иметь возможность как можно быстрее преодолеть переднюю опору. Спринтер старается как активно, так и хватательно поставить ногу близко к вертикальной проекции центра тяжести тела.
В результате такого положения стопы мышцы, участвующие в движении, оптимально предварительно напряжены. После вытягивания кончика стопы стопа ставится на землю, как кнут.
Спринтер приземляется на внешний подъем свода стопы, колено и голеностопный сустав в начале фазы опоры образуют угол почти 90°. Теперь спринтер должен постараться как можно быстрее довести бедра до точки контакта стопы.
2 Фаза задней опоры (см. серию изображений Техника спринта 2, 14, рис. 1)
Величина и направление ускорения определяются впечатлением в фазе задней опоры. Поэтому цель этого этапа — развить оптимальную силу впечатления. Эта часть общего движения становится видимой внешне через разгибание голеностопных, коленных и тазобедренных суставов. В это время туловище находится в небольшом положении вперед или в вертикальном положении. Интересно, что у высокочастотных спринтеров обычно не получается полного разгибания ноги. Предыдущее растягивающее движение создает оптимальные условия для следующих двух фаз движения.
3 Фаза маха вперед (см. серию изображений техники спринта 5-9, рис. 1)
На этом участке маховая нога используется как дополнительный толчковый импульс, оказывающий усиливающее давление по отношению к опоре. Что особенно характерно для этого, так это высокий подъем колена примерно на 15° ниже горизонтали, при этом маховая нога достигает максимальной скорости в первой части фазы подъема. Голень свободно и оптимально двигается вперед, одновременно опуская бедро назад. Эффективность подъема колена можно обозначить следующим образом: «Подъем колена в сочетании с поворотом голени обеспечивает соответствующую длину шага в зависимости от горизонтального ускорения, достигаемого спринтером при опоре сзади, и индивидуальных особенностей человека. антропометрические требования». Во второй части махового движения приземление готовится за счет отведения голени назад. Вначале кончик стопы приподнимают, чтобы усилить напряжение стопы и икроножных мышц для фазы опоры. Таким образом создаются наилучшие условия для амортизации посадочного давления. В литературе фазу переднего переноса часто называют «фазой подъема колена».
4 Фаза замаха сзади (см. серию изображений техники спринта 3-4, рис. 1)
Фазу замаха назад характеризует свободный раскачивание отталкивающейся ноги после освобождения контакта с землей, поскольку центральной особенностью этой подфазы является расслабление задействованных мышц. В конце фазы маха спринтер достигает максимального крена, что, в свою очередь, является основным требованием для эффективного подъема колена в фазе переднего маха. Когда колено маховой ноги обгоняет опорную ногу, достигается оптимальное время для максимального подъема пятки к ягодицам. В этом положении бедро и голень максимально сближаются, что растягивает разгибатели колена. Это приводит затем к более высокому ускорению всей системы при выполнении движений.
5 Работа руками (см. серию изображений «Техника спринта» 1–14, рис. 1)
Когда руки активно попеременно размахиваются, достигается угол локтя 90°. Кисти и пальцы свободно вытянуты. Для положения рук во время спринтерского бега характерны сильные индивидуальные различия, поскольку в ходе тренировочного процесса у каждого спортсмена вырабатывается свой личный стиль. Тем не менее, работа рук должна выполнять четыре основные функции:
- Боковые движения туловища сбалансированы для достижения максимально прямолинейного движения.
- При этом момент импульса тела вокруг его продольной оси, создаваемый ногами, уравновешивается.
- Сила реакции, противодействующая движению рук вверх, преобразуется в усиленное развитие силы ног.
- Импульс рук посредством торможения в точке разворота передается на тело.
6 Положение туловища и головы (см. серию изображений «Техника спринта» 1–14, рис. 1)
Положение туловища во время спринта оказывается функциональным. Это означает, что она должна быть прямой, но не напряженной, и что при беге с верхней частью тела вперед необходимо принимать легкое положение тела с прогнутой спиной.
Во время движения мышцы плеч и шеи кажутся расслабленными. Голова остается неподвижной при взгляде на цель или в направлении бега.
Биомеханические основы техники спринтерского бега
Как уже говорилось в описании движения, спринтерский бег можно разделить на фазы поддержки и маха. «Поскольку опорная реакция земли как пассивная внешняя сила представляет собой механическую предпосылку ускорений», эта и другие фазы рассматриваются с биомеханических аспектов. Но сначала давайте уточним некоторую терминологию. Биомеханику в целом можно разделить на кинематику и динамику, а последняя разветвляется на статику и кинетику. В кинематике различают поступательные движения (перенос) и вращательные движения (вращение). Перевод описывает «поступательное движение, при котором все точки тела движутся по параллельным траекториям», а при вращении «все точки тела (туловище и конечности) движутся вокруг одной в виде концентрические круги, общая точка поворота». При спринте только на второй взгляд замечаешь, что происходят не только поступательные движения, но и вращательные, например в ногах. Речь здесь идет о смешанной форме поступательно-вращательного движения. Как описано выше, динамика состоит из статики и кинетики. Поскольку статика имеет дело с объектами в покое, в нашем движении она неинтересна. Кинетика, с другой стороны, важна, поскольку она имеет дело с силами, которые приводят к изменению местоположения. Важными физическими терминами с кинетической точки зрения поступательных движений являются масса, импульс и сила, а также во вращательном движении величины момента инерции, углового момента и крутящего момента. Для поступательных движений необходимо соблюдать первые две аксиомы Ньютона. Первый закон Ньютона гласит: «Каждое тело остается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно не вынуждено изменить свое состояние под действием действующих сил».
Для того чтобы изменить его состояние движения, необходимы силы. Инерция тела определяется его массой. Чем больше масса тела, тем больше его инерция и тем больше должна быть сила, чтобы навсегда изменить его состояние. Устанавливается связь между силой и массой. Это приводит ко второму закону Ньютона, закону ускорения: «Масса, на которую действует сила, испытывает ускорение, пропорциональное силе и обратно пропорциональное массе тела».
На этой основе фаза поддержки теперь рассматривается с различных физических и биомеханических аспектов. «Кинетическая энергия вперед-вниз, возникающая в результате фазы полета, должна замедляться в начале фазы поддержки (амортизации)» . Для этого людям необходимы горизонтальные и вертикальные силы в опорной ноге. Во-первых, в фазе опоры возникает отрицательное ускорение, что приводит к снижению горизонтальной скорости. За этим процессом торможения сразу следует процесс ускорения, при котором должен преобладать положительный горизонтальный импульс.
Затем рассматривается угол, который «образует линию, соединяющую центр тяжести тела – точку опоры с вертикалью». «Чем больше заднее положение верхней части тела при передней опоре, тем больше горизонтально направленная тормозная сила» при условии, что углы бедра, колена и голеностопного сустава постоянны .
Хорошо известный биомеханический принцип начальной силы дает основание полагать, что удар ускорения можно максимизировать за счет предварительной амортизации. Однако необходимо учитывать рабочие углы, поскольку они могут иметь негативное влияние, если они неоптимальны. Для нашего спринтерского бега это означает, что спортсмену всегда приходится находить «компромисс между минимизацией неизбежной потери скорости, с одной стороны, и необходимым количеством начальной силы, с другой». Эти предварительные знания приводят к предположению, что фаза передней поддержки должна быть как можно более короткой, чтобы получить максимальную отдачу от бега. Этого можно добиться, если бегун коснется земли только передней частью стопы. «Поэтому увеличение силы зависит от скорости постановки ног из-за горизонтальной скорости тела».
Биомеханический принцип противодействия основан на третьем законе Ньютона «acitio est реакция». Этот закон дает понять, что «реактивное действие ускорения поворота оказывает дополнительный стимул на амортизирующие мышцы-разгибатели, проходящие через переднюю опору». Таким образом, колебательные движения оказывают положительное влияние на импульс отталкивания и продолжительность поддержки. Чтобы создать необходимую силу, ускоряющую тело вперед от земли, бегун может «активно вытягивать или активно подтягивать под тело опорную ногу» или «элементы маха: руки и ноги» использовать.
Важной переменной, которой до сих пор пренебрегали, является кредитное плечо. «Рычаги встречаются на человеческом теле в различных формах и в основном используются для подъема грузов». Различные рычаги действуют на тазобедренный сустав уже при сгибании или разгибании колена. Например, «при согнутом колене расстояние от центра тяжести ноги значительно меньше, чем при разогнутом коленном суставе, т. е. чем сильнее растянут коленный сустав, тем большую силу необходимо приложить сгибатель бедра для поднятия ноги». Таким образом, на скорость движения влияет длина рычага.
И последнее, но не менее важное: рассматривается принцип сохранения (углового) момента. При сохранении углового момента чем больше момент инерции, тем меньше угловая скорость и наоборот. Этот принцип можно найти в фазе качания ноги. Бегун может вынести ногу вперед тем быстрее, чем дальше сомкнут угол колена. Это означает, что на угловую скорость бедра может влиять угол наклона колена. Когда речь идет о принципе сохранения импульса, который имеет место при линейных движениях, для наглядности можно использовать сравнение с мячом, чтобы проиллюстрировать спринт:
«Если шар А сталкивается по центру с другим неподвижным шаром В того же веса, то шар А остается лежать после столкновения, а шар В продолжает катиться с той же скоростью, с которой прибыл шарик А. Нечто подобное происходит, когда оба шара связаны веревкой и шарик А удаляется от шарика Б. Если шарик А удаляется от шарика В, то как только струна натянется и остается натянутой, оба шарика продолжают двигаться со скоростью, вдвое меньшей начальной скорости шарика А, т. е. часть импульса от шарика А была передана при переносе на шар B общий импульс сохранялся (…) Если заменить шар A руками, шар B туловищем и опорной ногой, а струну мышцами, не позволяющими рукам двигаться дальше, физический пример можно легко переводится в спринтерский бег. Этот пример также применим к ногам как элементам маха».
Если во время спринта мышцы напряжены, руки и маховая нога не могут двигаться дальше. Если это происходит в точке разворота, импульс передается телу. «В сочетании с сохранением углового момента это показывает, что генерируемый импульс движения зависит не только от скорости, с которой рука или маховая нога поднимается вверх, но также и от положения руки или ноги».
В заключение, эффективный спринтерский шаг требует активной постановки и захвата стопы и ноги, положения маховых элементов во время махового движения и в точке разворота, торможения движения маховых элементов в точке разворота при их соприкасаются с землей, а также необходима достаточная опора в ногах и корпусе.
|
