Гимнастика. Секреты эффективного движения. Биомеханика. Структура. Техника

Рис. 4.3. Приопорные взаимодействия при отталкивании.

При наиболее простых выталкиваниях (рис. 4.3) опорная реакция N, вызванная активными действиями спортсмена F, направлена перпендикулярно к опоре, и прыгун получает необходимую связь с нею, как бы испытывая опору на прочность (ср. с поведением опоры при упругом отталкивании). При отталкивании под углом к поверхности опоры и активная сила F, и «отвечающая» ей реакция N имеют вертикальную и горизонтальную составляющие, последняя из которых в обычном случае есть не что иное как сила поверхностного сцепления с опорой – сила трения.

Взаимодействие приопорных и периферических звеньев. В спортивном обиходе технические представления об отталкивании нередко сводятся к сопоставлению работы непосредственно опорных звеньев и т.н. «маховых», наиболее свободных звеньев отрытой биокинематической цепи (рук при отталкивании ногами, голени/стопы при отталкивании из виса и т.п.), которой в данном случае является тело гимнаста.

Между тем, надо понимать, что с биомеханической точки зрения, «маховая работа» при отталкиваниях включает в себя не только движение легкими периферическими звеньями, но и вообще представляет собой генерализованное движение всех масс тела, располагающихся дистально, в более подвижной части тела, отделенной его ОЦТ.

На рис. 4.1 этой «маховой» половиной тела является верхняя его полумасса, включающая в себя (при отталкивании ногами) всю верхнюю часть туловища с головой и руки.

Эффективность маховых действий при отталкивании обусловливается рядом факторов.

Первый из них – ускорение свободных звеньев при их маховом движении. Чем большее ускорение приобретают в 1-й фазе отталкивания свободные звенья тела спортсмена, тем больше, в силу реактивного взаимодействия в кинематической цепи, давление на опору, и тем эффективнее, при прочих равных условиях, физически мощнее все отталкивание. При этом эффективность махового движения зависит не только от физических возможностей исполнителя, но и от техники движения.

Так, иногда выгоднее выполнять мах не прямыми руками или ногой (что может быть непосильно, хотя, в принципе, желательно), а с их взвешенным сгибанием, так как в этом случае, действуя на уровне реальных физических возможностей исполнителя, можно достичь большего ускорения движущихся масс тела и, следовательно, более высокой их энергетики.

Второй фактор, связанный с первым – оптимальная амплитуда махового движения. При прочих равных условиях, наибольший энергетический эффект даст маховое движение свободными звеньями, выполняемое лишь до того момента, пока звено продолжает наращивать скорость и, соответственно, кинетическую энергию. Например, высокий, но замедленный взмах руками при акробатическом сальто сопровождается потерей мощности (конкретно – высоты вылета и скорости «крутки»).

Третий фактор, также связанный с предыдущими – масса звеньев, вовлекаемая в маховое движение. Очевидно, что чем большие массы тела участвуют в ускоренном движении, тем, при прочих равных условиях, мощнее отталкивание.

Так, при отходе на акробатическое сальто быстрый мах вверх-назад совершают не только руки прыгуна, но и массивные верхние отделы туловища вместе с головой[17 - Одним из приемов обучения акробатическому сальто с места является его исполнение с легкими гантелями в руках. Это помогает спортсмену не только лучше понять важность махового движения руками, но и, как правило, заметно улучшает качество прыжка.]. При этом движение еще активнее, если действия в тазобедренных суставах выполняются синхронно с однонаправленными действиями в суставах позвоночника (см. ниже). При т. н. «бросковых» движениях в гимнастике мах выполняется не только за счет действий в тазобедренных, но и плечевых суставах, благодаря чему в активное маховое движение сразу вовлекаются не только ноги, но и туловище.

Четвертый фактор – интенсивность, «резкость» торможения маховых звеньев, т. е., мощность действий второй фазы отталкивания. Даже при самом активном начале отталкивания последующие вялые действия не дают должного эффекта и приводят к бесполезному рассеянию ранее полученной кинетической энергии, переходящей в тепловую форму. Иными словами, мощность действий в обеих фазах отталкивания должна быть соразмерной, в противном случае механизм отталкивания «не срабатывает».

Пятый фактор – направление вращения маховых звеньев. Поскольку маховая работа периферическими звеньями, как и любое суставное движение, всегда носит вращательный характер, она не может не влиять на вращательные характеристики движения тела спортсмена в целом. Поэтому, в тех случаях, когда программа движения предполагает получение активного вращения всем телом, немаловажно как именно при отталкивании действуют маховые звенья спортсмена.

На рис. 4.4 даны в сравнении характерные случаи с различными сочетаниями направления вращения свободными звеньями и последующего движения всем телом при отталкивании.

Рис. 4.4. Направление вращения маховых звеньев при отталкивании

Уже первый случай «а» в этом смысле не так прост, как может показаться. Выполняя обычный, без вращения (для тела в целом) прыжок со взмахом рук вперед-вверх (то есть с их вращением назад), исполнитель вынужден едва заметным, как правило неосознаваемым, сгибанием тела («втягивая» грудь, отводя таз назад) компенсировать вызываемый таким махом рук «отвал» назад, с тем чтобы получить в итоге правильное поступательное движение вверх.

Второй случай «б» – акробатический переворот назад – предполагает вполне естественное и биомеханически рациональное сочетание одноименного вращения и перемещения всего тела. В этом случае маховая работа свободными звеньями содействует вращению всего тела акробата, причем в полном цикле переворота такое отталкивание выполняется дважды – вначале ногами (с махом руками) и затем руками (с маховой, «курбетной» работой ногами). Принципиально так же строятся и движения, в которых маховыми звеньями являются не только руки, но и свободная нога («маховые» акробатические сальто и т.п.).

Третий случай «в» также кажется вполне естественным по структуре маховых действий. Это, например, прыжок с мостика в опорных прыжках, когда тело в целом вращается вперед. Между тем вращение маховых звеньев и тела в целом в этом случае – разноименное, т.к. руки, двигаясь в сагиттальной плоскости и вращаясь в данном случае назад[18 - Не следует путать вращение с перемещением.], на этот раз не содействуют основному вращению тела вперед, а ограничивают его.

Для исполнения обычных прыжков эта деталь несущественна. Например, акробатическое сальто вперед можно делать, на выбор, по-разному, включая «задний темп» (рис. 4.5). Но если бы возникла задача освоить сальто вперед в первой полетой фазе опорного прыжка, то такая техника маха руками была бы единственно приемлемой.

Рис. 4.5. Сальто вперед махом рук назад.

Описанные случаи построения маховой работы свободными звеньями при отталкивании носят как бы подстроечный характер, внося оттенки в технику движения, но не определяя его принципиальной программы. Однако существуют формы спортивных движений, в которых направление и мощность вращательного движения свободными звеньями дают более радикальный результат вплоть до принципиального формирования программы вращения.

На рис. 4.6 три сравнительные ситуации перехода в полет махом вперед из виса на продольной опоре. К моменту перехода в безопорное положение тело гимнаста имеет определенную скорость вращения назад и при пассивной работе (без изменения позы в момент ухода от снаряда, «а») может сохранить ее в неизменном виде в полете («смокрут»).

4.6. Движения маховыми звеньями как фактор программного движения.

Но результат движения может быть иным, если переход в полет на фоне ранее полученного движения будет сопровождаться еще и активным отталкиванием, а значит и маховой работой дистальных звеньев, роль которых в данном случае играют ноги гимнаста. Если они, опережая другие звенья, вращаются в исходном направлении («бросок» свободным звеном по ходу основного движения), то тело в целом получает дополнительный кинетический момент (б).

Возможна, однако, и обратная схема действий, при которой маховые звенья при переходе в полет совершают более или менее быстрое вращательное движение, направленное против начального вращения (в).

Результат такой работы будет, соответственно, совершенно иным: в зависимости от интенсивности и технической эффективности таких «контрдействий» они могут не только ослабить или полностью нейтрализовать начальное вращение, но даже изменить его на противоположное. Так делается во многих гимнастических упражнениях, образующих целый характерный класс движений, например, прыжки и соскоки «летом», соскоки и подъемы дугой, соскоки и подъемы махом вперед, «перелет Ткачева» и т. п. (см. 11.3.2).

Синхронизация действий. Одним из важных координационных аспектов техники отталкивания является согласованность действий в суставах. При установке на высокую мощность движения, чисто с физической точки зрения, выгодно (несмотря на некоторые биомеханические особенности работы двусуставных мышц нижних конечностей) стремиться к возможно более одновременному, в идеале – синхронному включению в работу всех мышечных групп, обслуживающих при отталкивании звенья биокинематической цепи. В этом случае все элементы масс тела немедленно вовлекаются в движение (тем более быстрое, чем дальше звено располагается от опоры), а ОЦМ получает в итоге наибольшее ускорение и, как следствие, скорость по итогам всего отталкивания (рис. 4.7, а).

Рис. 4.7. Синхронизация действий в суставах при отталкивании.

Вместе с тем, синхронная работа в суставах резко повышает нагрузки на мышечный аппарат исполнителя (особенно в приопорных звеньях) и, соответственно, требования к скоростно-силовой подготовке. Поэтому при совершенствовании прыжков (как и вообще отталкиваний, в том числе руками) требуется настойчивая работа как над скоростно-силовыми возможностями спортсмена (без чего невозможно справиться с повышенными нагрузками, падающими на двигательный аппарат), так и над самим навыком синхронного отталкивания, предъявляющим высокие требования к координации действий. Последнее объясняет, почему иногда спортсмены с превосходными скоростно-силовыми данными плохо прыгают, и наоборот – почему некоторым исполнителям с относительно скромными физическими показателями удаются отличные прыжки.

Антитезой синхронному отталкиванию являются действия с последовательным, волнообразным вовлечением цепи в работу, начинающимся с маховых звеньев («б»). Такое распределение действий во времени при прочих равных условиях всегда снижает мощность отталкивания, давая меньшие максимальные усилия на опоре и большую длительность действия. Но при этом оно предъявляет соответственно меньшие требования к физической подготовке спортсмена и степени его мобилизации в процессе исполнения упражнения.

Однонаправленные синхронные действия в суставах – максимальная модель отталкивания, к которой следует стремиться, но которая не всегда доступна ввиду ее трудности. Простейшим бытовым примером этого может служить вставание со стула: больной, старый человек не в состоянии быстро встать и выпрямиться сразу во всех суставах, как это может сделать, например, солдат, «вскакивающий» при появлении командира (а). Пожилой человек будет действовать не только более медленно, но и последовательно (б), снижая тем самым мощность действия и делая его для себя более доступным (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Изменение мощности и трудности действий при отталкивании.

В определенных ситуациях и спортсмен вынужден пользоваться техникой, дающей меньшую мощность движения, но открывающей, благодаря этому, возможность исполнения упражнения.

Так, гимнаст, выполняющий соскок сильным махом вперед на перекладине (рис. 4.8) должен в решающей фазе упражнения, перед переходом в полет, выполнить резкое прогибание тела с отталкиванием руками от опоры, позволяющим форсировано изменить направление вращательного движения всего тела. Чем мощнее эти действия, тем выше класс исполнения движения. Поэтому идеальной здесь была бы именно синхронная работа ногами, туловищем и руками (в). Однако, такая техническая схема создает наибольшие нагрузки на относительно слабые мышцы плечевого пояса, которые часто с такой работой не справляются.

В этом случае требованиям исполнения упражнения в большей степени отвечает «мягкий», рациональный технический вариант действий (г), при котором прогибание тела выполняется естественным, в данном случае, волнообразным движением от ног к рукам, завершающим действия отталкивания. В дальнейшем, в процессе совершенствования, спортсмен может постепенно «подтягивать» технику к более «жесткому», синхронному варианту исполнения.

Генерализация действий. Требование возможной синхронизации действий при отталкивании тесно связано с другой кардинальной технической особенностью действий этого типа – масштабом вовлечения в работу ОДА спортсмена.

Важно учитывать, что любое технически верно выстроенное отталкивание должно представлять собой действие, в исполнении которого принимает участие весь двигательный аппарат спортсмена. Глубоко ошибочно примитивно представление, будто «отталкивание» ногами или руками это действие только самими указанными конечностями тела.

При обучении и совершенствовании отталкиваний важно помнить, что решающий динамический фактор этого движения, в основном определяющий его успех, а именно – ударно нарастающее давление на опору – находится в прямой зависимости от работы всего двигательного аппарата спортсмена. При этом ускоренное маховое движение звеньев, удаленных от опоры, является вовсе не вспомогательным действием, якобы «просто повышающим» эффективность всего движения, а неотъемлемым техническим компонентом этого движения. Без указанного технического компонента в принципе нельзя развить усилие на опоре, так как махи в отталкиваниях – это вовсе не только быстрые движения легкими периферическими звеньями – руками и (или) свободной ногой при опоре ногами (ногой), но и ускоренное движение массивными звеньями в сторону от опоры, в первую очередь, верхним отделом туловища.

Завершенность выталкивания. Одно из важнейших технических требований к отталкиванию – его выполнение до полного выпрямления тела. К моменту перехода тела в безопорное положение тело спортсмена должно быть предельно растянуто в направлении выпрыгивания (рис. 4.9, а).

Рис. 4.9. Завершенность выталкивания.

Типичная грубая ошибка при этом, характерная для новичков, делающих, например, сальто – поспешное снятие ног с опоры («чтобы побыстрее сгруппироваться»). Это всегда приводит к резкому снижению всех параметров прыжка – и в высоте полета и во вращении (б).

Динамические фазы нормального отталкивания. Отталкивание от жесткой опоры скоротечно, его длительность 0,1—0,2 с. Вместе с тем, этот «миг» наполнен сложным динамическим содержанием, включающим в себя массу деталей, важных для понимания и самого процесса отталкивания и его техники[19 - Для того, чтобы веко мигнуло, тоже нужно около одной десятой секунды.].

На рис. 4.10 три модельные динамограммы отталкивания, разные по качеству, но подчиняющиеся общим структурным закономерностям. Выделяются несколько характерных фаз этого действия.

4.10. Модельная динамограмма вертикальной составляющей отталкивания.

1—я фаза: резкое наращивание давления на опору при наскоке на нее. Это фаза амортизации, заканчивающаяся напряженным «подседом». Мышцы работают в останавливающем режиме. Как правило, именно в этой фазе фиксируются пиковые значения усилий, развиваемых на опоре, но следует знать, что они вовсе не являются главными рабочими усилиями, которые определяют эффективность толчка. Ударные значения усилий, достигающиеся в этой фазе, могут быть очень высокими при вполне посредственных итогах всего отталкивания (б).

2—я фаза связана с весьма специфической динамической подстройкой. Происходит продолжение подседания, но мышцы действуют в уступающем режиме с подрасслаблением. Это приводит к некоторому спаду давления на опору и частичному рассеиванию потенциальной энергии, накопленной в мышцах.

Как показывают многочисленные экспериментальные исследования, эта фаза практически неизбежна при мощных отталкиваниях, поскольку позволяет, как бы «сканируя» собственные усилия, выйти на тот уровень реального рабочего напряжения, при котором спортсмен способен справиться с перегрузками, падающими на опорный аппарат, и выполнить решающую часть отталкивания. Чем выше степень физической и технической подготовленности спортсмена, тем меньше эта фаза выражена, что сопровождается сближением пиков на динамограмме (см. варианты кривых на фиг. а). И, напротив, у слабых прыгунов эта фаза гипертрофирована (б).

3—я фаза – решающая. Это собственно выталкивание, которое и обеспечивает, в конечном итоге, ускорение, получаемое телом при движении от опоры, а, значит, и эффект всего отталкивания, отскока. Она характерна повторным наращиванием усилий на опоре. Достигнув в напряженном подседании оптимального для себя уровня мобилизации мышечного аппарата, спортсмен вновь активно действует на удаление масс тела от опоры, заставляя мышцы работать в преодолевающем режиме.

4—я фаза – результирующая, когда происходит притормаживание ранее ускоренных маховых звеньев тела с передачей импульса в направлении опоры и падением давления на нее.

Описанная «двухпиковая» картина динамограммы присутствует практически во всех мощных спортивных отталкиваниях. Однако в более простых условиях (например, при легких подпрыгиваниях на жестком полу, прыжках в художественной гимнастике и др.) отталкивание имеет практически «однопиковую» структуру, т.е. здесь останавливающие и преодолевающие действия не «расщепляются» промежуточной фазой динамической «подстройки» (в). В известном смысле это – идеальное отталкивание, в котором энергия двигательного действия используется наиболее просто и эффективно. К этому идеалу должны стремиться и спортсмены, выполняющие максимально мощные отталкивания с наскока. Однако этого можно достичь в обучении только посредством совершенствования скоростно-силовых и координационных возможностей прыгуна.