Гимнастика. Секреты эффективного движения. Биомеханика. Структура. Техника

Аналогичным образом может быть выполнено и обратное движение с возвращением в простой вис хватом сверху, но уже за счет сгибания в плечевых суставах с одновременной супинацией кисти, то есть с чередованием положений 6-9-11-14 (2).

Вместе с тем существует и другой путь возвращения из виса сзади хватом сверху в вис тем же хватом: отпустив одну руку, можно повернуться вокруг продольной оси руки, супинируя кисть и «раскручивая» плечо в обратную сторону, т.е., последовательно проходя позиции (5 или 3) – 2.

Таким образом, вращения вокруг фронтальной и продольной осей морфологически взаимозаменяемы. Эта закономерность имеет глубокий смысл и большое практическое значение. С одной стороны, ею устанавливаются многие технические требования к движениям, определяющие как качество, так и саму возможность исполнения упражнения. С другой стороны, аксиальная связь движений в суставах обусловливает структуру возможных движений на опорах, в том числе форму и уровень сложности упражнений. Так, если строить гимнастическое упражнение, проходя рабочие положения на снаряде, показанные вдоль построения на рис.3.5 (например, 1-4-8-11-15), то выясняется, что гимнаст может практически освоить каскад совершенно оригинальных упражнений[4 - См. главу 11.], в которых поворот вокруг опорной руки не имеет анатомических пределов и может продолжаться в одном направлении сколь угодно долго, так как деформация тканей руки и плеча, вызываемая поворотом вокруг продольной оси, синхронно компенсируется обратным по морфологическому смыслу движением относительно фронтальной плечевой оси. Причем движения такого типа создают щадящий режим воздействия на ОДА плечевого пояса, «берегут» мышцы, связки и суставы.

Не меньшее практическое значение имеют и сочетания движений в суставах, при которых вращения вокруг продольной и фронтальной осей вызывают форсированное натяжение мягких тканей. На рис. 3.4 это движения с чередованием положений, расположенных «поперек» построения (3—4, 5—7, 6—8). Упражнения, построенные на таких формах движения, могут, с одной стороны, при неосмотрительном их использовании стать причиной травм типа растяжений и т.п., но одновременно являются необходимым средством развития подвижности в суставах. Взаимосвязь и взаимозамещаемость вращений относительно разных осей суставов вообще дает возможность пользоваться более разнообразными средствами воздействия на мышцы и связки плечевого пояса при развитии подвижности в плечевых суставах. Например, важная для гимнастов подвижность в плечах при движениях типа «вкручиваний – выкручиваний», махах в висах сзади и т. п. прекрасно развивается не только посредством упражнений, выполняемых непосредственно в данных рабочих положениях (т.е. с движениями на сгибание и разгибание в плечах с прохождением рук через лицевую плоскость, с махами в висах сзади и т.д.), но и упражнениями с глубокими поворотами в висе на одной руке, когда кисть, а затем и вся рука до плеча совершает относительно туловища супинаторно-пронаторные повороты. И наоборот, супинаторно-пронаторные возможности руки можно совершенствовать, выполняя разнообразные упражнения в висах сзади.

Действия кистями на подвижной опоре (на кольцах) подчиняются принципиально тем же, но более сложным закономерностям. Необходимые манипуляции кистями-кольцами зависят от направления вращения всего тела, характера движений в плечах и текущего расположения тела относительно опоры (в упоре или висе). При этом существуют определенные технические варианты, когда, например, на спаде действия кистями приостанавливается (это необходимо по соображениям, связанным с преодолением ударных, «обрывных» эффектов в висе) с тем, чтобы позднее, при подъеме необходимый разворот кистей был восполнен более активной работой.

2.2. ЭЛЕМЕНТЫ ДИНАМИКИ ОДА ГИМНАСТА

2.2.1. Геометрия масс тела гимнаста

Под этим термином подразумевается обусловленное телосложением, распределение относительных масс тела гимнаста, определяющее особенности индивидуальной техники упражнений, их трудность для данного исполнителя, требования к его специальным физическим качествам, обучению, отбору для занятий гимнастикой и другие важные элементы подготовки спортсменов.

Наиболее существенными масс-инерционными характеристиками, важными для понимания техники гимнастических упражнений, являются относительное и абсолютное положение и перемещение общего центра масс тела (ОЦМ), а также значения момента инерции тела гимнаста при изменениях его позы на опоре и, особенно, в полете.

Относительные массы звеньев тела (в процентах от общей массы тела человека) описываются следующими примерными значениями (Д. Д. Донской):

– голова – 6,9;

– верхний отдел туловища – 15,9;

– плечи – 5,4;

– средний отдел туловища – 16,3;

– предплечья – 3,2;

– нижний отдел туловища – 11,3;

– кисти – 1,2;

– бедра – 28,4;

– голени – 8,6;

– стопы – 2,8.

Учитывая специфику гимнастических движений, можно обобщить эти данные, представляя тело гимнаста в виде системы из трех основных звеньев: руки – туловище с головой – ноги. В этом случае соотношение масс этих звеньев будет в округлении выглядеть следующим образом:

– руки – 10%,

– туловище с головой – 50%

– ноги – 40%.

Таким образом, очевидно, что массы тела человека сосредоточены в двух звеньях – туловище с головой и ноги. При этом масса ног лишь незначительно уступает массе туловища с головой. При исполнении маховых движений в висах и упорах, когда ноги, как правило (особенно при «бросках») перемещаются гораздо быстрее, чем туловище, они становятся основным энергонесущим звеном, определяющим возможность и различные технические оттенки исполнения упражнения.

Расположение центров масс звеньев достаточно характерно (рис. 2.5). Поскольку звенья тела человека имеют коническую форму, то ЦТ звена всегда несколько смещен от его середины к проксимальному суставу, располагаясь от него на расстоянии около 0,42—0,47 см от общей длины звена.

Рис. 2.5. Расположение центров масс звеньев тела человека.

Относительное и абсолютное положение ОЦТ тела. Относительное положение ОЦТ тела спортсмена является одним из показателей взаимного расположения его звеньев, т.е. масс-геометрической характеристикой позы.

На рис. 2.6 схематически показаны позы в стойке на ногах. Нетрудно видеть, что положение ОЦТ характерным образом меняется в разных случаях, при этом точка, соответствующая ОЦТ, во многих случаях не проецируется на тело спортсмена, т. к. ОЦТ – физическая абстракция и не имеет материальной связи с самим телом человека (подобно тому, как гимнастический обруч, вращается в полете вокруг оси, проходящей через центр масс снаряда, находящийся в его геометрическом центре, т.е. – «в пустоте»).

Рис. 2.6. Относительное положение ОЦТ тела человека при изменениях позы.

Абсолютное положение ОТЦ тела спортсмена является, в свою очередь, характеристикой расположения и перемещения всего тела спортсмена относительно внешних неподвижных координат. Наиболее детальное представление об этой характеристике можно получить, обратившись к описанию конкретных типов гимнастических упражнений, сопровождающихся ярко выраженным перемещением ОЦМ по некоторой пространственной траектории (см. ниже).

При анализе структуры и техники спортивных упражнений выделяются две категории, различающиеся по признаку наличия или отсутствия опоры, сопутствующей исполнению движения в данной его фазе.

В перемещениях первой категории пространственные координаты ОЦМ определяются, прежде всего, взаимодействием тела спортсмена с опорой и представляют интерес как интегральная характеристика именно действий на опоре. Так, траектория ОЦМ тела гимнаста, выполняющего большой оборот на перекладине, представляет собой замкнутую кривую, по форме стремящуюся к окружности. При исполнении аналогичных упражнений на кольцах траектория ОЦМ имеет практически отвесную форму и т. д. При этом в зависимости от техники, уровня мастерства спортсмена, степени его утомления и пр. параметры этих кривых многообразно меняются, как в масштабе более или менее длительных периодов подготовки, так и оперативно, в масштабе занятия и отдельных попыток исполнения. При наличии соответствующих методов регистрации движения по этим изменениям можно тонко отслеживать индивидуальные особенности техники спортсмена, динамику освоенного им навыка и т. д. Принципиально важно при этом, что тонкое пространственное поведение ОЦМ тела спортсмена в таких движениях всегда есть функция его суставных движений, силовых изменений позы на опоре.

Вторая категория движений – это безопорные перемещения. В этих случаях движение ОЦМ тела спортсмена носит исключительно баллистический характер и непосредственно никак не зависит от его произвольных действий.

Вместе с тем, оперативные – от попытки к попытке, от занятия к занятию – изменения параметров параболической траектории ОЦМ в полете также могут служить важным признаком, позволяющим направлять процесс освоения и совершенствования движения. При этом важно понимать, что желаемых изменений параметров полета можно добиться только за счет скорректированных действий на опоре. Таким образом, признаки движений ОЦМ тела спортсмена, находящегося на опоре и в полете, несмотря на изложенные выше принципиальные различия, тесно связаны друг с другом, так как первые соотносятся со вторыми как причина и следствие.

Следует также помнить, что, изменяя в безопорном положении позу, гимнаст может до известной степени менять траектории центров масс звеньев тела, но при этом, как уже подчеркивалось, все это никак не может изменить траекторию движения ОЦМ тела, который всегда перемещается исключительно по конкретной параболической траектории. Параметры это траектории заданы при переходе в полет и однозначно соответствуют векторным характеристикам начальной скорости ОЦМ, имевшейся в момент потери опоры.

Момент инерции тела гимнаста – одна из важнейших масс-инерционных характеристик, без которой невозможен анализ техники многих упражнений, связанных с вращением тела вокруг опоры и особенно в полете.

Понятие «момента инерции». Момент инерции – физическая величина, являющаяся мерой инертности материального тела при его вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Простейшая модель, иллюстрирующая понятие момента инерции, выглядит как вращение точечной массы вокруг некоторой оси (рис. 2.7). В этом случае момент инерции тела (J) определяется как произведение массы m тела и квадрат радиуса R:

J = m·R

 (1)

Рис. 2.7. К понятию «момент инерции».

В применении к гимнастическим движениям это означает, что, меняя позу (то есть, изменяя радиус, на котором элементы масс тела вращаются вокруг его оси) гимнаст меняет и сопротивление тела вращательному движению, что чрезвычайно важно, как способ управления движением в упражнениях такого типа.

Величина момента инерции зависит не только от изменения позы, но и от того, вокруг какой именно оси тело вращается. На рис. 2.8. (по Д. Д. Донскому) показаны несколько примеров изменения момента инерции как при изменении позы, так и при выборе разных осей вращения. Например, если момент инерции относительно продольной оси тела в стойке на ногах – руки вниз принять за единицу (а), то руки, поднятые в стороны, увеличивают сопротивление тела вращению (то есть, вращательную массу тела) вдвое (б).

При вращении вокруг фронтальной оси тела в положении группировки (в) момент инерции уже в 4 раза больше, чем в случае «а» и, наконец, вращение вокруг той же оси с прямым телом – руки вниз (г) дает момент инерции в 12 раз превышающий этот показатель в сравнении с позой (а).

Рис. 2.8. Сравнительные значения момента инерции тела для разных поз и осей вращения.

Момент инерции относительно центральной фронтальной оси тела с вращением «по сальто» для гимнастики, акробатики и аналогичных спортивных видов особенно типичен и особенно важен характер его изменения в применении к таким вращениям.

На рис. 2.9 приводится график, иллюстрирующий изменения момента инерции относительно фронтальной оси тела гимнаста при вращении в разных позах: из предельно прогнутого положения (а) гимнаст постепенно и последовательно выпрямляется, оставляя руки вверху (б), а затем постепенно все больше группируется (в), достигая в итоге предельно плотной группировки (г).

Из приводимого графика[5 - Исследование Ю. К. Гавердовского, В. П. Спиридонова.] можно видеть, что при переходе от предельно выпрямленного положения (б) к плотному группированию (г) момент инерции относительно центральной фронтальной оси тела уменьшается более, чем в 4 раза, что означает и такое же увеличение скорости вращения тела в полете.

Рис. 2.9. Изменения момента инерции тела относительно центральной фронтальной оси тела при группировании из прямого положения.

Особо выделяется зона группирования (б-в), в которой величина момента инерции снижается особенно быстро, но при этом гимнаст еще сохраняет возможность вводить в движение поворот вокруг продольной оси, тогда как при более плотной группировке это уже невозможно (подробнее об этом см. в главе о безопорных движениях).