Материал: М. Л. Журавин 4 10. 3 10. 4 совместно с О. В. Загрядской 10. 5 10. 6 совместно

При обучении гимнастическим упражнениям преподавателю физической культуры приходится учитывать закономерности ана­томии.

98

Анатомическое строение тела гимнаста в значительной степе­ни влияет на успешность овладения сложными упражнениями и спортивным мастерством. Лицам, обладающим высоким ростом и большой массой тела, в этом случае труднее, чем тем, у кого рост и масса тела не выходят за пределы средних показателей.

Анатомическое строение человеческого тела позволяет выпол­нять самые различные по форме и сложности упражнения. Это оказывается возможным благодаря тому, что двигательную дея­тельность обеспечивают 400 — 600 мышц, 14 звеньев тела, сочле­няясь суставами, образуют 105 степеней свободы. Такими возмож­ностями не обладает ни одно современное техническое устрой­ство. К тому же сама мышца представляет собой очень сложный двигатель и в то же время орган чувств. Она способна работать на широком диапазоне режимов: медленно, плавно, быстро, про­должительно и осуществлять саморегуляцию движений. Инфор­мацией и энергией двигательную деятельность обеспечивают все другие органы и системы организма. Верховным управителем этой сложной динамической системы является человеческий мозг, на­считывающий сотни миллиардов нервных клеток — нейронов.

Качество управления движениями при выполнении упражне­ний зависит от положения головы. Оно определяет способность гимнаста ориентироваться в пространстве по той информации, которая поступает от сенсорных систем (зрительной, вестибуляр­ной, тактильно-мышечной, слуховой и др.). В результате ее обра­ботки и сличения с образом изучаемого упражнения возникают ощущения и восприятия положения тела в пространстве, посте­пенно формируется целостное представление об упражнении. Точ-юсть его зависит от качества и количества информации, получа­емой центральной нервной системой. Положение тела в простран-тве наиболее точно определяется при естественном (теменем ■верх) положении головы. Без специальной тренировки человек, казавшийся вниз головой (кольца в каче, вис прогнувшись и р.), может потерять ориентировку в пространстве и допустить шибочные действия.

Изменение положения головы относительно туловища вызы-яет перераспределение тонуса определенных групп мышц, изме­няет характер взаимодействия анализаторов. Так, например, на-лон головы вперед тонизирует мышцы передней поверхности ела, содействует сгибанию ног, т. е. позволяет развивать большую

^;илу и мощность сгибательных движений туловища и бедер по равнению с тем положением, когда голова наклонена назад. В то ^?е время такое положение головы координационно и энергети-ески затрудняет прогибание туловища, отведение ног назад, дви­жение руками назад из положения вверх. Наклон головы назад, 'аоборот, тонизирует мышцы задней поверхности тела и содей-^;твует разгибанию ног, снижает силовые возможности в движе-

99

ниях, направленных вперед. Известно, что при горизонтальном висе спереди голову наклоняют вперед, а при горизонтальном висе сзади — назад.

При поворотах наклон головы вперед вызывает отклонение тела в одноименную с поворотом сторону, а наклон назад — в проти­воположную сторону. Это происходит благодаря соответствующе­му изменению тонуса мышц правой и левой половин тела. Поло­жение головы влияет на эмоциональное состояние человека. Сто­ит опустить голову на грудь, как настроение, эмоциональное со­стояние начинает снижаться, а если, наоборот, гордо поднять ее, то сразу чувствуется прилив бодрости и силы, улучшается настрое­ние и эмоциональное состояние. Недаром говорят: «Не вешай го­лову!»

Предварительное натяжение мышц лежит в основе быстрых возвратных движений. Если оно вызвано тягой мышц-антагонис­тов, то начинает спадать через 0,2 — 0,4 с. Поэтому начало напря­жения работающих мышц происходит на фоне спадающего на­пряжения их антагонистов. В согласовании их совместной деятель­ности возможны помехи.

Рассматривая физиологию движений, следует отметить чрезвы­чайную сложность целенаправленных мышечных напряжений. Здесь в тесной диалектической взаимосвязи проявляются закономерно­сти физики, химии, биохимии, анатомии и физиологии. Прежде всего мышца как двигатель является органом с очень сложной функцией. Кроме того, мышцы и кости образуют опорно-двига­тельный аппарат, который, являясь уникальной системой, может функционировать только в тесной взаимосвязи с другими систе­мами организма: нервной, пищеварительной, сердечно-сосудис­той, дыхательной, выделительной, эндокринной, сенсорной и др. Эти системы играют пусковую и тормозную, обслуживающую, регуляторную и управляющую роль. Верховным управителем и распорядителем, тонким регулятором такой системы систем, ка­кой является человеческий организм, служит центральная нервная система. Около 16 млрд нервных клеток, составляющих только кору

головного мозга, принимают участие в обеспечении двигатель­ной функции. Благодаря этому предоставляются огромные воз­можности для тонкого, экономного управления движениями, образования различных по степени сложности двигательных уме­ний и навыков.

Психологический уровень управления движениями является наи­более сложным. При ознакомлении с новым упражнением внача­ле важную роль играют ощущения и восприятия, представления как чувственная форма познания; затем включаются внимание, память, мыслительная деятельность, воля — рациональная тео­ретическая форма познания. Результаты чувственной и рациональ­ной форм познания проверяются, дополняются, уточняются в

100

практической двигательной деятельности. Психические процессы проявляются в тесной взаимосвязи не только между собой, но и с закономерностями анатомии и физиологии. Решающее значение в успешном овладении изучаемым упражнением имеет отношение занимающихся к занятиям гимнастикой.

Особенно важное значение психологические свойства гимнас­тов имеют при овладении новыми для них или еще никем не ис­полняемыми упражнениями. В этом случае от гимнастов требуются глубокие и разносторонние знания, расчет, предвидение возмож­ных трудностей в овладении упражнением, воля, глубоко осознан­ное и активное отношение к учебно-тренировочному процессу.

В гимнастике все многообразие упражнений принято разде­лять на две большие группы: статические и динамические упраж­нения.

5.2. Статические упражнения

Статическими называются такие упражнения (позы), при вы­полнении которых сумма моментов сил, действующих на тело гимнаста, равна нулю. Скорость и ускорение при этом также рав­ны нулю.

При выполнении статических упражнений на соревнованиях от гимнаста требуется умение сохранять устойчивость, неподвиж­ность в принятой позе в течение 2 — 3 с, с тем чтобы судьи могли зафиксировать статическое положение тела или отдельных его зве­ньев. Невыполнение этого условия влечет за собой снижение оцен­ки в соответствии с правилами соревнований.

Способы выполнения статических упражнений основываются на законах статики, которая изучает условия равновесия твердых тел. В гимнастике близкими, но не тождественными статическим упражнениям являются висы, стойки, различные позы, равнове­сия. При этом встречаются такие упражнения, при выполнении которых тело гимнаста может находиться в состоянии устойчиво­го, неустойчивого, ограниченно устойчивого и близкого к без­различному равновесия.

При устойчивом равновесии общий центр массы (ОЦМ) тела располагается под опорой (висы, упоры на руках). Многие из этих Упражнений не требуют больших усилий для сохранения равнове­сия, но нуждаются в огромном напряжении мышц для уравнове­шивания силы тяжести или массы собственного тела. Примерами таких упражнений являются упор руки в стороны (рис. 102), гори­зонтальные висы (рис. 103, 104) и др. Здесь законы анатомии, фи­зиологии и психологии диктуют свои условия законам механики.

При неустойчивом равновесии ОЦМ тела располагается над °порой. Если вывести тело из равновесия, то ОЦМ под действием ^силы тяжести будет понижаться, выйдет за пределы площади опоры

101

и без дополнительных усилий самого гимнаста или посторонней помощи не вернется в исходное положение (рис. 105, 106). Труд­ность выполнения таких упражнений определяется главным обра­зом сложностью сохранения равновесия. Устойчивость равнове­сия будет тем выше, чем ниже ОЦМ тела, больше площадь опоры и проекция ОЦМ ближе к центру площади опоры. Устойчивость равновесия характеризует угол устойчивости (рис. 107, 108): чем он больше, тем выше устойчивость. Однако применительно к по­зам человека это не всегда так: при основной стойке угол устой­чивости значительно меньше, чем при стойке на голове, а устой­чивость намного больше. Это несмотря на то, что при основной стойке ОЦМ тела значительно выше, чем при стойке на голове.



Устойчивость равновесия зависит от особенностей площади опоры. Ограниченная, подвижная, высокая площадь опоры за­трудняет сохранение равновесия. Эти факты также говорят о не­обходимости учитывать законы не только механики, но и анато­мии, физиологии, психологии. Устойчивость гимнаста в заданной позе определяется его возможностями активно уравновешивать возмущающие силы, своевременно останавливать начавшееся от­клонение и восстанавливать положение.

102

При ограниченно устойчивом {динамическом) равновесии ОЦМ тела может колебаться в пределах площади опоры, располагаться на ее границе. Она может даже незначительно или кратковремен­но выходить за ее пределы, с тем чтобы гимнаст мог за счет соб­ственных усилий, технических приемов вернуть проекцию ОЦМ тела в эти пределы. Например, при размахивании, выполнении , стойки на руках махом или силой на брусьях, упражнений на коне сохранение равновесия может быть обеспечено за счет прочного захвата за жерди или за ручки коня.

Площадь опоры определяется величиной пространства, заклю­ченного между опорными звеньями тела. Конфигурация этого пространства влияет на возможность гимнаста балансировать при ограниченно устойчивом равновесии в пределах площади опоры. Поскольку не вся площадь опоры имеет одинаковое значение для сохранения равновесия, то различают: а) эффективную пло­щадь опоры без учета захвата; б) номинальную площадь опоры; в) пространственное поле устойчивости, совпадающее с фор­мальными контурами площади опоры. Размеры и конфигурация этого поля зависят от морфологии опорных звеньев тела, харак­тера связи со снарядом (хвата), от физических возможностей и состояния гимнаста (рис. 109). Гимнаст старается удерживать про­екцию ОЦМ тела возможно ближе к центру площади опоры. Однако здесь могут быть исключения. Так, при выполнении рав­новесия на одной ноге гимнасты стараются сместить ОЦМ тела несколько вперед от середины площади опоры, с тем чтобы за счет высокой чувствительности мышц пальцев и стопы быстрее улавливать потерю равновесия и устранять ее. В этом случае в управление движениями вовлекаются закономерности анатомии, физиологии, психологии.



103

Площадь опоры и высота ОЦМ тела над опорой могут быть объединены в один критерий устойчивости — угол устойчивости. Он образуется линией проекции ОЦМ тела на опору и линией, проходящей через ОЦМ тела и край площади опоры. Чем больше этот угол, тем выше устойчивость тела в рассматриваемой плос­кости. Два угла устойчивости в одной плоскости образуют угол равновесия в этой плоскости (см. рис. 107, 108). Устойчивость тела может быть охарактеризована еще так называемым моментом ус­тойчивости. Он вычисляется произведением веса тела на расстоя­ние от проекции ОЦМ тела на опору до края опоры (плечо силы тяжести). Чем больше этот момент, тем выше устойчивость, тем труднее вывести тело из состояния равновесия. Однако в силу того, что края опоры (ступни ног, кисти рук) — не твердые тела, они подвергаются деформации и потому не всегда могут оказывать нужное сопротивление опрокидывающему моменту. В связи с этим линия опрокидывания смещается внутрь края опорной поверхно­сти, образуя площадь эффективной опоры. Она размещается внутри контура номинальной площади опоры. Здесь мы снова видим, как законы механики должны быть скорректированы при обучении гимнастов упражнениям и позам, требующим сохранения стати­ческого равновесия.

Безразличное равновесие. Им обладает шар. Гимнасту в ряде слу­чаев приходится принимать положение, близкое к безразличному равновесию, например при выполнении кувырков.

5.3. Динамические упражнения

Динамическими называются такие упражнения, при выполне­нии которых тело гимнаста совершает движения относительно снаряда или вместе со снарядом (кольца, трапеция, гимнастичес­кое колесо) относительно опоры. Отдельные звенья тела могут совершать движения относительно туловища и одновременно с ним. Техника исполнения этих упражнений основана на соблюде­нии законов динамики. Каждое звено имеет свой ОЦМ.

Гимнастические упражнения по своей форме являются систе­мой движений, направленной на выполнение заранее поставлен­ной двигательной задачи. При этом через работу мышц в тесное взаимодействие вовлекаются отдельные звенья тела, системы энер­гообеспечения, сенсорные системы, психические и личностные свойства и опыт гимнаста. Такое сложное обеспечение выполне­ния гимнастических упражнений изучается с позиций системно-структурного анализа.

Каждые два звена тела образуют кинематическую пару, а их совокупность — кинематическую цепь. Она может быть закрытой, открытой и свободной (рис. 110). В закрытой цепи (А) оба ее кон­ца закреплены на опоре. Открытая кинематическая цепь (Б) об-

104



разуется в том случае, когда один из концов (руки или ноги) закреплен на внешней опоре, а другой свободен и может переме­щаться. В свободной цепи (В) тело не имеет опоры.

Подвижность звеньев кинематической цепи зависит от подвиж­ности в суставах и от места положения каждого звена по отноше­нию к опоре. Наибольшей подвижностью (амплитудой движений) обладают звенья тела, наиболее удаленные от опоры. При хвате руками за снаряд наибольшей подвижностью, по сравнению с туловищем и руками, обладают ноги, особенно стопа и голень. В этом случае ноги являются основным рабочим звеном гимнаста. Их высокая подвижность в ходе выполнения упражнения в соче­тании с большой массой позволяет накапливать ими большое ко­личество кинетической энергии и легко распределять ее за счет внутренних реактивных сил, действующих в кинематической цепи. Так, выполняя соскок махом вперед на перекладине, кольцах и других снарядах, при сильном махе ногами вперед можно создать ими большой момент количества движения (кинетическую энер­гию) и, опираясь на них, а руками о перекладину, возможно выше поднять ОЦМ тела и технически правильно выполнить эле­мент.

Тело гимнаста может перемещаться в пространстве по прямой линии в различных направлениях или совершать вращательные движения вокруг поперечной, продольной, передне-задней осей. Основу всех перемещений составляют вращательные и маховые Движения звеньев тела в суставах. Эти движения имеют ряд осо­бенностей: звенья тела могут двигаться одно относительно друго­го, два фиксированных звена — относительно третьего; несколь­ко фиксированных относительно друг друга звеньев могут быть приняты за одно звено; туловище и ноги могут составлять кине­матическую пару или систему, состоящую из двух звеньев; при мышечном сокращении в соответствии с третьим законом дина­мики два смежных звена могут двигаться только навстречу друг Другу со скоростями, обратно пропорциональными их моментам инерции (рис. 111).

105


На рисунке 111 дана принципиаль­ная схема перемеще­ния двух смежных звеньев тела при со­кращении мышцы (по С.-М.А.Алекпе­рову). АО и ОБ — зве­нья тела, сочленен­ные в суставе; АО В

положение звеньев до сокращения мыш­цы;

А\0\В\ — поло­жение звеньев после сокращения мышцы;

F— сила тяги мышцы; F\ и F₂ — составляющие силы тяги мышцы/; М — мышца, расположенная с верхней стороны сустава О; С — общий центр массы мышцы.

5.3.1. Основные понятия и законы динамики

При анализе техники динамических упражнений, наряду с*ос-новными законами динамики, пользуются общим законом сохра­нения энергии и его частными проявлениями: законами равен­ства количества движения и равенства моментов количества дви­жения. Для того чтобы увереннее пользоваться ими, надо восста­новить их в памяти.

Всякому движению тела предшествует воздействие на него внешней или внутренней (для человека и животного) силы — импульса силы, или толчка. Импульс силы задает телу определен­ное количество движения (К). Оно равно массе (т) тела, умно­женной на приобретенную им скорость (V):



Приобретенное телом количество движения расходуется на тре­ние, сопротивление среды, на взаимодействие с другими телами. На преодоление импульсов этих сил может израсходоваться все приобретенное от другого тела или созданное самим гимнастом количество движения. В этом проявляется закон равенства количе­ства движения:



где К\ — заданный телу импульс силы; К₂ — израсходованный импульс силы.

Закон действует и при вращательных движениях. В этом случае его именуют законом равенства моментов количества движения-В соответствии с этим законом тело, получившее определенный

106

момент количества движения в первой части упражнения, столько У^е, израсходует его и во второй части. Этим законом гимнасты широко пользуются при выполнении маховых и вращательных упражнений (обороты, перевороты, подъемы и др.). В первой час­ти упражнения (движение книзу) они стараются накопить воз­можно больший момент количества движения, для того чтобы облегчить себе работу во второй части упражнения (движения квер­