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

При выполнении многих динамических упражнений можно создать условия для вращательных движений тела гимнаста в од­ной, двух и даже в трех плоскостях пространства одновременно. Вращательный импульс (момент количества движения) создает­ся как на опоре, так и в условиях безопорного положения тела. Вращательный импульс, если он создан на опоре, может быть усилен, когда тело перейдет в безопорное положение. Так чаще всего и поступают гимнасты.

В опорном положении тела вращательные движения могут вы­полняться на ногах, на руках, вокруг продольной, поперечной и передне-задней осей. Простейшими из них являются повороты на месте: направо, налево, кругом, повороты с подскоком на 180°, 360° и более градусов; перевороты и сальто вперед, назад и в сто­роны.

В технике поворота выделяются две части. В первой гимнаст, активно взаимодействуя с опорой, поворачивает («скручивает») незакрепленную часть тела, задает ей необходимый момент коли­чества движения. Во второй части при выполнении поворота без подскока гимнаст освобождает от опоры ногу, разноименную повороту, приставляет ее к опорной ноге и этим завершает пово­рот; в поворотах же с подскоком гимнаст отталкивается от опоры и уже в безопорном положении вовлекает в поворот опорную часть тела за счет энергии, накопленной поворачивающейся частью тела. Выполнение поворотов начинается с наиболее удаленных от опоры звеньев тела. Звено, закрепленное на опоре, не поворачи­вается относительно исходного положения до момента отрыва тела от опоры (повороты на 180°, 360° и более, повороты махом впе­ред на перекладине, кольцах и др.). Связь с опорой прекращается после того, как звенья тела, удаленные от опоры, приобрели мо­мент количества движения, достаточный для того, чтобы обеспе­чить успешное выполнение заданного упражнения. Величина по­ворота зависит от прочности сцепления тела с опорой, физичес­ких возможностей и технического мастерства гимнаста. Напри­мер, в поворотах вокруг продольной оси тела на 180°, 360° и более с подскоком момент инерции ног до их отрыва от опоры неизме­римо больше момента инерции туловища, так как ноги прочно соединены с опорой (с землей); момент количества движения ног больше момента количества движения туловища: /_ног > ^_лоти&> Аюг ^>^туловища- Благодаря этому создаются условия для поворота туловища вокруг его продольной оси. После же отрыва ног от опо­ры, наоборот, момент инерции ног будет меньше момента инер­ции туловища, момент количества движения ног меньше момен­

та КОЛИЧеСТВа ДВИЖеНИЯ ТуЛОВИЩа: /_ног < /_тул0вища; Аюг < ^туловиша-

При этом создаются условия для поворота ног: опорой для это-112

го служит момент количества движения, приобретенный туло­вищем.

При поворотах вокруг поперечной оси тела и параллельных ей осей вращательный импульс создается за счет того, что гимнаст, переходя из исходного положения в конечное, описывает враща­тельные движения различными звеньями тела относительно этих осей суставов: руки — вокруг плечевой; бедро — вокруг колен­ной; голова с туловищем — вокруг голеностопной. Произведение угловой скорости каждого звена на соответствующий момент инер­ции образует момент количества движения каждого из них. Об­щий момент количества движения тела складывается из количе­ства движения его звеньев.

Когда отталкивание осуществляется не по вертикали, а с от­клонением тела назад или вперед, сила тяжести (Р) создает вра­щательный момент вокруг центра опоры, что облегчает враща­тельное движение тела. Высота же полета после отталкивания в том и другом случаях снижается. Поэтому совершенствование тех­ники сальто вперед и назад сводится в основном к выбору таких исходного положения и направления активных усилий, при кото­рых создаются максимальная скорость вылета тела по вертикали и в то же время необходимый для вращения момент количества дви­жения. Наиболее эффективно можно оттолкнуться с предвари­тельным разгоном ОЦМ тела под некоторым углом к направле­нию толчка (рис. 113). После отрыва тела от опоры поступатель­ные и вращательные движения осуществляются в безопорном по­ложении.

В безопорном положении тело гимнаста представляет собой сво­бодную кинематическую цепь и может совершить поступательные и вращательные движения на основе законов кинематики.

Поступательным движением твердого тела называется такое движение, при котором точки тела движутся по одинаковым па-



113

раллельно расположенным траекториям и в каждый данный мо­мент времени имеют равные скорости и ускорения. Поэтому о поступательном движении тела гимнаста можно судить по движе­нию его ОЦМ. При выполнении гимнастических упражнений по­ступательные движения сочетаются с вращательными.

Вращательное движение — это такое движение твердого тела, при котором все или, по крайней мере, две точки, лежащие на оси вращения, остаются неподвижными. В гимнастике к таким движениям относятся сальто, повороты и их сочетания. Основны­ми характеристиками этого вида движений являются угловая ско­рость и угловое ускорение.

При рассмотрении возможности выполнения вращательных движений в безопорном положении необходимо учитывать, что тело гимнаста в этом случае обладает постоянным моментом ко­личества движения: L= const. Из этого следует, что траектория движения ОЦМ тела определяется лишь величиной и направле­нием скорости вылета в безопорное положение; нельзя ни умень­шить, ни увеличить и количество движения, его можно лишь пе­рераспределить между отдельными звеньями тела.

В безопорном положении тело гимнаста всегда вращается вок­руг оси, проходящей через его ОЦМ. Поэтому любая сила, линия действия которой не проходит через ОЦМ, создает вращатель­ный момент относительно оси, проходящей через ОЦМ тела. По­ворот начинается с концевых звеньев тела, потому что они обла­дают наибольшей подвижностью. В том случае, когда сила дей­ствует по линии, проходящей через ОЦМ тела, момента не со­здается, так как ее плечо равно нулю. В сложных вращательных движениях на тело одновременно могут действовать несколько моментов инерции, в этом случае их общий момент инерции бу­дет равен сумме действующих моментов инерции:

При выполнении вращательных движений приходится учиты­вать также и то, что звенья тела, как уже отмечалось, могут пере­мещаться одно относительно другого только в противоположные стороны навстречу друг другу со скоростями, обратно пропорцио­нальными их моментам инерции. Так, например, при попытке выполнить сальто вперед согнувшись за счет активных движений туловищем и поднятых вверх рук туловище повернется вокруг своей оси на угол в 45°, а ноги навстречу ему — на 90°. Так произойдет потому, что момент инерции туловища в этом случае оказывается в два раза большим по сравнению с моментом инерции ног. При выполнении этого же упражнения, но только за счет активных движений одних рук, соотношение моментов инерции рук и ос­тальной части тела в вытянутом положении равно 1 : 12, а в груп­пировке — 1:4 (по С.-М.А.Алекперову).

114

Из сказанного логически вытекает, что только за счет движе­ний одних рук существенного вращения тела добиться нельзя. Ру­ками можно только подправить положение тела в пространстве с целью более правильного приземления, большего сделать не пред­ставляется возможным из-за того, что при выполнении гимнас­тических упражнений тело гимнаста в безопорном положении находится не более 1,5 с.

Выгодное для поворота тела соотношение моментов инерции взаимодействующих звеньев создается в том случае, если тулови­ще и ноги расположить под углом 90 — 100°. Тогда величина мо­мента инерции ног относительно продольной оси туловища будет приблизительно в 7 —8 раз больше момента инерции туловища относительно его продольной оси, а последний — примерно во столько же раз больше момента инерции ног относительно их продольной оси. Это позволяет выполнить повороты вокруг про­дольной оси туловища или ног. В первом случае для создания вра­щательного импульса в качестве опоры используются ноги. Мо­мент их инерции, учитывая расстояние их ОЦМ до продольной оси туловища, значительно превосходит момент инерции тулови­ща: /_ног » Луловиша- Это дает возможность, «отталкиваясь» от ног, повернуть туловище вокруг его продольной оси. После этого тело разгибается в тазобедренных суставах. При этом ноги «догоняют» туловище, отнимая у него часть накопленного момента количе­ства движения.



Подобным же образом выполняется поворот вдоль продольной оси ног, так как момент их инерции становится значительно мень-

ше момента инерции туловища: У_ног « /_туЛовиша- После создания вращательного импульса гимнаст может снова сгибаться и разги­баться, выполняя поворот вокруг продольной оси туловища или ног. Количество поворотов, которые гимнаст может выполнить в безопорном положении, зависит от запаса высоты, а следователь­но, и времени. В процессе поворота та часть тела, которая служила опорой для поворачивающейся части, будет догонять ее и отни­мать часть приобретенных ею момента количества движения или кинетической энергии (рис. 114, а, б).

В безопорном положении можно выполнять не только враща­тельные движения во всех плоскостях пространства, но и переме­щаться вверх-вниз при отталкивании вверх под углом 90° к гори­зонтали и по параболе — при отталкивании под различными уг­лами при наличии горизонтальной составляющей скорости ОЦМ тела.

В безопорном положении можно изменять скорость вращения тела путем изменения позы. Например, при вращении вокруг про­дольной оси тела сгибание тела, отведение рук в стороны приво­дят к замедлению скорости вращения; разгибание тела, приведе­ние рук — к ее увеличению.

5.3.5. Маховые упражнения

В процессе ходьбы, бега, при выполнении многих бытовых, тру­довых и спортивных двигательных действий человек совершает ма­ховые движения руками, ногами и всем телом. Для гимнастики наибольший интерес представляют маховые упражнения, выпол­няемые на гимнастических снарядах. Эти упражнения в отличие от силовых характеризуются широким использованием действия силы тяжести и инерции тела гимнаста или отдельных его звеньев.

Для того чтобы умело использовать силу тяжести и инерцию тела при выполнении маховых упражнений, надо рассмотреть за­кономерности взаимодействия их с внутренними силами гимнас­та. Это можно сделать, если маховое движение представить в виде принципиальной схемы по С.-М.А.Алекперову (рис. 115). Здесь гимнаст из исходного положения I перемещается в конечное по­ложение II. В исходном положении ОЦМ его тела находится в точ­ке С. В этом случае вес тела может быть разложен на два составля­ющих его компонента: тангенциальный Р_хи радиальный Р₂.

Тангенциальный компонент создает вращательный момент от­носительно оси О — точки опоры. Его величина равна произведе­нию Р_хи радиуса R(расстояние от опоры до ОЦМ тела), но так как Р_х = Р- sin W, где угол Wявляется степенью отклонения тела от вертикального положения, то вращательный момент силы тя­жести М_Рравен произведению веса тела гимнаста Р и величины угла, характеризующей степень отклонения его тела от вертикаль-

116



ного положения (sin W). Чем меньше этот угол, тем меньше и его численная величина:

М_Р = PR.

Величина вращательного момента меняется в зависимости от радиуса вращения ОЦМ тела (ОС) и величины угла (W). Наи­большее значение она имеет при горизонтальном положении тела (М_Р = PR), так как sin 90" = 1, а после того, как тело перемес­тится в вертикальное положение, будет равна нулю (sin 0° = 0).

Во второй части упражнения после прохождения телом верти­кали направление действия силы Р_хизменяется на противопо­ложное: она действует по ходу часовой стрелки и, следовательно, имеет отрицательный знак с наибольшей величиной в горизон­тальном положении тела гимнаста. Затем по мере приближения тела к вертикали над снарядом (при выполнении большого обо­рота) ее величина уменьшится до нуля и начнет снова возрастать До максимума по мере приближения к горизонтальному положе­нию, но теперь уже с положительным знаком, так как ее дей­ствие будет направлено против часовой стрелки.