Controlling physical motions interference effect and use of itsregularities in technical training of athletes.pdf Техника гимнастического упражнения «перелетТкачева» подразумевает определенную организациюдвигательных действий, обеспечивающих достижениеглавной цели упражнения - высокой траектории полетас дохватом за гриф перекладины. Построение движе-ний подчиняется биомеханическим закономерностям,без знания которых невозможен целенаправленныйтренировочный процесс.Коротко рассмотрим некоторые положения, необхо-димые для осмысления последующего материала. Пере-мещением тела в пространстве спортсмен управляетпосредством суставных движений, ограничивая по-движность в одних суставах и активизируя в других.Характер управляющих движений во взаимосвязи свнешними факторами (количество движения; реакцииопоры; момент сил трения, тяжести и т.д.) обусловлива-ет все многообразие двигательных действий человека.Технические действия представляют собой двига-тельные действия, связанные с реализацией определен-ной техники исполнения упражнений. Техническиедействия включают в себя управляющие действия,операции, управляющие движения и элементарныесуставные движения [1]. Кроме этого, они содержатпсихофизиологический компонент управления движе-нием, осуществляемый центральной нервной системойв процессе высшей нервной деятельности.Управляющее действие - это действие, связанное суправлением конкретным движением, которое включа-ет в себя биомеханический, физиологический и психо-логический компоненты [1].Управляющие движения представляют собой внеш-нее механическое проявление управляющих действийна суставном уровне. Их принято делить на главные икорректирующие [2].Ограничение подвижности между отдельными зве-ньями тела, достигаемое главным образом соответ-ствующим перераспределением мышечного тонуса,называется динамической осанкой [2].В литературе последних десятилетий используютсятермины «действие», «двигательное действие» в каче-стве главенствующих определений, фактически вклю-чивших в себя (в спортивном контексте) смысл поня-тий «движение» и даже «упражнение» [3]. Ю.К. Гавер-довский под «действием», «двигательным действием»подразумевает «…по преимуществу произвольный ком-понент двигательного акта, относящийся, прежде всего,к его эфферентной фазе и взятый независимо от эффектаданного действия, включая возможное движение, взятоев чисто физическом его смысле. Принципиально важноподчеркнуть, что действие, взятое в описанном значе-нии, вовсе не обязательно должно давать механический(в том числе визуальный) эффект в виде движения, таккак действие мышечного аппарата может носить,например, изометрический характер, может служить дляуравновешивания других действий и физических эффек-тов, в том числе непроизвольных» [3. С. 15].Под «движением» Ю.К. Гавердовский подразумева-ет то и только то, что обычно и понимается под этимтермином в физике: поступательное движение (пере-мещение) и (или) вращение тела и его звеньев в из-бранной системе координат независимо от причины,обусловившей данный эффект.Рассматривая любое гимнастическое упражнение какобъект практического освоения, целесообразно исходитьиз посыла, что всякое упражнение носит программныйхарактер, предопределяющий состав его действий-движений и связанных с этим задач обучения [3].В основу методики обучения положено разделениеуправляющих движений на главные и корректирую-щие. Управляющие движения первоначально осваива-ются в облегченных условиях (например, на полу), за-тем условия их выполнения постепенно усложняются идоводятся до уровня требований результативного вы-полнения соревновательного упражнения.Перспективность и эффективность обучения гимна-стическим упражнениям по данной схеме доказана вряде исследований [2-4, 6, 7]. Однако в этом случаеподразумевается одновременность выполнения сгиба-тельно-разгибательных суставных движений и игнори-руется возможный факт разновременного характераначала и окончания управляющих движений в плече-вых и (или) тазобедренных суставах. Исследования вэтом направлении не выполнялись, что дало нам осно-вание восполнить имеющийся дефицит информации.Методика и организация исследования. Для ре-гистрации исследуемых упражнений использоваласьвидеосъемка. Материалы видеосъемки подвергалиськомпьютерной обработке (промер упражнений и вы-числение обобщенных координат звеньев тела спортс-мена). Полученная информация стала исходным мате-риалом для вычисления биомеханических характери-стик упражнений и определения степени наложенияуправляющих движений.Разнесение по времени моментов начала и оконча-ния кинематической программы управляющих движе-ний в исследуемых упражнениях, а следовательно, иизменение их длительности, а также уменьшение илиувеличение амплитуды сгибательно-разгибательныхдвижений спортсмена в суставах выполнялось в про-цессе имитационного моделирования движений чело-века на ЭВМ [4, 5, 7] (рис. 1).В качестве модельных упражнений изучались обо-роты назад в упоре, в вис и в стойку на руках набрусьях разной высоты, а также группа упражнений«перелет Ткачева» на перекладине. Наиболее доступ-ная форма исполнения перелета ноги врозь; болеетрудным является перелет согнувшись, а максимальнотрудным - перелет прямым телом.Изменение амплитуды управляющей функ-ции с уменьшением и увеличением сгиба-тельных (-S1, +S2) и разгибательных(-R1, +R2) действий в суставах, град.Время изменения начала и окончаниясгибания (-Ds, -Ds) и разгибания(-Dr, +Dr) в суставах, сБыстрееБыстрееБыстрееМедлен нее-6 -3 0 3 6-6 -3 000 10 20 30 40 50 №, кадрОсновная фазаПодготовительнаяфазаЗавершающаяяфазаQ град-6 -3МедленнееМедленнееИзменения скоростисгибательно-разгибательных действийв суставах спортсмена, рад/сРис. 1. Схема вариаций программного управления ( ) по амплитудным и временным параметрампри моделировании упражнения «перелет Ткачева»В исследуемых упражнениях сгибательно-разгиба-тельные движения гимнаста выполняются только вдвух группах суставов (плечевые и тазобедренные),поэтому использовалась неразветвленная трехзвеннаябиомеханическая модель опорно-двигательного аппа-рата спортсмена.Результаты исследования. Целью биомеханиче-ского анализа исследуемых упражнений являлосьопределение элементов фазовой структуры и количе-ственных параметров этих элементов. Было выявле-но, что целесообразно за «квант действия» прини-мать фазу действия - сгибательное или разгибатель-ное действие гимнаста в плечевых или в тазобедрен-ных суставах. Мы предлагаем максимальное кинема-тическое сгибание или максимальное кинематиче-ское разгибание в суставе именовать экстремумомуправляющей функции, экстремум программногоуправления, как это принято в математике. В этомслучае отдельные фазы упражнения будут условноразделены граничной позой спортсмена (рис. 2), ко-торой соответствует любой из экстремумов про-граммного управления (максимальное кинематиче-ское сгибание или максимальное кинематическоеразгибание в суставе).Заве рш ающаяОсновная"Брос ок"Подгото вите льнаяСпадОпорныйБезопорный01234ОпорныйПодъем"Расхлест"5Фазы действийСтадии действийФазы естественного движенияПериоды упражненияКонтртемпРис. 2. Фазовая структура упражнения «перелет Ткачева»В соответствии с концепцией Ю.К. Гавердовского[3] в фазовой структуре исследуемого упражненияможно выделить периоды, фазы естественных движе-ний, стадии, фазы действий.Периоды подразделяются на:- первый опорный (движение спортсмена в услови-ях контакта с опорой);- полетный (движение спортсмена в безопорном со-стоянии);- второй опорный (дохват за гриф перекладины по-сле полетного периода упражнения).Приведем характеристики периодов.1. В первом опорном периоде выделяются следую-щие стадии:- подготовительная, включающая две фазы дей-ствий - «кипа», «расхлест»;- основная, включающая также две фазы действий -«бросок» и «контртемп».2. Полетный период упражнения состоит из однойстадии - стадии реализации.3. Второй опорный период является завершающейстадией упражнения и состоит из двух фаз: «дохват» иподготовка к выполнению следующего упражнения.Педагогический аспект данного способа структури-рования упражнения основан на биомеханическойоценке управляющих движений гимнаста и заключает-ся в том, что разграничительной границей отдельныхфаз действий упражнения являются локальные экстре-мумы сгибательно-разгибательных действий спортсме-на в суставах. Особенность их проявления заключаетсяв следующем:- амплитудные характеристики управляющихдвижений в плечевых и тазобедренных суставах раз-личны;- продолжительность сгибательных или разгиба-тельных суставных действий неодинакова;- момент времени начала и (или) окончания сгиба-ния или разгибания в суставах может смещаться в лю-бую сторону относительно модельной характеристики;- скорость изменений суставных углов в плечевых итазобедренных суставах не всегда совпадает с модель-ной. Это свидетельствует о наложении управляющихдвижений в суставах спортсмена (см. рис. 2).Для раскрытия механизмов влияния амплитудногодиапазона управляющих движений в суставах на траек-торию движения и изменения в силовом обеспеченииупражнения было проведено математическое модели-рование опорной части упражнения «перелет Ткачева»в фазах спада и подъема. Результаты вычислений поз-волили выявить следующие закономерности в измене-нии биомеханических параметров.1. В фазе действий «кипа» с увеличением ампли-туды до 45% от исходного уровня при раздельномсгибании в плечевых и тазобедренных суставах ипри синхронных сгибательных действиях уменьша-ется высота подъема общего центра массы тела(ОЦМт) гимнаста в безопорном периоде упражненияот 0,916 до 0,857 м. Одновременно растет абсолют-ная величина отрицательного кинетического момен-та относительно оси, проходящей через ОЦМТ от-28,47 до -42,26 Нм. Это положительная тенденциядля создания необходимого импульса контрвраще-ния тела в безопорном состоянии, которая способ-ствует большему повороту продольной оси тела вполетной части упражнения в направлении, проти-воположном исходному, а также более раннему при-ходу гимнаста из безопорного в опорное положение.Необходимость в силовых ресурсах для сгибания вплечевых и тазобедренных суставах уменьшается до 85и 86% соответственно. Для выполнения разгибатель-ных действий в плечевых и тазобедренных суставахпотребуется соответственно 71 и 92% исходного уров-ня силы.Линейная скорость и угол вылета ОЦМТ спортсме-на в момент его перехода в безопорный период не пре-терпевают существенных изменений относительно мо-дельных характеристик, однако есть определенная тен-денция к уменьшению линейной скорости ОЦМТ от4,307 до 4,282 м/с.2. В фазе действий «расхлест» с увеличением ам-плитуды до 45% от исходного уровня раздельного исинхронного сгибаний в плечевых и тазобедренныхсуставах существенно уменьшается максимальная вы-сота подъема ОЦМТ в безопорном периоде упражне-ния - от 0,916 до 0,780 м, т.е. на 18 см, что значительнобольше, чем аналогичное изменение в фазе «кипа».Увеличение амплитуды разгибания в плечевых суста-вах во всех случаях вызывает перелет ОЦМТ относи-тельно грифа перекладины в пределах 0,15.0,17 м вмаксимальной точке подъема. Раздельные разгибатель-ные действия в тазобедренных и синхронные действияв плечевых и тазобедренных суставах приводят к недо-лету ОЦМТ до грифа перекладины в апогее траекториив пределах 0,035.0,070 м (на наш взгляд, это несуще-ственно).Значительно увеличивается абсолютная величинаотрицательного кинетического момента относительнооси вращения, проходящей через ОЦМТ, в диапазонеот -28,47 до -49,76 Нм. Это будет содействоватьуспешному выполнению дохвата за гриф перекладины,благодаря увеличению вращательного импульса.Линейная скорость ОЦМТ в момент переходаспортсмена из опорного положения в безопорное меня-ется незначительно относительно модельной при уве-личении амплитуды разгибания в плечевых суставах. Востальных же случаях она снижается от 4,307 до3,844 м/с, что приводит к уменьшению высоты подъемаОЦМТ.Существенные изменения происходят в структуресилового обеспечения кинематической программыуправления сгибательно-разгибательными действиямигимнаста в суставах. При выполнении раздельных исинхронных сгибательно-разгибательных действий всуставах с увеличением амплитуды до 15% в ряде ва-риантов отмечается незначительное уменьшение силыуправляющих движений в фазе «расхлест». В осталь-ных случаях необходимо наращивание силового по-тенциала для выполнения управляющих движений всгибательных действиях от 192% в тазобедренных су-ставах до 208% в плечевых суставах и, соответственно,для разгибательных действий - от 139% в тазобедрен-ных суставах до 144% в плечевых. Это трудная задачав условиях ограниченного времени учебно-тренировоч-ного процесса.3. В фазе действий «бросок» с увеличением ампли-туды до 45% от модельного уровня как при раздельномсгибании в плечевых или в тазобедренных суставах,так и при их совместных сгибательных действиях зве-нья тела спортсмена совершают поворот на большийугол. Следствием этого является уменьшение угла вы-лета ОЦМт. Линейная скорость ОЦМТ изменяется внезначительных пределах (4,307.3,983 м) и не оказы-вает существенного влияния на биомеханические ха-рактеристики в момент завершения первого опорногопериода упражнения. Угловая скорость продольнойоси тела гимнаста уменьшается от 11,58 до 3,56 рад/с,что способствует снижению скорости вращения звень-ев тела гимнаста в направлении перемещения радиуса-вектора ОЦМт в фазе «контртемп».Абсолютная величина отрицательного значения ки-нетического момента тела гимнаста относительно осивращения, проходящей через ОЦМТ биосистемы,уменьшается и даже переходит в область положитель-ных значений, что недопустимо и ведет к невыполне-нию упражнения.Упражнение с увеличенной амплитудой сгибатель-ных действий в плечевых и тазобедренных суставахтребует повышенного силового сопровождения. Уве-личение силовых показателей в сгибательных действи-ях плечевых и тазобедренных суставов в моделируе-мых движениях доходит до 471%, а в разгибательных -соответственно до 185%.4. В фазе действий «контртемп» с увеличением ам-плитуды до 45% от модельного уровня при раздельноми синхронном сгибании в плечевых и тазобедренныхсуставах высота полетной части ОЦМТ уменьшаетсяболее чем на 20 см, что связано прежде всего с умень-шением угла вылета ОЦМТ от 36,4° модели до 13,7°.Очень важным является факт увеличения абсолютнойвеличины отрицательного значения кинетического мо-мента относительно оси вращения, проходящей черезОЦМТ гимнаста, при переходе гимнаста из опорного вбезопорное состояние. Кинетический момент увеличи-вается почти в три раза: от -28,47 до -84,86 Нм.Увеличение амплитуды управляющих движений всуставе до 15% (синхронные движения) и до 30% (раз-дельные движения) не требует силовых ресурсов.В остальных вариантах увеличение амплитудных ха-рактеристик разгибательных действий в суставах тре-бует прироста силовых усилий мышц-синергистов в2,5-4,5 раза. Вполне понятно, что улучшение силовыхпоказателей спортсмена до таких величин нереально ине будет оправдано практикой учебно-тренировочногопроцесса.Выводы:1. Биомеханическое состояние спортсмена опреде-ляется предысторией программного управления впредшествующих фазах действий, в частности ампли-тудными изменениями кинематики сгибательно-разгибательных движений в суставах.2. Увеличение или уменьшение амплитудных пара-метров программного управления в любой фазе дей-ствий всегда вызывает изменение биомеханическогосостояния гимнаста в момент перехода из опорногоположения в безопорное.3. Чем больше амплитудные изменения программ-ного управления, тем более значительны отклонения вбиомеханическом состоянии спортсмена от исходногоуровня.4. Изменением параметров амплитудных характе-ристик программного управления можно корректиро-вать не только кинематику спортивного упражнения,но и количественные показатели его силового обеспе-чения.

Скачать электронную версию публикации