Силы, вызывающие бег на 100 м с низкого старта, их происхождение и взаимодействие
При анализе беговых движений достаточно рассмотреть один цикл бегового движения (характер и последовательность движений отдельных звеньев и всего тела), включающий в себя двойной шаг (шаг с правой и с левой ноги).
В двойном шаге содержатся два периода опоры и два периода полета. В каждом периоде различают две фазы. Период опоры включает в себя фазы торможения и отталкивания. А в периоде полета – фазы подъема и снижения ОЦМТ. Каждый период и каждая фаза имеют условные границы, которыми служат моменты движения.
Таким образом, последовательность фаз в цикле движений ноги следующая:
|
Период опоры |
Момент постановки ноги Фаза торможения Момент вертикали (наинизшая точка траектории ОЦМТ) Фаза отталкивания Момент отрыва ноги |
|
Период полета |
Фаза подъема ОЦМТ Момент наивысшей точки траектории ОЦМТ Фаза снижения ОЦМТ |
Что же является источником движения в беге?
Согласно первому закону динамики, движение тела происходит в результате взаимодействия сил. Источником движущих сил в беге является работа мышц. Но одной мышечной силы для передвижения недостаточно. Для движения требуются внешние силы, которые, взаимодействуя с внутренними силами (силы, возникающие при работе мышц), создадут возможность передвижения. Внешними силами при движении человека (ходьба, бег и т. д.) являются: сила тяжести (Р), сила сопротивления среды (Q), сила реакции опоры (R).
Сила тяжести действует постоянно вниз и играет различную роль: при движении тела вниз она является движущей силой, а при движении вверх – тормозящей. Сила тяжести не может увеличить или уменьшить горизонтальную скорость движения. Она только изменяет направление его.
|
Рис. 8. Схема векторов опоры в беге (В.В. Тюпа, 1978): а – максимум фазы торможения, б – момент вертикали, в – максимум фазы отталкивания |
Рис. 9. Разложение на составляющие давления ног (Fобщ) и реакции опоры (Rобщ) в период отталкивания |
Сопротивление среды является тормозной силой, которая всегда противоположна направлению движения тела по горизонтали, и возрастает пропорционально квадрату скорости бегуна. Она весьма существенна в беге с максимальной скоростью. Так, в марафонском беге V=5 м/с (сила сопротивления среды равна около 8,8 Н), а в спринте – ±10 м/с (сила сопротивления колеблется в пределах 21-41 Н и зависит от размеров тела бегуна).
Сила реакции опоры в беге является переменной как по величине, так и по направлению. Она равна по величине и направлена противоположно силе отталкивания ноги от грунта. Сила эта зависит от массы тела бегуна, от скорости бега и от мышечных усилий, развиваемых спортсменом. Направление силы реакции опоры в беге непрерывно изменяется в различные моменты и фазы опорного периода (рис. 8).