Силы, вызывающие бег на 100 м с низкого старта, их происхождение и взаимодействие

Когда тело бегуна находится прямо над центром давления на площадь опоры, то реакция опоры под действием массы тела бегуна направлена вертикально вверх (вертикальная составляющая реакция опоры). Но ОЦМТ не всегда находится над центром давления на опору. В этом случае опорная реакция будет направлена под острым углом. Поэтому силу давления (F) и силу реакции опоры (R) можно разложить на две составляющие: вертикальную (Fy, Ry) и горизонтальную (Fx, Rx). Равнодействующая этих величин и будет определять движение бегуна. Вертикальная составляющая реакции опоры противодействует силе тяжести. В том случае, когда Fy больше веса тела бегуна, движение ОЦМТ направлено вверх, и наоборот. Горизонтальная составляющая реакции опоры зависит от общей силы давления на грунт (Fo6щ) и от угла α, под которым производится давление, и играет первостепенное значение в поступательном движении. Угол α называют углом отталкивания. Угол отталкивания определяется по углу наклона продольной оси ноги в момент отталкивания от дорожки. Продольная ось соединяет точку давления ноги на опору и тазобедренный сустав. Кроме того, в биомеханике спорта угол отталкивания определяют по направлению опорной реакции, по направлению линии, соединяющей точку опоры с ОЦМТ, по направлению ускорения ОЦМТ Он определяет направление равнодействующей Fx и Fy (рис. 9.). В спринтерском беге величина Fo6щ, намного больше, чем в беге на средние и длинные дистанции, и направлена под более острым углом.

На рис. 8. видно, что опорная реакция в момент постановки ноги на грунт направлена назад-вверх, этим создается торможение или замедление скорости бега в фазе передней опоры.

Уменьшение этой величины обеспечивается за счет амортизации ноги и постановки ее ближе к проекции ОЦМТ на дорожку. Однако полностью исключить действие тормозящих сил невозможно, и поэтому ставится задача сделать ее минимальной.

Рассмотрим некоторые особенности беговых движений относительно тех условных обозначений (периоды, фазы и т. д.), которые были описаны выше.

Период опоры для поступательного движения является основным и длится от момента постановки ноги на грунт до момента отрыва. Нога в этот период принимает на себя тяжесть падающего тела, амортизирует и затем производит отталкивание от грунта, создавая этим поступательное движение вперед (фаза отталкивания).

Рис. 10. Вертикальные (Fверт) и горизонтальные (Fгориз) усилия в опорном периоде в беге

Запись динамограмм опорных реакций представлена на рис. 10. Кривая вертикальных усилий может иметь различную конфигурацию – однопиковую, двухпиковую (В. К. Бальсевич, 1965; Н. А. Фесенко, 1972 и др.). Ее величина и продолжительность зависят от: скорости бега, массы тела спортсмена, степени согласованности движений отдельных звеньев тела, напряжения мышц опорной ноги, расстояния между проекцией ОЦМТ и стопой ноги в момент постановки ее на опору.

Горизонтальные усилия бегуна с момента постановки ноги и до начала фазы отталкивания направлены вперед и создают торможение (отрицательное ускорение). Затем в фазе отталкивания давление на опору направлено назад, при этом создается положительное ускорение большинству звеньев тела, а значит, и ОЦМТ.