Схема 3.2.
Динамические составляющие движений
При изучении движений спортсмена тело его условно принимают за материальную точку (это самая простая модель). Если при анализе движений размерами тела пренебречь невозможно (поскольку теряется смысл решаемой задачи), оно может быть рассмотрено (на кинограмме) как система материальных точек. Допускается еще одно упрощение: тело спортсмена условно считается абсолютно твердым, т. е. формы и размеры его отдельных звеньев считаются неизменными при движениях (расстояния между материальными точками каждого звена или части тела постоянны).
Принимая различные положения, борцы, как правило, должны заботиться о сохранении или изменении равновесия своего тела и тела соперника. Для принятия любого фиксированного положения борец должен обеспечить необходимые условия взаимодействия своего тела с опорой (ковром), соперником.
Существуют три вида равновесия тела: устойчивое, неустойчивое и безразличное. Во время схватки соперники почти никогда не находятся в положении безразличного равновесия, довольно редко – в устойчивом, чаще всего – в неустойчивом. Это требует больших мышечных усилий и значительного расхода энергетических ресурсов. Напряжение мышечной системы тем больше, чем более неустойчиво положение борца. Биомеханическим критерием степени устойчивости тела является место расположения его общего центра масс (ОЦМ), причем любые, даже малозначительные смещения ОЦМ относительно опоры изменяют устойчивость.
3.3. Положение тела борца и сохранение равновесия
Какое бы двигательное действие ни совершал человек, он должен придать своему телу определенное положение в пространстве. Сохранение неподвижного положения тела и отдельных его частей осуществляется благодаря статическому напряжению мышц.
Необходимость выделения фактора положения тела объясняется его большим значением в технике физических упражнений. Различают исходные, промежуточные, конечные положения тела.
Исходные положения принимают для создания наиболее выгодных условий для начала последующих движений, лучшей ориентировки в окружающей обстановке, сохранения устойчивости, обеспечения свободы движений, соответствующего воздействия на определенные органы и системы организма.
Борец меняет положение тела, с тем чтобы повысить свою устойчивость, обеспечить максимальное приложение усилия к противнику. Исходные позы в этом случае характеризуют готовность к решению предстоящей двигательной задачи. Их можно отнести к тем состояниям, которые академик А. А. Ухтомский назвал «оперативным покоем». Хотя в них нет внешних движений, но нигде так ярко не проявляется единство концентрированной целеустремленности организма, как в этих исходных позах.
Важную роль в обеспечении атакующих и защитных действий играет возможность свободно перемещаться по татами, свободно двигать туловищем.
Для этого необходимо знать некоторые закономерности, связанные с расположением стоп и плечевой оси борца.
Так, если одна стопа борца будет развернута относительно другой на 90 градусов, то его плечевая ось для сохранения равновесия должна развернуться в эту сторону на 45 градусов (рис. 3.1б). Если одна стопа развернется внутрь на 45 градусов, то для сохранения равновесия необходимо развернуть плечевую ось в эту же сторону на 22,5 градуса (рис. 3.1в).
3.1а – стопы размещены симметрично
3.1б – одна стопа развернута на 90 градусов наружу
3.1в – одна стопа развернута на 45 градусов внутрь
Рис. 3.1. Влияние направления стоп на смещение плечевой оси борца
Однако не только расположением ОЦМ определяется степень устойчивости тела борца. Не менее важным критерием устойчивости является величина площади опоры тела. Степень устойчивости тела прямо пропорциональна площади его опоры. Следовательно, борец должен стремиться к увеличению площади опоры (до определенной степени) и снижению высоты расположения над ней ОЦМ.
На рис. 3.2а показано расположение общего центра тяжести и его проекции на горизонтальную плоскость, а также линия плеч и ее проекция на площадь опоры (ОЦТ).
Согнутые ноги или расширение площади опоры уменьшают высоту (h) расположения ОЦТ и увеличивают устойчивость. Однако следует иметь в виду, что избыточное расширение точек опоры может привести к эффекту их скольжения и потере равновесия.
При перемещении проекции ОЦТ в пределах площади опоры сохраняется лабильное равновесие (рис. 3.2б). Чем ближе проекция ОЦТ будет расположена к центру площади опоры, тем устойчивее будет равновесие.
В случае потери устойчивого статического равновесия (рис. 3.3а), его можно сохранить динамически. Для этого опора борца, расположенная ближе к проекции ОЦТ, выставляется в сторону предполагаемого падения. Так, на рис. 3.3б показано перемещение опоры в случае выведения борца из равновесия вперед и вправо.
Рис. 3.2. Условия для сохранения устойчивого равновесия
Рис. 3.3. Нарушение равновесия и его динамическое восстановление
Сохранить равновесие можно за счет повисания на противнике и перераспределения части своего веса на площадь его опоры. В этом случае формируется общий центр тяжести борющейся пары и проекция общего центра тяжести борющейся пары.
Для более объективной оценки степени устойчивости тела необходимо учитывать величину угла устойчивости – угла, заключенного между линией действия силы тяжести и наклонной линией, проведенной из ОЦМ к любой точке границы площади опоры. Величина угла устойчивости зависит не только от величины площади опоры, но и от высоты расположения ОЦМ над ней. Так, при одной и той же площади опоры угол устойчивости тела борца будет тем больше, чем ближе к площади опоры располагается ОЦМ. Быстрота смены угла устойчивости зависит от конкретных условий и позволяет опытному борцу своевременно принять наиболее устойчивое положение и тем самым обеспечить проведение приема.
Определение так называемого момента устойчивости (Муст) помогает получить интегральную оценку степени устойчивости борца, принявшего конкретную позу. Муст равен произведению силы тяжести тела на плечо в области площади опоры и определяется произведением массы тела борца на длину перпендикуляра, проведенного от границы площади опоры к линии тяжести. Муст зависит от двух величин: массы борца и площади опоры. Площадь опоры тела борца редко принимает очертания фигуры правильной формы, и, естественно, линия тяжести почти никогда не пересекает ее по центру. Регулируя относительную подвижность сегментов тела мощной мускулатурой, можно оказывать значительное влияние на степень устойчивости тела. Сила борца, стремящегося вывести соперника из равновесия, действует на его тело и образует так называемый опрокидывающий момент (Мопр) – момент силы относительно оси вращения. Для сохранения равновесия необходимо, чтобы Муст был больше Мопр Этого можно достичь, приняв соответствующую позу, увеличив площадь опоры, приблизив к ней ОЦМ тела и напрягая большие группы мышц (рис. 3.4).
Отношение Муст. к Мопр. называется коэффициентом устойчивости (К): К = Муст /Мопр При К > 1 тело сохраняет равновесие; если К = 1, оно принимает крайнее положение; когда К < 1, тело теряет равновесие.
Рис. 3.4. Коэффициент устойчивости, равный соотношению момента устойчивости (Муст) защищающегося борца и опрокидывающего момента (Мопр) атакующего борца (Q – сила действия атакующего)
При выполнении движений без изменения места на ковре ОЦМ тела может перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В первом случае одновременно перемещается проекция ОЦМ на площадь опоры, что создает угрозу потери равновесия тела. Избегая этого, борец вынужден совершать так называемые компенсаторные движения (дополнительные или сопутствующие основному движению). Обычно они выполняются при малой площади опоры, удержании соперника, защитных действиях и отрыве соперника от ковра. Часто эти движения требуют значительного напряжения многих групп мышц. В основе механики компенсаторных движений лежат закономерности проявления третьего закона динамики, в соответствии с которым при взаимодействии тела борца с опорой (ковром), соперником и частями его тела действие силы всегда вызывает одинаковое по величине и противоположное по направлению противодействие. Благодаря компенсаторным движениям создается своеобразный баланс сил взаимодействия (действия и противодействия), и спортсмену удается сохранить равновесие. При выполнении компенсаторных движений наибольшая нагрузка приходится на суставы и группы мышц, ближе других расположенных к опоре. Например, при борьбе в стойке наибольшая нагрузка приходится на суставы и мышцы стоп и коленных суставов.