15

Лекция 2 Характеристики движения спортсмена

1. Основные понятия механики

2. Кинематические характеристики движения спортсмена при поступательном и вращательном движениях.

3. Динамические характеристики поступательного и вращательного движения

• инерционные характеристики

• силовые характеристики

• энергетические характеристики

1. Основные понятия механики

Механика (общая, теоретическая) – раздел физики, изучающий законы равновесия и движения материальных тел, а также возникающие между ними взаимодействия.

Механика состоит из трех разделов: статики, кинематики и динамики.

В статике рассматриваются законы сложения сил и условия равновесия тел.

Кинематика – раздел механики, который определяет геометрию (пространственную форму) движений и их изменения во времени без учета масс и действующих сил. Кинематика определяет только внешнюю картину движений. Применительно к спортивной биомеханике законы кинематики действуют в полном объеме.

В динамике исследуется влияние взаимодействия между телами на их механическое движение. В биомеханике также рассматривают взаимодействие между телом человека и внешним окружением (соперником, снарядами).

Механическое движение – изменение взаимного положения материальных тел или отдельных точек относительно друг друга. Наиболее часто встречающийся вариант механического движения – поступательное, при котором всякая прямая, связанная с телом, движется параллельно себе.

Вращательным движением называется такое, при котором две точки остаются неподвижными.

Для описания движущихся тел в механике используют упрощенную модель тела - материальную точку, формой и размерами которой в условиях данной задачи можно пренебречь. Например, при изучении скорости прохождения дистанции марафонцем нет необходимости рассматривать части тела спортсмена в отдельности, поскольку размеры атлета и расстояние, им пройденной, отличаются на четыре порядка величины.

При взаимодействии нескольких тел (спортсменов, спортсмена и снаряда) рассматривают систему материальных точек (механическую, или биомеханическую систему) – это мысленно выделенная совокупность материальных точек или тел, которые взаимодействуют друг с другом, и телами, не включенными в состав этой системы.

Положение тела в пространстве определяют относительно некоторой системы отсчета, которая включает в себя тело отсчета, единицы отсчета и систему координат.

Тело отсчета — это неподвижное тело, относительно которого указывается положение других тел. С телом отсчета связывают начало и направление осей координат. Телом отсчета является Земля и связанные с нею неподвижно тела (дорожка, лыжня, гимнастический снаряд). Во многих видах спорта началом координат можно выбрать положение старта. От него отсчитывают различные соревновательные дистанции. Любое промежуточное положение тела спортсмена во время движения характеризуется текущей координатой внутри выбранного дистанционного интервала.

Наиболее употребительна прямоугольная (декартова) система координат, которая образована тремя единичными взаимно перпендикулярными векторами i, j, k, проведенными из начала координат. Положение произвольной точки М характеризуется радиус-вектором r, соединяющим начало координат с точкой М.

Также в исследованиях движений, происходящих в одной плоскости, используют только одну генеральную ось, полярную систему отсчета и естественный способ.

Единицами измерения в зависимости от условий задачи могут быть метр и кратные ему единицы.

В систему отсчета времени входят определенное начало и единицы отсчета. В биомеханике за начало отсчета времени обычно принимается момент начала движения или его частей. В упражнениях, где движение начинается со старта, началом отсчета является ноль на секундомере. За единицу отсчета времени принимают секунду (с; 60 с = 1 мин; 60 мин = 1 час), а также доли секунды — десятая, сотая, тысячная (миллисекунда).