2.2. Пространственные характеристики движения (траектория, путь, перемещение).

При анализе пространственного движения любой точки тела спортсмена используются такие понятия как траектория, путь и перемещение.

Траектория точки – это воображаемый след точки тела при ее движении в ходе выполнения двигательного действия. Траектория может быть прямолинейной или криволинейной. В последнем случае она может характеризоваться кривизной или радиусом кривизны, который, вообще говоря, может изменяться.

Рисунок 2.3 Траектория бьющей точки тела спортсмена, при выполнении удара в каратэ

По траектории можно судить об эффективности двигательного действия. Так, при выполнении спринтерского бега на 100 метров точки туловища спортсменов движутся по траекториям, представленным на рис. 3 и имеющим вид волнистых линий. Если измерить длину траектории у спортсмена А и Б, то результаты будут заметно отличаться не только между собой, но и от величины дистанции, заметно превосходя ее.

Рис. 2.4. Пример траектории движения одной из точек тела спринтера

Путь – расстояние, проходимое точкой вдоль траектории (длина траектории). Пройденный путь мы будем обозначать буквой S. В качестве единицы измерения пути выступает метр.

Линейное перемещение – это отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положения точки. Перемещение является векторной величиной и обозначается S. Оно изображается (рис. 4) в виде стрелки, берущей начало в исходном положении точки и оканчивающейся в конечном ее положении. Величина перемещения определяется длиной вектора.

Рис. 2.5. Линейное и угловое перемещение точки

Для приведенного примера перемещение спортсменов от старта до финиша можно считать приблизительно равным 100 метров, в то время как путь, пройденный при этом точками тела спортсменов, будет различен.

Численное значение перемещения совпадает с величиной пройденного пути только при строго прямолинейном движении.

В процессе выполнения спортивных движений точки тела человека могут изменять свое угловое положение относительно выбранной системы координат. Для анализа таких ситуаций используется понятие "угловое перемещение". Угловым перемещением является разность угловых координат конечного и начального положений рассматриваемой точки. Вектор углового перемещения обозначается , а его направление находят по известному правилу буравчика. Вектор углового перемещения направлен перпендикулярно плоскости, в которой поворачивается радиус-вектор рассматриваемой точки в направлении движения острия буравчика, если его рукоятка вращается вместе с радиусом-вектором. При плоском движении угловое перемещение против часовой стрелки имеет знак "плюс", при этом его вектор направлен "на наблюдателя".

2.3. Временные характеристики движения (момент времени, промежуток времени, темп, ритм).

Любые перемещения физических тел происходят в пространстве с течением времени. Временной аспект движения особенно важен в спорте, где соревновательный результат очень часто зависит от времени прохождения дистанции, совершения того или иного двигательного действия. В процессе биомеханического анализа двигательных действий наиболее часто используются такие понятия как момент времени, длительность движения, темп и ритм.

Момент времени – это временная точка. Например – начало или окончание упражнения. Момент времени имеет цифровой или буквенный индекс, соответствующие рассматриваемым положениям. Момент времени t определяется количеством единиц времени, прошедших от начала его отсчета до интересующей ситуации. Обычно обозначение Например, обозначения t₁, и t₂, могут соответственно обозначать моменты времени, отвечающие положениям тела спортсмена 1, и 2, а t_к — моменту окончания движения или какой-либо его части.

Промежуток времени определяется как разность двух последовательных моментов времени: t₁₂ = t₂ — t₁.

Длительность движения t — это промежуток времени, прошедший от момента начала движения до момента его окончания: t = t_К — t_Н.

Темп движения – характеристика, используемая для циклических действий. Она показывает, сколько движений выполняется в единицу времени. Например, во время соревнований по академической гребле спортсмен может двигаться по дистанции с темпом 30 гребков в минуту или, если строго придерживаться системы единиц СИ, такой темп будет соответствовать 0,5 (1/с) или 0,5 герца. Темп движения определяется как величина, обратная его длительности: n = 1/t.

Ритм движения — это соотношение длительностей частей двигательного действия. Например, при выполнении броска спортивной борьбы движение спортсмена делится на несколько фаз: подготовительную, основную и завершающую. При выполнении классического толчка штанги выделяются фазы подъема штанги на грудь, вставания и собственно толчка. Ритм движения в данном случае можно представить в виде отношения длительностей его частей:t₁₂ : t₂₃ : t_34.

Изучение ритма движения является важным показателем при анализе техники спортивного движения. В частности, в приведенном примере, если спортсмен слишком долго находится со штангой на груди, особенно в положении приседа, произойдет изменение соотношения времени в пользу фазы подъема штанги на грудь, что может заметно снизить эффективность всего двигательного действия.