3. Практичне заняття. Ргр № 5.

Тема: Оцінка умов взаємодії тіла людини з опорою за тензодинамограмою.

Мета: Навчитися визначати основні біодинамічні характеристики.

Теоретичні відомості. Одним з провідних рухових актів у локомоторних рухах є відштовхування від опори, котре виконується за допомогою власне відштовхування ногами від опори та супутніх йому махових рухів вільними кінцівками та іншими ланками.

Дія ваги на опору зустрічає протидію, котру називають реакцією опори (або опорною реакцією). Якщо вага статична (міра дії тіла у спокої на нерухому опору), то реакція опори є статичною і за величиною дорівнює статичній вазі. Якщо людина на опорі рухається з прискоренням, то до статичної ваги додається сила інерції й виникає динамічна реакція опори. Вона може бути більшою або меншою за статичну реакцію опори, що залежить від напрямку прискорення ЗЦМ або окремих біоланок тіла людини.

Щоб ЗЦМ змінив рух, необхідна зовнішня сила, докладена до системи, якою є тіло людини. Реакція опори при відштовхуванні саме і є такою зовнішньою силою. Для вивчення взаємодії спортсмена з опорою при відштовхуванні застосовуються спеціальні вимірювальні пристрої — тензометричні платформи. Результатом реєстрації при використанні тензодинамоплатформи є тензодинамограма — графік зміни величини реакції опори або її складових протягом виконання вправи, що вивчається (мал. 12.).

Хід роботи

1. Реєстрація опорних реакцій на тензоплатформі здійснюється у такій послідовності:

• включити електротензодинамометричний комплекс:

Тензоплатформа (ПД-ЗА)→ Підсилювач (БВП-2) → Реєстратор (ПК)

• перевірити показання комплексу за віссю «F»

• встановити органи управління ПК на оптимальні значення:

"швидкість запису", "відмітник часу" та "переривач";

• зробити реєстрацію динамограми стрибка угору поштовхом дво­ма ногами на максимальну висоту (мал. 12.);

• визначити масштаби запису за зусиллям (вісь F: 15мм=50Н) та часом (вісь T: 15мм = 0,15 с)

Первинний аналіз тензодинамограми включає аналіз фазового складу руху, визначення тривалості фаз та величин вертикальної складової реакції опори у різні моменти часу, а також оцінки деяких кінематичних характеристик рухової дії, котра аналізується.

Вивчення вертикальної складової опорної реакції дозволяє визна­чити такі фази стрибка угору з місця поштовхом двома ногами:

І. Фазу амортизації, котра починається у момент початку змен­шення опорної реакції та закінчується у момент, коли кут згинання ніг у колінних суглобах найбільший, тобто коли площа фігури CDE на тензодинамограмі стає рівною площі фігури ABC (Р — значення опорної реакції, що дорівнює вазі спортсмена);

ІІ. Фазу відштовхування, котра закінчується у момент, коли верти­кальна складова опорної реакції набуває нульового значення, тобто у момент, коли тіло спортсмена не взаємодіє з опорою (точка F фігури DIFH);

ІІІ. Фазу польоту, протягом котрої вертикальна складова опорної реакції дорівнює нулю (відрізок FK).

ІV. Фазу приземлення (фігура LOKNM).

Тривалість окремих фаз визначається відміткою часу по масштабу вісі T: 15мм = 0,15 с .

Максимальна швидкість відштовхування обчислюється за виразом:

V_макс. = gt _під

де: t _під. – час підйому тіла: t _під. = t _пол./2

Максимальна висота підйому ЗЦМ тіла спортсмена під час стриб­ка визначається за формулою для висоти польоту тіла, кинутого вгору:

H = gt² _під. /2.

2. Аналіз тензограми проводиться у такому порядку:

• виміряти на медичних вагах вагу спортсмена: Р = mg

• зробити запис "нульової позначки" тиску на платформу, тобто без досліджуваного на тензометричній платформі;

• досліджуваному стати на платформу, досліднику зробити запис протягом однієї-двох секунд при навантаженні, що дорівнює власній вазі досліджуваного, після чого виконати стрибок угору поштовхом двома ногами на максимальну висоту;

Мал. 12. Тензодинамограма вертикальної складової реакції опори при стрибку угору з місця.

• отримати тензограму з результатами запи­су та визначити масштаби запису за зусиллям та часом: масштаб за зу­силлям визначають за величиною відхилення графіка зусилля під дією ваги досліджуваного, а за часом - швидкістю розгортки малюнка тензограми (при швидкості розгортки 50 мм/с масштаб за часом дорівнює 0,02 с/мм) або за позначкою часу, заданого на ПК при реєстрації (наприклад, відстань між двома сусідніми лініями відмітки часу дорівнює 15 мм, що відповідає 0,15с, масштаб у часі дорівнює 0,01 с/мм);

• використовуючи масштаб часу визначити тривалість окремих фаз та періодів; для цього тривалість фази, виміряну у міліметрах, не­обхідно помножити на величину масштабу часу (так фаза амортизації, виміряна на графіку, становить 0,41с; фаза відштовхування - 0,25с; фаза польоту - 0,30с; фаза приземлення - 0,37с. Отримані дані записуїмо до табл. 9;

• аналогічно розрахунку масштабу часу визначити масштаб за зу­силлям, для чого вимірюють відстань від "нульового рівня" запису ре­акції опори до рівня відхилення кривої під впливом ваги спортсмена, котра нам відома (наприклад, масштаб за зусиллям дорівнює 15мм = 150Н: М=10Н/мм відстань Н на мал. 12. дорівнює 64 мм, вага спортсмена P= 640 Н;

Таблиця 9. Тривалість фаз та періодів стрибка

Фаза амортизації (c)	Фаза відштовхування(c)	Період опори (c)	Фаза польоту (c)	Фаза приземлення (c)	Загальна тривалість виконуваної вправи (c)
0,41	0,25	0,66	0,30	0,37	1,06

• визначити величину вертикальної складової реакції опори у ті моменти часу, котрі нас цікавлять; для цього необхідно виміряти від­стань від "нульової" лінії до перетину її з графіком і отримане число помножити на величину масштабу за зусиллям (наприклад, макси­мальне віддалення графіка реакції опори від нульового рівня стано­вить 140 мм, масштаб за зусиллям М=10 Н/мм, тоді максимальна сила відштовхування в тoчці D:

F _макс. = 1400 Н.

• якщо необхідно, то за наведеними формулами можна розра­хувати максимальну швидкість у момент відриву ніг від опори та мак­симальну висоту підйому ЗЦМ тіла у стрибку:

V_макс. = g·t_під = 9,8∙0,15 = 1,47 м/с;

H = g·t ² _під. /2 = 9,8∙0,15²/2 = 9,8∙0,0225/2 = 0,11 м.

V_макс. = 1,47м/с;

H = 0,11 м.

Висновок: сила відштовхування досить велика: F _макс. = 1400 Н (перевищує вагу тіла у 2.2 рази), однак висота вистрибування маленька, всього: H = 0,11 м, тому якість (техніка) виконання стрибка низька, за рахунок: втрат м’язових зусиль відштовхування по горизонтальній складовій реакції опори, низькими показниками імпульсу та градієнту сили, недостатнім моментом інерції роботи рук в фазах № 1 - 2, не раціональним взаєморозташуванням біоланок в стартовій позі і т.д.