Учебники / Иваницкий 14-е издание

Ч А С Т Н А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

больше,чемприходьбе,изависитотскоростибега.Уголнаклонателав беге на короткие дистанции равен примерно 55–60°, в беге на средние дистанции–70–75°,анадлинные–75–80°,т.е.чемменьшедистанцияи больше скорость, тем больше наклон тела вперед. Вертикаль ОЦТ тела энергичновыноситсязапереднийкрайплощадиопоры,особеннопри встречномветре.Сувеличениемсопротивленияэтавнешняясилавместе ссилойтяжести,действуяподуглом,образуютравнодействующую,про ходящуювобластиплощадиопоры.Ногиприбеге,предотвращаяпаде ниетела,сбольшейсилойпроизводятотталкивание,сбольшейбыстро тойинабольшеерасстояниевыносятсявперед,чемприходьбе.

ДвижениятелавбегеначинаютсясвыведениявертикалиОЦТтелаза переднийкрайплощадиопоры,врезультатечеготелопринимаетположе ниеначинающегосяпадения.Еслиневынестиногувперед,падениепро изойдет.Таккакотталкивание«задней»ногойвыполняетсяоченьрезко, телоотделяетсяотземли.Далееследуетфазаполета,котораясоответству етфазедвойнойопорывходьбе.Затемпроисходитприземлениена«пере днюю»ногу,послечеговесьциклдвиженийповторяется(рис.183).

Вынесенная вперед нога во время приземления на нее несколько согнута в коленном суставе, в результате чего получаемый телом тол чок значительно смягчается. Сотрясение тела уменьшается также за счет работы стопы: если приземление происходит с пятки, то пере дняя группа мышц голени в этот момент выполняет уступающую ра боту и этим амортизирует толчок. В беге на длинные дистанции чаще наблюдается приземление с пятки (хотя бывает и с носка), а в беге на короткие и средние дистанции – обычно с носка (иногда с латераль ного края переднего отдела стопы).

Различные способы приземления имеют свои положительные и отрицательные стороны. К достоинствам приземления с носка отно сится большая эластичность движения, большая длина шага и мень шая отдача, получаемая телом; для амортизации толчка используется вся стопа с ее сводами, связочным и мышечным аппаратом. Однако такое приземление требует чрезвычайно большого напряжения мышц сгибателей стопы и пальцев.

Задняя и латеральная группы мышц голени, особенно энергич но работающие не только во время приземления, но и в момент толчка, оказываются в сильно сокращенном состоянии. Таким об разом, в беге на короткие дистанции большую часть времени на блюдается чрезвычайно сильное напряжение этих мышц. Рас слабляются они только во время переноса ноги вперед. Передняя группа мышц голени находится во время приземления в растяну том состоянии.

550

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

Приземление с пятки не требует столь энергичного напряжения мышц задней и латеральной поверхностей голени, но вызывает силь ный передний толчок.

Приземление с латерального края стопы возможно только в том случае, когда спортсмен в фазе полета успевает расслабить мышцы голени и стопа принимает несколько супинированное положение. Однако сделать это в короткую фазу полета крайне трудно.

Рис. 183. Бег на средние дистанции:

1, 2 – передай шаг опорной (левой) ноги; 3 – момент вертикали опорной ноги; 4 – задний шаг опорной ноги, заканчивающийся толчком; 5, 6, 11, 12 – периоды полета; 7 – задний шаг свободной ноги; 8 – момент вертикали свободной ноги; 9, 10 – передний шаг свободной ноги

551

Ч А С Т Н А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

Если в положении стоя стопы ног обычно несколько развернуты, а при ходьбе стопы располагаются более параллельно, то при беге они или параллельны друг другу, или даже обращены носками несколько внутрь. Такое положение стоп позволяет в большей мере использо вать для толчка заднюю и латеральную группы мышц голени и подо швенной поверхности стопы.

С этой же целью применяется способ постановки стоп строго одна впереди другой, т. е. на одной прямой. Положительной стороной это го способа является то, что ОЦТ тела движется в основном над пло щадью опоры и его колебательные движения в поперечном направ лении сводятся к минимуму.

Обычно бег характеризуется быстрым темпом движения. Бег в медленном темпе представляет собой ряд последовательных прыж ков с одной ноги на другую, вызывая крайне неравномерное посту пательное движение тела, связанное с его значительными, главным образом вертикальными, колебаниями.

При беге, как и при ходьбе, различают задний и передний про стые шаги, составляющие полный одиночный шаг; два одиночных шага правой и левой ноги составляют двойной шаг.

Некоторое выпрямление ноги, согнутой в коленном суставе в мо мент соприкосновения с землей, происходит приблизительно в по ложении вертикали, а полное разгибание – в момент отталкивания. После отталкивания, когда нога переходит в четвертую фазу, наблю дается сильное сгибание голени, которая при этом может находиться по отношению к бедру под углом меньше прямого. Такое сгибание способствует значительному уменьшению момента инерции ноги, облегчению и ускорению ее переноса из заднего шага в передний.

Чем бег быстрее, тем период контакта опорной ноги с землей меньше, а продолжительность фазы полета больше.

Туловище при беге производит те же движения, что и при ходьбе. Кроме поступательного движения происходят движения и в попе речном направлении. Чем больше скорость бега, тем меньше колеба ния в поперечном и вертикальном направлении. Движения тулови ща вращательного характера, наклоны и выпрямления выражены более сильно, чем при ходьбе (в период опоры тело наклоняется впе ред, а во время полета выпрямляется).

Амплитуда движения рук при беге более значительная, чем при ходьбе. Характерным для движений рук является то, что полностью они не разгибаются, как при ходьбе во время заднего маха.

Вся работа мышц при беге более интенсивна. Сильное сокраще ние бедренных головок четырехглавой мышцы бедра препятствует

552

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

во время приземления сгибанию бедра в коленном суставе. В начале периода полета сокращаются мышцы сгибатели бедра: прямая мыш ца бедра, портняжная и напрягатель широкой фасции. В переносе ноги вперед принимает большое участие подвздошно поясничная мышца. Голень свободной ноги перемещается мимо опорной ноги в согнутом состоянии, Стопа свободной ноги несколько разогнута.

Большую роль в беге играют мышцы разгибатели тазобедренного сустава, в первую очередь большая ягодичная мышца. В момент тол чка, как и во время заднего шага свободной ноги (четвертая фаза), эта мышца находится в сокращенном состоянии, в то время как на дру гой ноге (шестая фаза) она растянута. Таким образом, при беге рабо тают те же мышечные группы, что и при ходьбе, но их работа являет ся гораздо более напряженной.

Если в ходьбе самое низкое положение ОЦТ тела и максимум опорного давления приходятся на фазу двойной опоры, то в беге – на фазу переноса одной ноги мимо другой, а при широко разведенных вперед и назад ногах ОЦТ тела занимает наивысшее положение, а опорное давление равно нулю.

Длина шага при беге обычно прямо связана с его скоростью. Она зависит также от силы и направления толчка, длины ног и пр. Длина шага в беге на скорость у мужчин неспортсменов составляет в сред нем 159 см, у женщин – 129 см, у легкоатлетов стайеров – 168 см.

В беге на короткие дистанции темп движения составляет более 20 двойных шагов. Для людей, не занимающихся спортом, средняя ско рость бега равна 5,9 м/с у мужчин и 4,6 м/с у женщин.

Бег на длинные дистанции требует преимущественно проявления выносливости, а в беге на короткие дистанции большее значение имеет качество силы. В беге на 400 м для достижения успеха необхо димо оптимальное соотношение скорости, темпа и длины шагов при высоких, но не максимальных их значениях и достаточной стабиль ности. Квалификация спортсмена не отражается на темпе бега, но проявляется в длине шага, которая у мужчин перворазрядников, кандидатов в мастера спорта и мастеров спорта составляет соответ ственно: 209,2 – 216,7 – 228,6 см. При утомлении спортсмена длина шага больше снижается, чем темп бега.

Структура движений при беге, как особом виде локомоции, изме няется с возрастом. У детей 5 лет фаза полета при медленном беге нередко отсутствует, а при быстром – непродолжительна. Наиболее подходящий возраст для обучения спортивным локомоциям 7–8 лет. Анатомическая характеристика бега взрослых людей при продолжи тельных занятиях оздоровительной физической культурой мало ме

553

Ч А С Т Н А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

няется с возрастом. Для начинающих бегунов роль лимитирующего фактора нередко играет состояние сердечно сосудистой системы и суставно связочного аппарата.

Прыжок в длину с места

Прыжок в длину с места – это, сложное ациклическое, перемести тельное, одновременно симметричное движение, связанное с оттал киванием тела от опорной поверхности, полетом и последующим приземлением.

При прыжке в длину с места ОЦТ тела описывает параболу, по добную той, которую описывает любое тело, брошенное под острым углом к горизонтальной плоскости. Прыжок – это своего рода бро сок тела, во время которого движущей силой является сила мышц самого тела. В прыжке действуют две основные силы – сила толчка и сила тяжести тела. Таким образом, траекторию полета можно опре делить как результирующую линию действия этих двух сил, направ ленных друг к другу под некоторым углом (рис. 184).

Для выполнения прыжка необходимо, чтобы отдельные части тела в момент отделения от земли становились друг относительно друга неподвижными. В противном случае сокращение мышц будет воздействовать главным образом на отдельные части нижних конеч ностей, но не на все тело.

Вдвижениителаприпрыжкевдлинусместавыделяют4основные

554

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

седании.Вовремяэтойфазыпроисходитразгибаниеногивголеностоп номсуставе,сгибаниевколенномитазобедренномсуставах.Теловыд вигается вперед, вследствие чего вертикаль его ОЦТ выходит за пере днююграницуплощадиопоры,вместесчемначинаетсяпадениетела.

Вфазеотталкиваниявмоментначинающегосяпадениятелапроисхо дитсгибаниевголеностопном,разгибаниевколенномитазобедренном суставахиодновременныйвзмахрукамикверху,чтоспособствуетповы шениюположенияОЦТтела.Позаконамбаллистикиполетбудетнаибо леедлинным,еслипрямая,показывающаянаправлениеотталкивания, располагаетсяподуглом45°кгоризонтальнойплоскости.Теоретически можносчитать,чтовтомслучае,когдауголотталкиванияпревысит45°, полетбудетвышеикороче.Приотталкиванииподуглом90°теловзлетает вверхиприземляетсянасвоеисходноеместо.Приуглеменьше45°полет будет ниже и длиннее. Однако для того, чтобы при прыжке в длину с разбегаполучитьуголвылета45°,необходимаскоростьподъемацентра тяжестиравнаяскоростиразбегакмоментупрыжка.Ввидутогочтопры гунунехватает«мощноститолчка»,уголвылетаприусловиисохранения высокойконечнойскоростиразбеганебываетбольше30°,апопыткиуве личитьеговлекутзасобойпотерюскоростивылета.

Чтобывмоментотталкиваниявнаибольшеймереиспользоватьвсе мышцы сгибатели пальцев, обычно держат стопы в положении с не сколькообращеннымивнутрьносками.Работамышцвфазеотталкива ния характеризуется резкостью и силой. В течение короткого времени мышцысокращаютсядомаксимума,врезультатечеготело,подброшен ноеввоздух,проходитнекотороерасстояние.Главнымимышцами,рабо тающимиприотталкивании,являются:вобластистопы–всемышцыее подошвеннойповерхности;вобластиголеностопногосустава–задняяи латеральнаягруппымышцголени;вобластиколенногосустава–бедрен ныеголовкичетырехглавоймышцыбедра;вобластитазобедренногосус тава–мышцы,расположенныенаегозаднейповерхности;натуловище– мышцы разгибателипозвоночногостолба,атакжемышцы,поднимаю щиепоясверхнейконечности;вобластиверхнейконечности–мышцы сгибателиплеча,атакжемышцы разгибателипредплечья.Большинство изних,вчастностимышцы,расположенныенанижнихконечностяхина туловище, находится в сокращенном состоянии и в подготовительном периоде.Новэтовремяонивыполняютуступающуюработу,авмомент отталкивания–преодолевающую(рис.185).

После того как в суставах произошло почти полное разгибание, движения в них, как уже говорилось, затормаживаются благодаря кратковременному сокращению мышц антагонистов, превращаю щих все тело как бы в одно монолитное целое, что способствует пере

555

Ч А С Т Н А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

даче сил толчка на ОЦТ тела и сохранению равновесия во время поле та. Роль мышц антагонистов заключается также в том, что они пре пятствуют переразгибанию звеньев нижней конечности в суставах, предохраняя их от повреждения.

Фазаполетахарактеризуетсяуже«заданной»траекториейОЦТтела. Онаможетбытьизмененатолькоподвлияниемкаких либовнешнихсил (например,присильномвстречномветреонабудетукорочена,припопут ном,наоборот,удлинена).Чтобыонанеизмениласьподвлияниемвнеш негофактора,необходимоизменитьуголотталкивания(например,при попутномветреондолженбытьбольше,апривстречном–меньшетого, которыйсчитаетсянормойприотсутствиивнешнеговлияния).

Несмотрянаточтововремяполетаизменитьеготраекториюневоз можноникакимидополнительнымидвижениями,можнопридатьтелу такое положение, при котором его отдельные звенья будут в наимень шеймерепрепятствоватьдвижению.Есливовремяполетаногиподо гнуть,топриземлениепроизойдетдальшеотместаотталкивания,чемв томслучае,еслиногибудутвовремяполетавыпрямленыиопущены.

Во время полета мышцы в значительной мере расслабляются. Движение рук вверх в некоторой мере способствует работе ног. Даже при очень быстром взмахе одних только рук в вертикальном положе нии тела с выпрямленными ногами может произойти небольшой от рыв тела от опоры. В тот момент, когда тело еще не отделилось от земли, взмах рук вверх способствует повышению ОЦТ тела, что име ет большое значение для фазы полета.

Кмоментуотталкиваниястопынаходятсясзадитуловища(сзадивер тикали ОЦТ тела), но к концу полета конечности выносят вперед. Так кактолчокпередаетсянатаз,товмоментполетаможетпроисходитьне толькопоступательноедвижениетуловища,ноиегонебольшоевраще ниевокругпоперечнойоси,т.е.кконцуполетаможетоказаться,чтониж нийотделтуловищапрошелвпередбольшийпуть,чемеговерхнийотдел.

Фаза приземления характеризуется тем, что тело, приходя в сопри косновениесземлей,получаетплощадьопоры,расположеннуювпере дивертикалиОЦТтела.Вовремяприземлениямаксимальноиспользу ютсярессорныесвойстванижнейконечности,особенносогнутоеполо жениевееглавныхсуставах.Амортизацияполученноготеломтолчкав моментприземленияосуществляетсятакжеблагодаряуступающейра ботемышцнижнихконечностейприсгибаниивколенномтазобедрен номи(донекоторойстепени)голеностопномсуставах.Стопаприпри землениинеможетполностьюпроявитьсвоирессорныесвойства,так как приземление происходит обычно не на передний, а на задний ее отдел. Приземление на передний отдел стопы трудно выполнимо, по

556

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

Рис. 185. Прыжок в длину с места:

1 – подготовительная; 2, 3, 4, 5, 6 – фаза толчка; 7, 8, 9, 10 – фаза полета; 11, 12 – фаза приземления

скольку требует крайне сильного оттягивания носка стопы, чему пре пятствуетнатяжениепереднейгруппымышцголени.

Что касается особенностей механизма дыхания при прыжке в длину с места, то следует заметить, что в момент взмаха руками вверх создаются более благоприятные условия для вдоха благодаря подни манию ребер. Во время самого полета, который длится крайне огра ниченный промежуток времени, дыхание несколько задерживается, и выдох происходит после приземления.

557

Ч А С Т Н А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Вращательные движения тела могут происходить как вокруг абст рактных (вертикальной, фронтальной и сагиттальной), так и вокруг материальных (перекладина) осей вращения. К вращательным дви жениям вокруг материальной оси можно отнести большой оборот в гимнастике, вокруг абстрактной оси – сальто, пируэты, кувырки, различные перевороты и др. Вращательные движения наиболее часто встречаются в гимнастике, фигурном катании на коньках, прыжках в воду и в других видах спорта.

Длявыполнениявращательногодвижениядействующаясиладолжна бытьнаправленанепараллельноосивращенияиневОЦТтела,ананеко тором расстоянии от него, создавая момент вращения, который равен произведениювеличинысилынаплечоеедействия(кратчайшеерассто яниеотосивращениядоточкиприложениясилы).Чембольшемомент вращения,тембольшееускорениесообщаетсятелу,поэтомучемдальше точкаприложениясилыотосивращения,темэффективнеееедействие.

Какизвестно,каждоетелоимеетинерцию,всвязисчемдлявыведе нияегоизсостоянияпокояилидляизменениянаправленияегодвиже ниянеобходимоприложитьктелуопределеннуюсилу.Сила,изменяю щаяположениеилидвижениетела,встречаетсопротивлениесвоемудей ствию.Такоесопротивлениеприпоступательныхдвиженияхпрямопро порциональномассетела,апривращательных–моментуинерциитела.

Моментоминерциителавотношениикакой либоопределеннойоси вращенияявляетсявеличина,характеризующаятосопротивление,кото роесамотелооказываетсиле,стремящейсявращатьегооколоэтойоси. Радиусоминерциивотношенииосивращенияназываетсярасстояниеот неедоточки,вкоторойкакбысосредоточенавсямассатела.Привраща тельныхдвиженияхмоментинерцииимоментвращенияприложеннойк телусилыимеютзначения,аналогичныетем,какиеприпоступательных движениях имеют масса тела и действующая на эту массу сила. Таким образом,моментинерциивращающейсяматериальнойточкипрямопро порционаленеемассеиквадратурадиуса:М=mr2,гдеМ–моментинер цииточки,m–массатела,r–радиус.Моментинерциивсеготеламожно представитьсуммоймоментовинерциивсехточектела–∑mr2.Моменты инерцииразныхточектеланеодинаковыизависятотрасположенияточ кипоотношениюкосивращения:чемдальшеточка(частьтела)удалена отосивращения,тембольшеонасопротивляетсядвижению.

558

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

Момент инерции всего тела по отношению к продольной оси в стойке «смирно» равняется примерно 1,2 кг/м2; в стойке на одной ноге в гимнастическом положении «ласточка» – 8 кг/м2 по отноше нию к вертикальной оси. Для человека, находящегося в положении лежа, этот момент равен по отношению к вертикальной оси, прохо дящей через его ОЦТ тела, – 17 кг/м2.

При выполнении тех или иных упражнений вращательного ха рактера стараются изменять момент инерции всего тела или его зве на. Так, при выполнении пируэта, приближая конечности к про дольной оси тела, можно уменьшить момент инерции всего тела при близительно в 7 раз, при выполнении сальто – в 3 раза.

Если момент инерции уменьшается в 3 раза, то во столько же раз увеличивается угловая скорость, и наоборот (тело ускоряет вращение или замедляет его). В качестве примера вращательных движений тела можно рассмотреть сальто назад с места.

Сальто назад с места

Этосложноеациклическоевращательноедвижение,котороезаклю чаетсявотталкиваниителаотопорнойповерхности,полететеласвра щениемвокругсвободнойосиипоследующимприземлении.

Все движения при выполнении сальто можно разделить на 4 фазы: первая–подготовительная,вторая–отталкивание,третья–полет,чет вертая–приземление.Всвоюочередь,вполетевыделяютвзлет,груп пировку,вращениеивыпрямлениетела.Описываемыйиногдапривы полнениисальторывокголовойимеетсвоимначаломдвижение,проис ходящееприотталкивании.Благодаряэтомудвижениюинерциямассы головыиспользуетсядляувеличениясилыотталкивания.Такимобра зом,рывокголовой–этонесамостоятельноедвижениевовремяполета, а продолжение движения, начатого во время отталкивания. Данное объяснение логически вытекает из той общей предпосылки, согласно которойсамостоятельноевыполнениерывкаголовойвовремяполета должно было бы вызвать движение, противоположное тому, которое спортсменстремитсявыполнитьвовремясальто.

Перваяфаза–подготовительная.Начальнымположениемтеладлявы полнениясальтоявляетсяположениеполуприседа(какприпрыжкевдли нусместа).Вэтойфазепроисходитразгибаниевголеностопномсуставе, сгибаниевколенномитазобедренномсуставах,атакжесгибаниетулови ща.Рукинесколькосогнутывлоктевомиразогнутывплечевомсуставе.

Поскольку положение звеньев нижней конечности и туловища обусловлено в основном действием силы тяжести, то работающими

559