Теоретические основы построения спортивной техники

устройство (Ïàтент ÑØÀ кл. GOIL 5/02, 1971г), где тренирующàя нàгрузкà нà мускулы создàется сервомотором, противостоящим врàщению педàлей или ручных средств, при смàтывàнии тросà с бàрàбàнà тягой во время выполнения линейных движений. Ñистемà педàлей, ручных средств, тросовых бàрàбàнов для взàимодействия с сервомотором смонтировàнà нà его вàлу, который жестко связàн с вàлом тàхогенерàтором. Òàхогенерàтор вырàбàтывàет сигнàл об изменениях угловой чàстоты врàщения вàлà сервомоторà. Ýтот сигнàл, через систему усилителей - преобрàзовàтелей, в преобрàзовàнном для создàния нужного усилия виде, подàется к усилителю мощности с целью требуемого упрàвления изменениями угловой чàстоты

врàщения вàлà сервомоторà, нà основе которой и вырàбàтывàется нужное

усилие. Â дàнной конструкции, функцию усилителя-преобрàзовàтеля выполняет оперàционный и решàющий усилитель, с цепью обрàтной связи, в которую с помощью коммутàторà подключàется нàбор полупроводниковых элементов имеющих линейную и нелинейную передàточные хàрàктеристики. Òàкое конструктивное оформления дàет возможность воссоздàть усилия прàктически всех локомоций хàрàктерных для деятельности человекà и нà основе их вырàботàть тренировочные нàгрузки.

Åсли упрàжнения выполняются с использовàнием сопротивления

постояннà из-зà приспосàбливàемого мышечного усилия. Ïреимущественно, постоянство знàчения скорости обеспечивàется системàми àвтомàтического регулировàния с нàгрузочным элементом в виде сервоприводà. Fдоп

изменяется, от минимумà до мàксимумà, в пределàх àмплитуды движения и имеет всегдà положительное знàчение. Ïри мàксимàльном знàчении Fдоп,

скорость двигàтельного действия стремится к нулевому знàчению. Ïри минимàльном знàчении Fдоп, скорость двигàтельного действия стремится к своему мàксимàльному знàчению.

Òàкое физическое упрàжнение, в некотором приближении, может носить нàзвàние изокинетического упрàжнения. Ïостоянство скорости движения, в этом случàе, поддерживàется путем воздействия специàльных центробежных регуляторов, воздействующих нà фрикционные тормозные диски. Âо всей перечесленных типàх упрàжнений рàботà мышц происходит в преодолевàющем режиме.

Ïри использовàнии упрàжнений с облегчàющим лидировàнием

воздействие биоэнергетических добàвок вырàжено в виде облегчàющего лидировàния, обеспечивàющего уменьшение влияния сил грàвитàции, сил сопротивления воздушной или водной сред путем рàзличного буксировочного оборудовàния и устройств. Ïри помощи тàкого

© 2015 ÁÍÒÓ

оборудовàния и устройств, спортсмен выполняет специфические движения во время буксировки, нàпример в водной среде, нà скоростях превышàющих соревновàтельные. Â другом случàе, перед спортсменом движется зàщитный

экрàн, позволяющий свести к минимуму, или в нужной мере уменьшить,

влияние сопротивления воздушной среды. Ïри выполнении упрàжнений нà основе биоэнергетических добàвок, для упрàвления влиянием сил грàвитàции используются всевозможные системы подвесов с блочными мехàнизмàми, уменьшàющими мàссу телà спортсменà, нàпример, конькобежцà.

Îблегчàющее лидировàние может применяться и к перемещàемому, спортивному снàряду, нàпример при поднимàнии тяжестей. Ïо своему воздействию, это в преоблàдàющем большинстве, упрàжнения глобàльного хàрàктерà.

Ôизические упрàжнения с подобными видàми дополнительных

сопротивлением. Äля срàвнения, нà рисунке 2.4 покàзàнà тренировкà конькобежцà при физических упрàжнениях, основàнных нà специфических двигàтельных действиях в естественной внешней среде.

Âыполнение упрàжнений с биомехàнической коррекцией движений

обусловлено контролируемым огрàничением степеней свобод путем использовàния специàльных нàпрàвляющих и огрàничителей движений, или

отдельных фàз движений. Íàпример, специàльные нàпрàвляющие для

фиксàции трàектории движения руки и ее кисти при броске бàскетбольного мячà в кольцо с нужной дистàнции. Êàк прàвило упрàжнения тàкого типà являются упрàжнениями регионàльного или глобàльного хàрàктерà.

Îборудовàние для упрàжнений с биомехàнической коррекцией движений может быть использовàно прàктически для всех видов физических упрàжнений отмеченных нà рисунке 2.5. Â то же время сàмо физическое упрàжнение с биомехàнической коррекцией движений обеспечивàет

тренировку по методу сопряженного воздействия, в процессе обучения и совершенствовàния двигàтельных действий.

Óпрàжнения грàвитàционно–рессорного хàрàктерà окàзывàют своё нàгрузочное воздействие зà счет сил грàвитàции во время контàктà телà

спортсменà с рàзличными спортивными снàрядàми. Óпрàжнения грàвитàционно–рессорного хàрàктерà сàмые рàспрострàненные в прàктике спортивной тренировки. Äля упрàжнений тàкого типà, хàрàктерно то, что при

g – силà грàвитàции. Åсли ускорение имеет минимàльное знàчение

© 2015 ÁÍÒÓ

близкое к нулевому, то Fдоп = 0. Ïроявление Fдвиг определяется

спецификой спортивной деятельности и при отсутствии внешних дополнительных нàгрузок Fтрен = Fдвиг.

Åсли Fдоп не рàвно 0, то это говорит о том, что здесь используется тренировочное приспособление или тренàжерное устройство. Ïри знàчении

Fдоп выше нулевого знàчения имеет место дополнительное сопротивление, нàпример в чàстном случàе, при перемещении спортивных снàрядов или тел увеличенной мàссы.

Ðисунок 2.5 Òренировочное упрàжнение в условиях «внешней искусственной среды»

À – тренировочные устройствà создàют постоянное дополнительное тренирующее усилие (Fдоп = CONST) или переменное дополнительное тренирующее усилие (+Fдоп – функция скорости движения, пути, или положения в прострàнстве). Òо же при создàнии тренирующего усилия приспосàбливàющегося хàрàктерà.

Á - тренировочные устройствà создàют биоэнергетические добàвки в виде облегчàющего лидировàния ( - Fдоп – функция скорости движения, пути, или положения в прострàнстве)

Ïри знàчении Fдоп ниже нулевого знàчения действует облегчàющее

лидировàние в виде специфического дополнительного ускорения.

Ñпортивнàя техникà для создàния и упрàвления Fдоп предстàвляет собой, в преоблàдàющем большинстве, систему рàзнообрàзных площàдок

или опор переменной высоты, кронштейнов с поручнями и т. п., с

приспособления для минимизàции огрàничения степеней свобод перемещений в биокинемàтических звеньях. Ïо сути, с использовàнием упрàжнений грàвитàционно–рессорного хàрàктерà можно решàть нàиболее широкий круг зàдàч спортивной тренировки.

 сàмом упрощенном вàриàнте, упрàжнения грàвитàционно–рессорного хàрàктерà могут быть реàлизовàны увеличением мàссы телà спортсменà путем зàкрепления нà нем утяжеляющего поясà, либо брàслетов для рук или ног. Óпрàжнения грàвитàционно–рессорного хàрàктерà можно выполнять перемещàя спортивные снàряды с увеличенной мàссой.

Íà рисунке 2.6 покàзàно взàимодействие спортсменà с рàзновысокой

© 2015 ÁÍÒÓ

плàтформой при выполнении упрàжнений грàвитàционно–рессорного хàрàктерà.

биомехàнической стимуляции, Fдоп проявляется нà фоне внешних,

изменение нàпрàвления тàких перемещений. Âектор этих колебàтельных перемещений нàпрàвлен вдоль мышечных волокон, учàствующих в специфических движениях биокинемàтических звеньев. Äвижение точек поверхностей, возбуждàющих колебàтельные процессы в мышцàх спортсменà, осуществляется по определенному периодическому зàкону с фиксировàнной чàстотой и àмплитудой:

крови (гемодинàмикой), виброускорения – àктивностью нервного волокнà.

можно моделировàть режимы предельных мышечных нàпряжений при мàлых знàчениях Fдоп. Ðàботà мышц, при упрàжнениях с колебàтельной àктивàцией, может носить смешàнный хàрàктер. Ïериодическое изменение нàпрàвления движения поверхностей возбуждàющих колебàния приводит к

© 2015 ÁÍÒÓ

чередовàнию преодолевàющего и уступàющего режимов рàботы мышц по всей трàектории движения (рисунок 2.7). Óпрàжнения, тàкого типà, имеют

преимущественно локàльный, регионàльный хàрàктер, à в отдельных случàях, могут быть и глобàльными.

Ñ учетом существующего в прàктике оборудовàния тàкого типà можно выделить четыре видà мехàнизмов, создàющих условия для реàлизàции физических упрàжнений с колебàтельной àктивàцией мышц. Ê тàким мехàнизмàм относятся мехàнизмы нà основе шàтунных систем и эксцентриситетà, кулàчковых, кулисных систем, и систем использующих эффект динàмических реàкций нà опоры при врàщения звенà со смещенным

мышечную систему спортсменà являются упрàжнения с удàрной àктивàцией мышц при взàимодействии с бàллистическими телàми. Çдесь, нà отдельные мышцы спортсменà воздействуют àпериодические, крàтковременные и знàчительные по величине нàгрузки. Âеличинà, тàких нàгрузок, может достигàть нескольких десятков тысяч ньютон.

Äля создàния удàрных ускорений и соответствующих им нàгрузок, применяются мехàнизмы обеспечивàющие взàимодействие «молотà» и «нàковàльни» в горизонтàльном, - кàчàющемся, или в вертикàльном, - пàдàющем нàпрàвлениях. Ìолот предстàвляет собой твердое тело подвешенное нà жесткой нити нужной длины и приспособления для стопорения молотà в исходном положения. Ïри взàимодействии «молотà» и «нàковàльни», в горизонтàльном нàпрàвлении, этà системà рàботàет по принципу бàллистического мàятникà. Â вертикàльном нàпрàвлении, тàкое взàимодействие реàлизуется - по принципу пàдàющего или брошенного вверх физического телà. Ïри взàимодействии спортсменà с телàми тàкого типà, его мышечнàя системà выполняет функцию «нàковàльни» и принимàет нà себя всю энергию их контàктà. Ïàрàметрàми определяющими знàчение

Fдоп, являются мàссà мàятниковой системы или физического телà, àмплитудà отклонения, длинà мàятникà, или высотà подъемà этого телà. Äве стрелки перед величиной Fдоп покàзывàют нàпрàвление усилий спортсменà при воздействии нà перечисленные объекты, верхняя стрелкà, либо при противодействии, - нижняя стрелкà. Ñвязь этих пàрàметров вырàжàется через мàксимàльную скорость этих тел нà момент взàимодействия с мышечной системой спортсменà.

Íàпример, для бàллистического мàятникà ( рисунок 2.8):

где

l – рàдиус кàчàния;

h – высотà подъемà телà;

α – угол отклонения молотà от вертикàли.

© 2015 ÁÍÒÓ

мàятникà. Â действиях связàнных с выведением бàллистического телà из состояния покоя, мышечнàя системà спортсменà рàботàет в преодолевàющем режиме. Â зàвисимости от физических пàрàметров бàллистического мàятникà, физическое упрàжнение с удàрной àктивàцией мышц может носить преимущественно локàльный, регионàльный и в отдельных случàях, глобàльный хàрàктер. Óпрàжнения этой кàтегории нàиболее эффективны при воспитàнии быстроты и скоростно-силовых кàчеств.

Ïри решении зàдàч специàльной физической подготовки существуют физические упрàжнения с двигàтельными взàимодействиями, когдà внешняя искусственнàя средà создàется системой, изменяющей свое положение в прострàнстве. Ýто может быть непосредственный физический контàкт с системой, либо создàние с помощью мехàнического приводà или электронной информàционной системы ситуàции, нà которую должен реàгировàть спортсмен. Òàкже, физические упрàжнения с двигàтельными

взàимодействиями, имеют место, когдà внешняя искусственнàя средà

создàется двигàтельными действиями пàртнерà, либо противникà. Â подобных условиях могут выполняться, в основном, упрàжнения грàвитàционно–рессорного хàрàктерà и другие, зà исключением упрàжнений с дополнительным сопротивлением постоянного хàрàктерà, упрàжнений с колебàтельной àктивàцией мышц. Ôизические упрàжнения с двигàтельными взàимодействиями имеют, кàк прàвило глобàльный хàрàктер.

Ïотребительские свойствà спортивной техники должны быть сàмым

тесным обрàзом связны с формой физических упрàжнений, видом

подготовки и кругом решàемых зàдàч. Ïотребительскàя эффективность, при

этом, покàзывàет кàкие зàдàчи, в количественном отношении решàются в

процессе дàнного видà подготовки. Ñледует обрàтить внимàние, что потребительскàя эффективность зàвисит глàвным обрàзом от мàстерствà

специàлистà, осуществляющего проектировàние конструкции

© 2015 ÁÍÒÓ

28Òеоретические основы построения спортивной техники

13. чем проявляются особенности физических упрàжнений с удàрной àктивàцией мышц.

14. чем проявляются особенности физических упрàжнений с двигàтельными взàимодействиями.

15.Ïеречислить фàкторы, определяющие опàсность порàжения электрическим током при эксплуàтàции спортивного оборудовàния.

16.Ïривести пример мехàнического, электромехàнического и электронного спортивного оборудовàния.

17.×то тàкое нàгруженное и ненàгруженное спортивное оборудовàние.

18.×то тàкое спортивное оборудовàние с огрàничением перемещения и без огрàничения перемещения в прострàнстве.

19.×то тàкое стàционàрное и переносное спортивное оборудовàние.

20. Êàкие существуют виды спортивного оборудовàния для

коллективного и индивидуàльного использовàния.

Ëитерàтурà

1.Áойченко, Ñ.Ä. Êлàссическàя теория физической культуры: Âведение. Ìетодология. Ñледствия / Ñ.Ä. Áойченко, È.Â. Áельский – Ìн.: Ëàзурàк, 2002. – 312 с.

2.Êàунсилмен, Äжеймс Å. Ñпортивное плàвàние./ Äжеймс Å. Êàунсилмен пер. с àнгл. – Ì .: Ôизкультурà и спорт, 1982. – 208 с., ил.

3.Êрàйнев, À.Ô. Ñловàрь-спрàвочник по мехàнизмàм./ À.Ô. Êрàйнев. – Ì.: Ìàшиностроение, 1981. – 438 с., ил.

4.Ëогинов, Â.Í. Ýлектрические измерения мехàнических величин – изд. 2-ое, доп. / Â.Í. Ëогинов. – Ì.: Ýнергия, 1976. – 104 с. ил.

5.Ðàтов, È.Ï. Äвигàтельные возможности человекà / È.Ï. Ðàтов – Ìн.: Èздàтель Òруш Ë.Í. Ëицензия ËÂ 478, 1994. – 190 с.

6.Ìихеев, À.À.. Ñтимуляция биологической àктивности кàк метод упрàвления рàзвитием физических кàчеств спортсменов / À.À. Ìихеев, Ìинистерство спортà и туризмà Ðеспублики Áелàрусь. – Ìн., 1999. – 502 с., ил.

7. Òимошенков, Â.Â. Òренàжеры в велосипедном спорте / .

Â.Â.Òимошенков – Ìн.: Èздàтель Òруш Ë.Í. Ëицензия ËÂ 478, 1994. – 126 с.

8.Þшкевич, Ò.Ï. Òренàжеры в спорте / Ò.Ï. Þшкевич, Â.Å. Âàсюк, À.À. Áулàнов – Ì.: Ôизкультурà и спорт, 1989. – 320 с., ил.

9.Þшкевич, Ò.Ï. Ïрименение технических средств в обучении и тренировке спортсменов / Ò.Ï. Þшкевич, Â.Å. Âàсюк, À.À. Áулàнов – Ìн.: Ïолымя, 1987. - 240 с., ил.

© 2015 ÁÍÒÓ

Òемà 3. Õàрàктеристикà нервно-мышечной системы

спортсменà

3.1 Ñовременнàя модель мышцы двигàтельного àппàрàтà

спортсменà

Ëюбое двигàтельное действие человекà связàно со специфическими процессàми в мышечной системе. Ñовременнàя модель мышцы описывàет ее кàк комбинàцию упругих и сокрàтительных компонентов. Óпругие компоненты àнàлогичны пружинàм в которой энергия упругой деформàции

-

2

Ïд = Ñ(Dl) /2 рàвнà мехàнической рàботе, которàя былà зàтрàченà нà ее

рàстягивàние. Óпругие компоненты предстàвляют собой

соединительноткàнные обрàзовàния, состàвляющие оболочку мышцы и ее пучков, à тàкже сухожилия и местà переходà миофибрилл в соединительную ткàнь.

Ñокрàтительные компоненты соответствуют тем учàсткàм мышечного волокнà (нàзывàемые сàркомерой), где àктиновые и миозиновые нити (миофилàменты) перекрывàют друг другà. Èменно эти учàстки обеспечивàют изменение длины и нàтяжение мышцы при ее возбуждении. Ïокоящàяся мышцà (препàрàт мышцы) облàдàет упругими свойствàми и стремится восстàновить свою длину после прекрàщения рàстягивàния (то есть принимàет рàвновесную длину). Ïри этом ее упругие силы рàвны нулю. Â живом оргàнизме этого не нàблюдàется – длинà мышцы всегдà больше рàвновесной, т.е. мышцы всегдà нàходятся в тонусе.

 случàе принудительного рàстягивàния мышцы силà, ее тяги изменяется нерàвномерно, достигàя мàксимумà при некоторой длине (длине покоя) и зàтем уменьшàется, тàк кàк при чрезмерном удлинении уменьшàется количество àктин-миозиновых мостиков. Ïричем силà тяги мышцы снижàется не только при знàчительном увеличении ее длины, но тàкже и при ее сокрàщении. Òàким обрàзом, упругие силы, то есть энергия упругой деформàции пàрàллельных и последовàтельных упругих компонентов вносит знàчительный вклàд в осуществление преодолевàющего движения, увеличивàя силу сокрàщения мышцы.

Ñледует отметить, что для мышц хàрàктерно и тàкое свойство кàк релàксàция, проявляющàяся в снижении силы упругой деформàции с течением времени. Åсли преодолевàющее движение по кàким-либо причинàм не выполняется, то примерно через 0,12 с упругие силы преврàщàются в тепло и рàссеивàются. Òàк выполнение прыжкà с местà срàзу после подседà повышàет мощность преодолевàющей рàботы мышц. Îднàко, зàдержкà в подседе, (в фàзе àмортизàции) снижàет результàт в упрàжнении.

© 2015 ÁÍÒÓ