Характеристика движений в плавании
Источник:
«Теория и методика обучения плаванию».
Редактор: А.А. Литвинов Изд.: Академия, 2014 год.
Кинематические характеристики движений
Кинематические характеристики движений указывают на перемещение материальных тел в пространстве с геометрической точки зрения с учетом времени и его производных (скорости, ускорения) вне связи с силами, определяющими это движение. Слово «кинематика» происходит от греческого слова «синема», что означает движение. Рис. 3.3. Оси и плоскости тела пловца
Для анализа движений особый интерес представляют траектории движений отдельных частей тела в пространстве. При этом кинематические характеристики движений перемещаемых частей тела проецируются в воображаемых осях и плоскостях. В спортивном плавании тело пловца находится в воде в горизонтальном положении, и поэтому названия осей и плоскостей отличаются от принятых в анатомии человека (рис. 3.3).
Оси пловца:
а — продольная ось — ось, проходящая вдоль тела;
b — поперечная ось — ось, проходящая через тело справа налево в области пятого поясничного позвонка;
с — вертикальная ось — ось, проходящая через тело сверху вниз в области третьего-четвертого поясничного позвонка.
Плоскости тела пловца:
А — горизонтальная плоскость, располагается параллельно поверхности воды и находится в продольной и поперечной осях;
В — фронтальная, или поперечная, плоскость, располагается перпендикулярно направлению движения пловца в поперечной и вертикальной осях;
С — вертикальная плоскость, располагается вертикально вдоль тела пловца и проходит через продольную и вертикальную оси пловца.
Наиболее полно характеризуют кинематические характеристики движения траектории. Траектории представляют собой следы движущихся точек тела или его частей. Траектории могут быть абсолютными и относительными. Если точки перемещения тела определяются неподвижными регистрирующими устройствами, они являются абсолютными траекториями. Если точки траектории движения фиксируются относительно какой-либо точки тела пловца и при этом регистрирующее устройство перемещается вместе с пловцом, траектории являются относительными. Абсолютная и относительная траектории отличаются по внешнему виду и содержат различную информацию. Так, абсолютная траектория, например, кисти пловца, указывает на взаимодействие ладони с массой воды. Относительная траектория в большей степени отражает характер перемещения кисти по отношению к телу.
У пловцов траектории движений рук и ног не могут рассматриваться в одной плоскости, так как их движения происходят в трех осях. Это значительно усложняет методику регистрации и расчета кинематических характеристик.
Спортивное плавание относится к циклическим видам спортивной деятельности. Цикл движений пловца рассматривается по отношению к движению одной или обеих рук. Так, в кроле на груди цикл может начинаться с началом гребка правой рукой, включать гребок и подготовительное движение этой руки и заканчивается окончанием входа ее в воду. За это время другая рука также совершает полный цикл движения, но из другого исходного положения, а ноги в зависимости от способа координации — 2, 4 или 6 ударных движений.
Продвижение за один цикл движений называется шагом. Шаг определяется по формуле
Ш = S/n,
где S — путь, пройденный пловцом, м; п — число циклов, совершенное за пройденное пловцом расстояние.
Второй очень важной характеристикой двигательных действий пловца является темп. Темп движений определяется числом выполняемых циклов в 1 мин:
Т = n/t * 60,
где п — число циклов; t — период, за который выполнялись подсчитанные циклы движений, с.
Темп удобно определять путем регистрации времени выполнения какого-либо количества циклов движений. Например, тренер включил секундомер с началом движений рук и, отсчитав 10 циклов, получил время их выполнения, равное 20 с. Для того чтобы определить, каков темп пловца в 1 мин, нужно 10 циклов разделить на 20 с и умножить на 60: Т = 10/20 • 60 = 30 циклов/мин.
Скорость, шаг и темп находятся в тесной зависимости. Если увеличение средней скорости движения тела происходит за счет увеличения темпа движений, то шаг пловца, как правило, уменьшается. По соотношению темпа, шага и скорости движения судят о качестве техники. При одинаковом темпе у квалифицированных пловцов шаг больше, чем у пловцов низкой квалификации. С увеличением скорости плавания происходит увеличение темпа. Шаг также в начале возрастания скорости увеличивается, но до определенного предела. Так, при плавании кролем на груди у высококвалифицированных пловцов при темпе 20—30 циклов/мин шаг наибольший, но при дальнейшем увеличении темпа плавания шаг уменьшается. При утомлении пловец чаще всего поддерживает скорость плавания за счет увеличения темпа движений и реже — за счет поддержания величины шага.
Величины темпа и шага изменяются с ростом мастерства, развитием спортивной формы, физических качеств. Они зависят также от роста пловца и длины его конечностей. Высокорослые пловцы обладают большим шагом, чем пловцы среднего роста. Поэтому, несмотря на то что эти показатели являются важными характеристиками техники движений, все же по их величинам нельзя судить об эффективности техники пловца, о рациональности совершаемых им движений, особенно когда оцениваются начинающие пловцы, находящиеся в возрасте усиленного роста и развития. Наиболее адекватным качеству техники является отношение шага к темпу при определенной скорости плавания и применяется для оценки движений пловцов с различными физическими качествами любой квалификации и возраста.
При определенной скорости движения положительным является увеличение отношения шага к темпу. Так, например, если пловец плывет со скоростью 1,6 м/с при темпе 40 циклов/мин с шагом, равным 2 м, то отношение будет равно 2/40 = 0,05. С ростом мастерства или улучшением спортивной формы это отношение будет увеличиваться.
Динамические характеристики движений
Динамические характеристики раскрывают движение материальных тел в зависимости от действующих на них сил. Любое тело, движущееся в воде, испытывает действие движущих сил и сил гидродинамического сопротивления. При горизонтальном расположении тела равнодействующая движущих сил и сил гидродинамического сопротивления располагаются на одной горизонтальной линии. При плавании спортивными способами положение тела по отношению к горизонтали меняется. Угол между продольной осью тела и поверхностью воды называется углом атаки. Он положительный, если плечи выше таза, и отрицательный, если плечи ниже таза. В первом случае возникает дополнительная подъемная гидродинамическая сила, во втором — топящая сила.
Гребковые гидродинамические силы возникают в результате выполнения гребковых движений — главным образом конечностями. Перемещаясь в воде, конечности встречают сопротивление воды. Это сопротивление зависит от скорости их перемещения относительно тела пловца, коэффициента обтекаемости гребущей поверхности и ее миделевого сечения. Чем больше эти показатели, тем больше величина сопротивления воды и как результат этого величина гребковой силы F. Например, при плавании дельфином общая сила сопротивления воды гребущей поверхности рук может достигать 20 — 25 кг. При всех способах плавания силы сопротивления увеличиваются от плеча к ладони.
Центр этих сил, или их равнодействующая, находится в основании ладони близко к лучезапястному суставу (рис. 3.4). Равнодействующая этих сил, называемая часто гребковой силой, является вектором. Вектор же, как известно, имеет размер и направление и обозначается стрелкой.
При развитии усилия гребущей поверхностью возникающие силы сопротивления еще называются реакцией воды R. Реакция на гребковую силу, или сопротивление воды, как правило, меньше по величине в связи с уступающим характером реакции воды (см. рис. 3.4).
Направление реакции всегда противоположно направлению гребковой силы. Так, если сила направлена назад и вниз, то реакция будет направлена вверх вперед. Гребковые силы практически перпендикулярны к гребущей поверхности, так как в воде сила трения, определяющая направление вектора силы между гребущей поверхностью и водой, незначительна.
В зависимости от расположения гребущей поверхности в пространстве можно с помощью правила параллелограмма определить эффект гребкового движения, т.е. величины составляющих гребковой силы.
В плавании наибольший интерес представляют составляющие гребковой силы в вертикальном и горизонтальном направлениях. Например, если имеются кинограммы, видеограммы или циклограммы техники плавания, отснятые в вертикальной плоскости, можно определить соотношение усилий, развиваемых пловцом, в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Для этого (см. рис. 3.4) рисуют вектор равнодействующей гребка Fгр (гребковая), располагая ее в основании ладони перпендикулярно к ее поверхности, а затем из точки, где начинается этот вектор, проводятся горизонтальная и вертикальная линии в сторону вектора. Затем, пользуясь правилом параллелограмма, от конца вектора проводят линии параллельно горизонтали и вертикали. Пересечения этих линий с горизонталью и вертикалью определяют величины горизонтальной и вертикальной составляющих. На рис. 3.4 видно, что в начале гребка вертикальная составляющая Гпод (подъемная) намного больше, чем горизонтальная составляющая Fдв (движущая). Поэтому можно заключить, что в этой части гребка пловец тратит усилие на подъем тела больше, чем на продвижение вперед. В средней части гребка гребковая сила совпадает с направлением горизонтальной составляющей, и поэтому вертикальная составляющая отсутствует, что указывает на то, что пловец в этой части гребка все усилия тратит на продвижение вперед. В конце гребка, когда ладонь направлена назад и вверх, вертикальная составляющая меняет направление, и, соответственно, меняется и ее эффект. Вертикальная составляющая из подъемной превращается в топящую силу «Fтоп (топящая)».
Рис. 3.4. Расположение равнодействующих сил в различных частях гребка
Понимание роли расположения гребущей поверхности имеет большое значение для определения эффекта гребкового усилия. Так, если пловец в начале гребка располагает ладонь близко к горизонтальному положению, он тратит энергию на поддержание тела в более высоком положении и мало продвигает себя вперед, Если ладонь располагается близко к вертикальному положению, подъемная или топящая силы будут незначительными, и пловец направляет свои усилия на продвижение вперед. Рациональное соотношение вертикальной и движущей составляющих гребковой силы в различных частях гребка является одной из важнейших сторон эффективности техники плавания.
