Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


¬€зкость воды при различных температурах




t, ∞—                    
ηХ106 кг/м·с                    
t,∞C                    
η ·106 кг/м·с                    

“аблица 15.5

 инематическа€ в€зкость некоторых жидкостей при 20∞ (Hadgman C.D., 1965)

—реда ¬€зкость, ѕ« ѕлотность, г/см3  инематическа€ ¬я« ќ—“№, —ћ2/—
¬оздух 1,8Х10 -4 1,3 Х ё-3 0,14
¬ода 0,010 1,00 0,010

¬ода преп€тствует продвижению пловца. ¬ гидродинамике дл€ расчета движени€ жидкости используют число –ейнольдса. „исло –ейнольдса Ч это безразмерна€ величина , где Ч плотность и в€зкость жидкости, и Ч скорость ее движени€ относительно тела и а Ч некотора€ длина.

ѕравило, согласно которому строение потока около тел одной и той же формы одинаково, если одинаково число –ейнольдса, неприменимо в тех случа€х, когда речь идет о поведении жидкости около ее свободной поверхности.

„исло –ейнольдса удобно выражать как величина, называема€ кинематической в€зкостью.

 

¬о многих случа€х трудно измер€ть силы, которые действуют на тело, движущеес€ в жидкости. ¬ этой св€зи дл€ экспериментов используют аэродинамические и гидродинамические трубы.

Ћобовое сопротивление. ѕри движении какого-нибудь тела в жидкости, на него действует сила, задерживающа€ его движение. Ёту силу называют лобовым сопротивлением. ¬еличина ее зависит от природы жидкости и от размеров, формы и скорости движущегос€ тела.

 ак показали эксперименты в аэродинамических трубах, лобовое сопротивление тела или различных тел одной и той же формы можно определить по формуле где ƒ Ч лобовое сопротивление, р Ч плотность жидкости, и Ч скорость движени€ жидкости относительно тела, ј Ч характеристическа€ площадь и —д Ч величина, называема€ коэффициентом лобового сопротивлени€, котора€ зависит от формы тела и от числа –ейнольдса.

  сожалению, не существует единого определени€ ј, которое было бы удобным при любой форме тела. »спользуютс€ следующие площади:

1) лобова€ площадь, т. е. площадь проекции тела на плоскость, перпендикул€рно направлению потока. ¬ случае цилиндра, имеющего высоту h и радиус г, лобова€ площадь будет равна πr2, если ось цилиндра параллельна потоку, и 2rh, если она перпендикул€рна ему;

2) площадь наибольшей проекции, т. е. проекции по тому направлению, по которому площадь ее будет наибольшей; эту величину используют, когда имеют дело с обтеканием профил€ крыла; по сравнению с лобовой площадью она имеет то преимущество, что не измен€етс€ при наклоне профил€;

3) суммарна€ поверхность тела. —ледует помнить, что в случае тонкой пластинки это будет суммарна€ площадь обеих ее сторон.

≈сли есть сомнени€, то важно указать, кака€ именно из этих площадей была использована при вычислении коэффициента —

Ќа рис. 15.34 приведены кривые зависимости коэффициента лобового сопротивлени€ —д от числа –ейнольдса дл€ тел различной формы.

¬се коэффициенты были вычислены на основе лобовой площади.

„исло –ейнольдса дл€ всех тел, кроме диска, определ€лось обычным способом по длине, измеренной в направлении потока; дл€ диска же его определ€ли по диаметру, хот€ он расположен перпендикул€рно потоку.

¬ св€зи с отсутствием работы по лобовому сопротивлению у пловцов, мы приводим данные “.ќ. Lang, K.S. Norris (1966), R. Alexander (1968) полученные при изучении дельфинов. Ѕыло найдено, что при коротких Ђброскахї дельфин может развивать скорость до 830 см/с (около 16 узлов), а со скоростью 610 см/с (около 12 узлов) способен плыть примерно в течение 1 мин. ƒельфин (Turbiopsgilli) имел длину 191 см, так что число –ейнольдса при первой из этих скоростей составл€ло 830·191 /0,01 = 1,6·107. ѕрофиль дельфина хорошо обтекаем.  ожа очень гладка€ и лишена волос. ¬се указывает на малую величину лобового сопротивлени€.

 

–ис. 15.34. «ависимость коэффициента лобового сопротивлени€ от числа –ейнольдса дл€ диска, расположенного перпендикул€рно направлению своего движени€; дл€ удлиненного цилиндра, движущегос€ перпендикул€рно своей оси; дл€ шара и дл€ тела обтекаемой формы, движущегос€ вдоль своей оси (по –. јлександер, 1970)

 

ѕопробуем оценить величину лобового сопротивлени€ дл€ дельфина, плывущего со скоростью 830 см/с и мощность, развиваемую его мышцами. Ћобова€ площадь у дельфина длиной 191 см, веро€тно, составл€ет около 1100 см2.  оэффициенты лобового сопротивлени€ дл€ обтекаемых тел при числе –ейнольдса около 1,6-107 близки к 0,055. ѕодставив эти величины в уравнение

мы найдем, что лобовое сопротивление у нашего дельфина составл€ет примерно 1 /2 (830)2·1100·0,055 = 2,0-107 дин. ћощность равна сопротивлению, умноженному на скорость, т. е. в данном случае 830·2,0·107 эрг/с, или 1660 ¬т. ќднако от мышц требуетс€ больша€ мощность, так как  ѕƒ дельфина при плавании не может достигать 100%; поэтому она едва ли могла быть меньше 2000 ¬т. ƒельфин весит 89 кг, из которых на долю участвующих в плавании мышц приходитс€, веро€тно, около 15 кг. “аким образом, мощность мышц должна составл€ть примерно 130 ¬т/кг. Ёто в 3 раза больше максимальной мощности, которую могут развивать мышцы человека при работе на велоэргометре.

Ћобовое сопротивление Ч не единственна€ гидродинамическа€ сила, действующа€ на тела, которые движутс€ в жидкости или наход€тс€ в потоке. ѕо определению оно имеет то же направление, что и скорость движени€ жидкости относительно тела.  огда симметричное тело движетс€ вдоль своей оси симметрии, действующа€ на него гидродинамическа€ сила направлена пр€мо и представл€ет собой лобовое сопротивление. Ќо когда симметричное тело движетс€ под некоторым углом к оси симметрии, гидродинамическа€ сила действует под углом к его пути. ≈е можно разложить на две составл€ющие, одна из которых направлена назад и представл€ет собой лобовое сопротивление, а друга€ действует под пр€мым углом к первой.

Ёнергетика пловца.  огда человек плывет, он сообщает некоторое количество энергии воде, чтобы продвинутьс€ (проплыть) в ней. Ёто создает волну, котора€ в конечном счете потер€ет всю сообщенную ей энергию в виде тепла, и поверхность воды снова станет спокойной. «атраченна€ таким образом при плавании энерги€ представл€ет собой совершенную работу плюс тепло, потер€нное телом пловца.

Ћыжный спорт

 

Ќа лыжных гонках происходит сочетание свободного скольжени€, отталкивани€ лыжами и палками от снега, маховых движений рук и ног и броска (перемещени€) тела вперед-вверх (рис. 15.35).

–ис. 15.35. ‘азы попеременного хода на лыжах (по ’.’. √россу)

—вободное скольжение (фаза I) происходит при тормоз€щем воздействии трени€ лыжи по снегу и незначительном сопротивлении воздуха. „тобы меньше тер€ть скорость, нельз€ делать резких движений (рукой или ногой) направленных вверх-вперед. —вободное скольжение заканчиваетс€ постановкой палки на снег.

Ќачинаетс€ фаза скольжени€ с выпр€млением опорной ноги (фаза II). ”величива€ наклон туловища и нажим на палку лыжник стремитс€ увеличить (повысить) скорость скольжени€ лыжи.

ѕодседание начинаетс€ еще (уже) при скольжении лыжи (фаза III), котора€ при энергичном разгибании опорной ноги в коленном и тазобедренном суставах быстро тер€ет (гасит) скорость и останавливаетс€. ѕодседание, начатое в фазе III, продолжаетс€ и завершаетс€ в фазе IV, сопровождаемое выпадом Ч движением переносной ноги вперед. — окончанием подседани€ начинаетс€ выпр€мление толчковой ноги в коленном суставе (фаза V), сопровождаемое завершающимс€ выпадом.

—ледует отметить, что с повышением скорости передвижени€ измен€етс€ ритм скольз€щего шага (сокращаетс€ врем€ отталкивани€ лыжей; подседание и выпр€мление толчковой ноги делаютс€ быстрее).

ќсновой лыжной техники €вл€етс€ попеременный шаг с постановкой палок при каждом шаге. ќн соответствует нормальному бегу, который с помощью лыж переходит в ритмичное скольжение. “олчок к скольжению даетс€ мощным отталкиванием соответствующей ноги от снежного основани€ и толчок палками. ќтталкивание всегда начинаетс€ тогда, когда обе ноги наход€тс€ приблизительно р€дом. ќднако эффективным оно бывает, если лыжа в этот момент имеет достаточное трение со снежным основанием благодар€ правильной смазке. ¬ то врем€ как лева€ нога отталкиваетс€, права€ становитс€ скольз€щей. ѕри этом масса тела переходит с отталкивающейс€ ноги на скольз€щую. Ћыжник-гонщик скользит преимущественно на одной лыже. “олько во врем€ короткого промежутка отталкивани€ ногой обе лыжи одновременно касаютс€ снега.

¬елосипедный спорт

¬елосипедист должен преодолеть три силы сопротивлени€ (рис. 15.36):

Ч силу сопротивлени€ встречного потока воздуха;

–ис. 15.36.

ѕосадка велогонщика

 

 

–ис. 15.37. ћышцы, участвующие в процессе езды велосипедиста:

ј Ч дыхательна€ мускулатура, Ѕ Ч мышцы, участвующие в перемещении педали вниз, ¬ Ч мышцы, участвующие в перемещении педали вверх

 

Ч силу трени€ качени€ (см. рис. 6.5, табл. 6.2);

Ч сталкивающую силу при подъеме на гору.

¬нешним силам сопротивлени€ спортсмен противопоставл€ет силу своих мышц, правильную посадку и пр.

Ќа рис. 15.37, показаны мышцы, работающие в процессе нажимани€ на педали.

√лавное преп€тствие дл€ преодолени€ дистанции Ч встречный поток воздуха. „ем выше скорость, тем больше сила сопротивлени€ встречного потока воздуха. —опротивление воздуха можно уменьшить несколькими способами.

—ила сопротивлени€ воздушного потока fb зависит от следующих факторов:

ј Ч величина поверхности сопротивлени€, которую можно изменить посадкой;

 c Ч коэффициент сопротивлени€, который зависит от обтекаемости фигуры велосипедиста и от величины поверхности одежды;

Ч плотность воздуха, котора€ на равнине примерно посто€нна, а в горных районах несколько ниже;

V2 Ч квадрат скорости. —опротивление воздуха растет, следовательно, не пропорционально скорости велосипедиста, а гораздо сильнее.

ѕри встречном ветре эта сила увеличиваетс€, при попутном Ч уменьшаетс€, что дает уменьшение или увеличение скорости. ƒл€ уменьшени€ силы сопротивлени€ встречного потока воздуха необходимо сесть так, чтобы поверхность (ј), которую вы занимаете, была относительно небольшой. ¬ спринте Ч предпочтительно совершать (принимать) горизонтальную посадку. ƒл€ уменьшени€ сопротивлени€ воздуха используют (примен€ют) специальные шлемы и обтекаемые костюмы (комбинезоны).

Ќа скорость перемещени€ велосипедиста вли€ет сила трени€ качени€ (трение шин о покрытие шоссе). „ем т€желее велосипедист, тем больше трение качени€, а также чем толще шины и меньше они накачаны Ч тем больше трение качени€. ¬ли€ют на скорость велосипедиста также качество покрыти€ шоссе, размер колес.

—ила трени€ качени€ Fmр зависит от следующих факторов:

Ч Fн Ч нормальна€ сила соответствует весу спортсмена с велосипедом, если он направлен перпендикул€рно к поверхности, по которой происходит перемещение;

Ч r Ч радиус колес;

Ч f Ч рассто€ние между теоретической точкой опоры шины и фактической точкой встречи шины с поверхностью, по которой происходит перемещение. ќтсюда имеем формулу:

ѕосадка велосипедиста во врем€ шоссейной гонки должна быть максимально обтекаемой и в то же врем€ не мешать работе внутренних органов (рис. 15.38). ѕосадка велосипедиста на подъеме может быть такой: 1) кисти рук на тормозных рычагах; 2) кисти в центре рул€, обхватывают его снизу; 3) положение, при котором переноситс€ центр т€жести тела.

¬о врем€ подъема скорость небольша€, решающую роль приобретает сталкивающа€ сила, а сопротивлением встречного воздушного потока можно пренебречь.

–ис. 15.38. ѕосадка велосипедиста при шоссейных гонках

 

ƒл€ сталкивающей силы (F.) решающими €вл€ютс€ следующие факторы:

G Ч суммарный вес спортсмена с велосипедом;

l Ч длина пути;

h Ч высота подъема на 100 м пути

„ем больше вес спортсмена с велосипедом и крутизна подъема (например, при перепаде высот 6 м на 100 м подъема Ч 6%), тем больше сталкивающа€ сила.

ѕри выполнении поворота возникает центробежна€ сила, величина которой зависит от трех факторов: 1) чем больше скорость и вес спортсмена с машиной и чем меньше радиус закруглени€, тем больше центробежна€ сила; 2) дл€ противодействи€ центробежной силе следует наклонитьс€ вместе с велосипедом в сторону закруглени€. Ќа рис. 15.39 показаны центробежна€ сила и направление взаимодействи€ других сил, возникающих при прохождении виража; 3) в зависимости от формы виража и скорости необходимо наклонитьс€ так, чтобы угол между велосипедом и поверхностью трека составл€л от 70∞ до 110∞. ¬ идеальном варианте он должен быть равен 90∞.

Ќо в некоторых ситуаци€х гонщик должен ехать по треку медленно, например, в спринте, парной групповой гонке и т. д. ¬ этих случа€х при слишком маленькой скорости можно упасть, так как колесо соскользнет вниз. ѕри медленной езде или попытке полностью остановитьс€ центробежные силы незначительны или даже равны нулю, а значит наклон€тьс€ на вираже нельз€.

 

–ис. 15.39. —илы, действующие на велосипедиста при прохождении виража:FЧ центробежна€ сила, FH Ч нормальна€ сила, R Ч результирующа€, α Ч угол крутизны трека, F c Ч сталкивающа€ сила, β Ч угол наклона

 

ѕреимущество езды сверху заключаетс€ в возможности использовать сталкивающую силу (Fc) дл€ значительного увеличени€ скорости. —талкивающа€ сила пр€мо пропорциональна высоте кривой (h) и весу велосипедиста с машиной (G).

„ем т€желее спортсмен и чем выше располагаетс€ он на вираже, тем больше сталкивающа€ сила. ѕреимущество будет на стороне гонщика, если при выходе из финишного виража он окажетс€ в верхней его части на одном уровне с соперником.

ѕрыжки

 

ѕри прыжках обе ноги после сгибани€ в главных своих суставах (тазобедренных, коленных, голеностопных) выпр€мл€ютс€ быстрым и сильным сокращением разгибателей и отрываютс€ от земли толчком, который передаетс€ телу. ѕри этом прыжок или совершаетс€ на месте Ч тело поднимаетс€ в вертикальном направлении, или же телу сообщаетс€ поступательное движение вперед и вверх (рис. 15.40).

 

–ис. 15.40. ѕрыжки в длину с разбега

ѕрыжки в длину с разбега. „ем быстрее человек бежит, тем дальше он может прыгнуть.  инетическа€ энерги€ бега может также при известных обсто€тельствах использоватьс€ дл€ прыжков в высоту. Ќа этом принципе основаны прыжки с шестом (G.H. Dyson, 1962).

ѕеред прыжком центр т€жести уже находитс€ на высоте около 90 см над землей, а во врем€ прыжка оказываетс€ лишь немного выше планки. Ќапример, при использовании метода Ђвестерн-роллї центр т€жести (÷“) тела может подниматьс€ над планкой на высоту около 15 см (G.H. Dyson, 1962).

 огда человек прыгает Ђс местаї, кажда€ из участвующих в этом акте мышц сокращаетс€ только один раз. ћаксимальна€ сила, развиваема€ мышцей, пропорциональна площади ее поперечного сечени€. ¬озможное укорочение мышцы пропорционально ее длине. —ледовательно, работа, которую она может совершить при одиночном сокращении, пропорциональна произведению ее длины на площадь поперечного сечени€, т. е. ее объему. ћышцы одинакового объема (или веса) способны совершать одинаковую работу. ѕредставим теперь животное, масса которого т, а мышцы, участвующие в прыжке, Ч масса т'. ѕусть эти мышцы при одиночном сокращении способны совершать работу Km'. Ёта работа равна кинетической энергии, которую приобретает тело животного при отрыве от земли:

где и Ч скорость в момент отрыва. ≈сли бы животное прыгнуло вертикально, оно подн€лось бы на высоту . ¬ случае прыжка под углом 45∞ оно опустилось бы на рассто€нии от начального пункта. ѕоэтому можно ожидать, что разные животные, у которых отношени€ массы используемых при прыжке мышц к общей массе тела равны (т. е. равны величины ), способны прыгать на одинаковую высоту и одинаковое рассто€ние независимо от размеров тела.

ѕопробуем теперь исходить из иного предположени€ относительно мышц. Ѕудем считать, что способность совершать прыжки ограничиваетс€ максимальной мощностью, которую могут развить мышцы, и что единица массы мышечной ткани может развивать мощность KI. ѕусть за врем€ от начала сокращени€ мышц до момента отрыва ног от земли центр т€жести (÷“) животного перемещаетс€ на рассто€ние l. ƒл€ большинства животных l будет немного меньше длины ног. ћы уже знаем, что к моменту отрыва от земли должна быть совершена работа . „тобы найти необходимую мощность, нам нужно разделить эту работу на врем€ t, за которое она производитс€. ѕроход€ путь / за врем€ t, животное увеличивает свою скорость от 0 до U. ѕредположим, что ускорение посто€нно и используем уравнение. “огда получим

(15.8)

ћощность, необходима€ дл€ совершени€ работы за это врем€, составл€ет , а мощность, которую могут развивать используемые при прыжке мышцы, равна Km1. ќтсюда

 

≈сли животное отрываетс€ с этой скоростью от земли вертикально вверх, оно достигает высоты. ≈сли же оно отрываетс€ под углом 45∞, оно прыгнет на рассто€ние .

ƒл€ животных разной величины, но с одинаковой относительной массой мышц, используемых при прыжке, наибольша€ высота и длина прыжков должна быть пропорциональна пути ускорени€ (т. е. пути, на котором скорость равномерно возрастает от 0 до и) в степени 2/3. —портсмен может прыгнуть в длину с разбега на рассто€ние до 8 м. — помощью рассмотренных выше формул мы можем приблизительно определить начальную скорость, с которой спортсмен должен оторватьс€ от земли (скорость отрыва). ¬ случае оптимального угла отрыва от земли в 45∞ необходима€ скорость определ€етс€

из уравнени€ = 800, отсюда

и = (15.10)

—ледовательно, скорость отрыва от земли составл€ет 885,8 см/с без учета сопротивлени€ воздуха.

≈сли угол отрыва равен 55∞, а дальность прыжка та же, то спортсмен должен отрыватьс€ от земли со скоростью, которую можно найти из уравнени€

 

значит,

≈сли бы при этом ускорение было посто€нным, его можно было бы вычислить по формуле:

(913)2=2a·4, (15.13)

а = 104196 см/сек2.

 

≈сли масса тела спортсмена равна m граммов, то дл€ того, чтобы придать ему такое ускорение, понадобилась бы сила 104 196 m дин. ќдна дина Ч это сила, необходима€ дл€ того, чтобы сообщить массе в 1 г ускорение, равное 1 см/с2 (т. е. увеличить ее скорость на 1 см/с за каждую секунду).

 

–ис. 15.41. ѕрыжки в воду.

а Ч из передней стойки полуоборот вперед согнувшись; - из передней стойки полтора оборота вперед Ђлетомї согнувшись; в Ч полтора оборота назад с двум€ с половиной винтами

ѕрыжки в воду

 

ѕрыжки в воду относ€тс€ к технико-композиционным видам спорта и включают в себ€ прыжки с трамплина и с вышки. ѕрыжки выполн€ютс€ из передней или задней стойки, с вращательными движени€ми, винтами, прыжки из стойки на кист€х и т. д. (рис. 15.41).

√лавным элементом техники прыжка с трамплина и вышки €вл€етс€ разбег, толчок, фаза полета и вход в воду.

¬ыполнение всего прыжка зависит от толчка. ѕри этом направлением толчка определ€етс€ последующа€ траектори€ полета, которую спортсмен не сможет изменить в ходе фазы полета. ‘аза полета начинаетс€ в момент отрыва ног от доски или от площадки и заканчиваетс€ касанием поверхности воды. ‘аза полета вводитс€ толчком, который определ€ет оптимальную траекторию полета и выполнение движений. ќсновным требованием к входу в воду €вл€етс€ вертикальное положение погружаемой части тела по отношению к поверхности воды дл€ того, чтобы войти в воду почти без брызг.

“олкание €дра

 

ѕоследовательность движений при толкании €дра можно описать, разделив упражнение на три фазы: скачок, поворот туловища и выпр€мление руки (рис. 15.42). ƒальность полета €дра зависит от траектории €дра, от стартовой точки до момента выпуска €дра, скорости скачка (т. е. в первой фазе упражнени€), скорости выпуска €дра выпр€мленной рукой, высотой выпуска €дра, массы спортсмена и др.

 

–ис. 15.42.

“олкание €дра

(1Ч6 Чфазы

толкани€ €дра)

S. Francis (1948) вы€вил, что средн€€ высота выпуска €дра была на 152 мм выше среднего роста обследованных спортсменов (183 см).

“€жела€ атлетика

“€жела€ атлетика Ч вид спорта, требующий высокой точности воспроизведени€ упражнени€ как системы движений. —ост€зани€ по подъему (подн€тию) т€жестей (штанги) Ч относ€тс€ к таким видам спорта, в которых решающую роль играют в одинаковой мере физическа€ сила и техника.

”пражнени€ дл€ развити€ силы довольно разнообразны, их можно выполн€ть при помощи штанги, гирь, гантелей, т€говых снар€дов (тренажеров) и т. д. Ёти упражнени€ хорошо зарекомендовали себ€ во многих видах спорта и служат спортсменам дл€ развити€ силы и выносливости (скоростно-силовых качеств). ”пражнени€ с большими т€жест€ми примен€ютс€ в основном дл€ развити€ максимальной силы, а при помощи упражнений в высоком темпе развиваетс€ скоростна€ сила, т. е. скоростно-силовые качества.

÷елью штангиста €вл€етс€ подъем штанги при одновременном сохранении равновеси€ тела на маленькой площади опоры в период движений, св€занных с подъемом. ѕри этом движени€ различаютс€ от фазы подъема к опорной фазе. Ќа определенное врем€ требуетс€ относительно небольша€ сила дл€ воздействи€ на штангу, дл€ того чтобы совершить необходимые изменени€ в устойчивости ног при удержании штанги. —ила примен€етс€ в вертикальном направлении, но, поскольку штанга описывает кривую в виде буквы S на уровне корпуса тела, в действие могут вступить также и горизонтальные силы. ”скорение штанги зависит от величины силы, котора€ воздействует на нее, а также от массы снар€да. „ем меньше масса снар€да, тем больше скорость при равном применении силы и наоборот. ƒостигнута€ максимальна€ скорость €вл€етс€ решающей дл€ так называемой т€говой высоты штанги.

—илы, воздействующие на систему Ђштанга Ч корпусї, должны использоватьс€ в основном периоде т€говой фазы только дл€ необходимых перегруппировок частей корпуса тела от фазы подъема до подрыва. ¬оздействие мышечной силы на штангу обусловливает эластичную деформацию штанги. ¬озникают так называемые эластичные силы в снар€де. ќни способствуют ускорению штанги и надежному перемещению ее. Ўтангист должен дл€ использовани€ эластичного действи€ штанги выработать определенное чувство ритма в период тренировок.

ѕри перемещении штанги спортсмен достигает и преодолевает разные силы: а) вес штанги (сила т€жести); б) сила инерции штанги, котора€ зависит от массы и от скорости штанги; в) сила т€жести и сила инерции собственного тела.

Ёти факторы €вл€ютс€ решающими критери€ми дл€ оценки техники и силы спортсмена. ќсвоение техники упражнений способствует выработке правильной осанки.

  важнейшим упражнени€м относ€тс€ приседани€ и наклоны со штангой на плечах (рис. 15.43). Ќа рис. 15.44 показано обучение правильной (нормальной) осанке при выполнении упражнений с от€гощени€ми.

 оординаци€ движений т€желоатлета затрудн€етс€ в результате некоторых факторов:

1. “рудности при подъеме штанги предельного веса Ч это комплексный фактор: а) атлет все врем€ вынужден мен€ть вес поднимаемой штанги, что заставл€ет измен€ть координацию мышечных напр€жений; б) атлет не имеет возможности многократно повтор€ть рывок и толчок с соревновательными вариантами веса штанги в св€зи с предельным характером нагрузки.

 

–ис. 15.43. Ќагрузка на позвоночник при подн€тии штанги: а Ч неправильно; б Ч правильно

–ис. 15.44. “ренировка с от€гощением: а Ч правильно; б Ч неправильно

 

2. «начительные сдвиги в силовой подготовленности т€желоатлетов в процессе тренировки заставл€ют соответственно мен€ть технику подъема штанги в св€зи с большими изменени€ми внутренних сил в системе Ђатлет Ч штангаї.

3.  ратковременность всего упражнени€ или отдельных его частей ограничивает возможность текущих коррекций движений на основе функционировани€ обратной св€зи.

ƒл€ развити€ (тренировки) силы тех или иных мышц важным €вл€етс€ исходное положение спортсмена. Ќа рис. 15.45 показано приседание спортсмена со штангой весом 50 кг на плечах в одной из поз и момент силы, действующей в отдельных суставах будет различен (табл. 15.6), хот€ сила действи€ штанги везде одна и та же Ч 50 кг.

“аблица 15.6

¬ращательные моменты силы, создаваемые действием мышц в суставах нижних конечностей при приседании со штангой весом 50 кг на плечах (ньютонометры, вес спортсмена 75 кг) (по S. Plagenhoef, 1971)

ѕоложение тела —уставы
    “азобедренный  оленный √оленостопный
ј +185 +70 +25
Ѕ +76 +175 +4
¬ +185 +10 +38
+218 Ч22 +22

«нак (+) означает, что момент силы направлен на разгибание в суставе, знак (Ч) указывает действие момента в направлении сгибани€.

“аким образом, при одной и той же силе действи€ в разных позах их величины сил и силовых моментов, действующих в отдельных суставах, могут быть различными. ѕри неправильно выбранной позе момент силы, действующей на позвоночник и суставы может быть критическим и вызвать травму (рис. 15.45 а, б, г), а если упражнени€ со штангой выполн€ютс€ длительно, с большим количеством повторений, то возникают заболевани€ опорно-двигательного аппарата (ќƒј). ѕри правильной технике выполнени€ упражнени€ этого не происходит (см. рис. 15.43, б, 15.45, в).

 

–ис. 15.45. ¬арианты поз спортсмена при приседании со штангой 50 кг

на плечах (по S. Plagenhoef, 1971).

¬ каждом из этих положений сила действи€ одинакова (= 50 кг), а вращательные моменты силы в суставах различны

Ёнергетика локомоций

 

Ёнергетический обмен осуществл€етс€ в результате преобразовани€ питательных веществ в энергию. Ёнерги€ используетс€ дл€ обеспечени€ функции мышц. »нтенсивность энергопродукции организма в целом зависит от количества выделенной энергии (внешн€€ работа, тепло) и от количества запасенной энергии (депонирование питательных веществ, структурные преобразовани€) в единицу времени: общее количество выработанной энергии Ч это сумма внешней работы, тепловых потерь и запасенной энергии.

Ёнергетический обмен выражают в килокалори€х на единицу времени. ќднако в ћеждународной системе единиц (—») в качестве основной единицы энергии прин€т джоуль (ƒж): 1 ƒж = 1 ¬т. 1 секунда =2,39·10-4 ккал; 1 ккал = 4187ƒж = 4,187кƒж 0,0042ћƒж. ќтсюда следует, что 1 кƒж/ч 0,28 ¬т ( 0,239 ккал/ч) и 1 кƒж/сут 0,012 ¬т ( 0,239 ккал/сут).

ћеханическа€ энерги€ передвижени€ человека обусловлена мощностью его мускулатуры и мощностью внешних факторов.

–абота, развиваема€ мышцами в определенный отрезок времени, соответствует изменению механической энергии тела, котора€, в свою очередь, состоит из двух компонент: кинетической и потенциальной энергии тела.  инетическую и потенциальную энергию при расчете определ€ют приблизительно по кинематике тела или по движению общего центра т€жести (ќ÷“) тела.

ѕотенциальна€ энерги€ во врем€ ходьбы мен€етс€. “ак, во врем€ двойной опоры она минимальна и максимальна в момент вертикали (т. е. отталкивани€ от земли). ¬ы€влено, что ко времени двойной опоры уменьшение потенциальной энергии приводит к возрастанию кинетической энергии тела к моменту вертикали (см. рис. 15.19). “аким образом, создаютс€ услови€ дл€ экономного расходовани€ мышечной энергии. –асчет механической работы мышц в течение локомоторного цикла осуществл€етс€ методами пр€мой и непр€мой калориметрии, или по количеству потребл€емого кислорода.

 

“аблица 15.7

–асход энергии при различных видах спортивной де€тельности (ккал)

¬иды спорта ћужчины ∆енщины
√имнастика, фехтование 3600Ч4200 3000-3600
¬олейбол, баскетбол 4200Ч4500 3600-3800
Ѕегуны на короткие дистанции, прыгуны, метатели копь€ и диска 3700Ч4200 3200Ч3600
Ѕегуны на длинные дистанции 5000Ч5500 4200Ч4700
Ѕокс, борьба, т€жела€ атлетика: в легком весе 4200-4500 3700-4000
среднем 4800Ч5000 4100-4500
т€желом 5600Ч6000 4600Ч5200
√орные лыжи, прыжки с трамплина 4400Ч4600 3800Ч4100
Ћыжные гонки 5200Ч5800 4200Ч4800
 оньки 4400Ч4800 3700Ч4100
√ребл€ 5200Ч5600 4200Ч4800
ѕлавание 4200-4800 3600-4100
—трельба 3900-4300 3300-3600
 онный спорт 3800-4200 3400-3800
¬елоспорт 5400-6000 4100-4600

 ак видно на рис. 15.28, скорость энерготрат в зависимости от скорости локомоций растет нелинейно.

Ћюба€ механическа€ работа мышц (мышцы) всегда требует затраты энергии, независимо от того, сокращаетс€ (или удлин€етс€) мышца, или она находитс€ в изометрическом сокращении (табл. 15.7).

¬о врем€ шагового цикла при ходьбе расход энергии мен€етс€. “ак, уменьшение механической энергии (работы) происходит в шаре при переднем толчке, когда мышцы ноги, преодолева€ инерцию падающего вперед тела, тормоз€т его и преимущественно раст€гиваютс€ ](см. рис. 15.19), а во врем€ заднего толчка основна€ часть мышц сокращаетс€ и тем самым продвигаетс€ (перемещает) тело вперед. ¬ другие фазы ходьбы активность мышц значительно снижена.

ќтмечено, что темп ходьбы, бега, длина шага коррелирует с длиной тела (т. е. с ростом и особенно с длиной ног), что в результате сопровождаетс€ довольно высокой коррел€цией между энерготратами и весом идущего (или бегущего) человека (H.J. Ralston, 1958; —. Wyndham et al, 1971; W.H. Walt, C.H. Wyndham, 1973 и др.).

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-11-23; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 677 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

¬ моем словаре нет слова Ђневозможної. © Ќаполеон Ѕонапарт
==> читать все изречени€...

1253 - | 1224 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.097 с.