Движение тела в полете

Анализ кинограмм показывает, что в хорошо выполненном прыжке движение оси вращения тела близко к поступательному. В результате сложное движение тела в полете можно рассматривать как движение поступательное вместе с осью вращения и вращательное вокруг этой оси (рис. 7). Известно, что при поступательном движении все точки тела в определенный момент имеют одинаковые векторы скоростей и ускорений. Следовательно, исследование движения оси вращения можно заменить исследованием движения точки. В качестве такой точки удобно выбрать о. ц. т. тела, через который на протяжении всего безопорного периода проходит ось вращения.

Следует отметить, что разложение сложного движения на поступательное и вращательное является исследовательским приемом, в' то время как в действительности оба движения тесно связаны и представляют собой две стороны единого процесса.

Рис. 7. Разложение сложного движения тела в полете на поступательное и вращательное

Поступательное движение тела. Уравнение движения центра тяжести тела, брошенного под углом к горизонту, в проекциях на оси координат х и у без учета сопротивления воздушной среды выглядит следующим образом:

где α₀ — угол вылета; V₀ — начальная скорость вылета; g — ускорение свободного падения.

Уравнение показывает, что форма траектории, а следовательно, и максимальная высота и дальность прыжка зависят лишь от начальных параметров движения о. ц. т. тела: начальной скорости вылета и угла вылета при постоянном ускорении свободного падения.

Таким образом, траектория движения о. ц. т. тела в безопорном периоде определяется лишь начальными условиями — по форме это парабола. Никакими вращениями конечностей, их перемещениями и т. п. изменить траекторию движения о. ц. т. в полете нельзя.

Отсюда вытекает важный практический вывод: характер движения о. ц. т. тела в безопорном периоде целиком определяется начальными условиями вылета.

Рис. 8. Траектория движения центра тяжести тела в полете

На рис. 8 приведена траектория движения о. ц. т. тела в полете при выполнении прыжка двойной лутц. Как видим, после выполнения стопорящего движения в начале полета горизонтальная составляющая скорости о. ц. т. тела равна 4,58 м/с, а возникшая в результате толчка и стопора вертикальная составляющая скорости — 3,21 м/с, что обеспечило подъем -о. ц. т. тела в наивысшей точке на 0,525 м.

Угол вылета при этом составил 35°. В безопорном периоде, двигаясь с постоянной горизонтальной скоростью, равной 4,58 м/с, фигурист пролетел 2,86 м за 0,626 с. При этом вертикальная составляющая скорости уменьшалась с 3,21 м/с при вылете до нуля в верхней точке полета и затем к моменту приземления вновь достигла 3,21 м/с.

Интересно отметить, что перед толчком фигурист имел горизонтальную скорость 6,45 м/с, а после толчка, в результате стопорящего движения, горизонтальная составляющая скорости равнялась 4,58 м/с. Таким образом, потеря горизонтальной скорости в результате толчка составила 1,87 м/с. Такие же потери происходят и при приземлении. Если в полете горизонтальная скорость тела была равна 4,58 м/с, то после приземления скорость скольжения составила 3,75 м/с. В итоге потеря горизонтальной составляющей при приземлении 0,83-м/с.

Общие потери горизонтальной составляющей скорости в толчке и приземлении составили 2,7 м/с, т. е. 41,86% величины скорости перед толчком.

Вращение тела в полете. Характер вращательного движения тела в полете существенно влияет на качество выполнения прыжка. И недостаточный и чрезмерный поворот тела в полете затрудняет приземление. Для анализа вращательного движения тела в полете можно воспользоваться законом сохранения момента количества движения. Фигурист в полете выполняет группировку и разгруппировку, т. е. определенным образом перемещает звенья тела относительно оси вращения, чем изменяет момент инерции тела.

Рис. 9. Изменение угловой скорости вращения тела в полете

На рис. 9 дан график изменения угловой скорости в прыжке в 2,5 оборота. Точки 1, 2, 3 соответствуют группировке, точка 4 — фиксация группировки, точки 5, 6, 7 и 8 — разгруппировке.

График иллюстрирует характер изменения скорости вращения тела в полете в результате группировки и раз-группировки звеньев тела. Характер кривой показывает, что наиболее значительный прирост угловой скорости вращения тела происходит в положениях, близких к положению наиболее плотной группировки.

При рассмотрении вращательного движения в полете очень важно определить влияние величины момента количества движения на параметры вращательного движения. Чем больше момент количества движения, которым обладает тело,, или, другими словами, чем большее количество вращательного движения приобретено фигуристом в толчке, тем при одинаковой плотности группировки больше угловая скорость вращения.

Итак, скорость вращения тела фигуриста в полете определяется кинетическим моментом, приобретенным в толчке, и движениями в полете — группировкой и разгруппировкой.

Сравнение величины скорости вращения в прыжках говорит о том, что увеличение числа оборотов сопровождается увеличением начальной угловой скорости вращения тела при отрыве. В двойных прыжках она составляет 1—1,5 об/с, в тройных — более 2 об/с.

Увеличение угловой скорости тела при отрыве происходит вследствие увеличения скорости вращения тела в толчке и предшествующих толчку тройках, переступаниях, подталкиваниях. Повышение начальной угловой скорости приводит к увеличению доли поворота тела в опорных условиях — в толчке и приземлении. Так, в двойном прыжке в безопорных условиях фигурист совершает около 1,4 оборота (550°), а 0,4 оборота (220°)—в опорных условиях, из них в толчке около 160°, а в приземлении около 60°. В однотипном тройном прыжке на долю безопорной фазы приходится около 2,25 оборота. Оставшиеся 3/4 оборота распределяются между толчком и приземлением: приблизительно 180° при отрыве и 90° при приземлении.

Вследствие увеличения начальной угловой скорости и более плотной группировки приобретается максимальная скорость. В прыжках в 3 оборота она достигает 4—4,5. об/с, а в прыжках в 3,5 и 4 оборота — примерно 5 об/с.

Важное значение имеет момент достижения максимального значения угловой скорости. При стремлении к прыжку с наибольшим числом оборотов максимальная скорость вращения должна быть достигнута возможно раньше. Лучшие исполнители прыжков в 3, 3,5 и 4 оборота достигают ее в первой половине полета. Это позволяет увеличить среднюю угловую скорость вращения и создать возможность для выполнения наибольшего числа оборотов.

Фигурное катание на коньках: Учеб. для ин-тов физ. культ. Под общ. ред. А. Н. Мишина. — М.: Физкультура и спорт, 1985. — 271 с, ил.