Реферат по динамической анатомии студентки I курса 2 группы IV факультета Королевой Ольги
Кафедра АФК
Москва, 1997 г.
Кроль на груди - наиболее быстрый способ плавания. Он всегда используется на соревнованиях, когда разрешают плыть вольным стилем.
Положение тела. Тело пловца занимает в воде сравнительно высокое, уравновешенное, вытянутое и почти горизонтальное положение с углом атаки 4-5 градуса. Пловец смотрит под водой вперед-вниз, непринужденно удерживая голову почти строго на продольной оси от тела.
Во время плавания туловище ритмично поворачивается относительно продольной оси то в одну, то в другую сторону. Максимальный угол крена ( угол, который образует во фронтальной плоскости линия поверхности воды и линия, условно проведенная через точки плечевых суставов ) равен 35 - 45 градусам и отмечается в момент, когда одна рука выходит из воды, а другая начинает подтягивание. Крены повышают эффективность рабочих и подготовительных движений руками.
Движения ногами обеспечивают уравновешенное и обтекаемое положение тела, усиливают отдельные фазы движения руками, а в шестиударном кроле создают заметные движущие силы.
Ноги выполняют попеременные движения вверх - вниз. Движения начинаются от бедер, важными рациональными элементами являются захлестывающий удар голенью и стопой вниз, а также высокое положение бедер у поверхности воды и умеренный размах их движений.
Во время гребка рука сгибается и разгибается в локте, сохраняя оптимальную жесткость в своих суставах.
Предварительная фаза в темповых вариантах кроля кратковременна. Погрузившись в воду, рука выполняет энергичное опорное движение вперед - вниз, сгибается в локтевом суставе и быстро выходит в положение для выполнения основной части гребка. К концу фазы плоскость кисть - предплечье ориентирована к поверхности воды под углом не менее 45 градусов, рука сравнительно жестко фиксирована в своих суставах, локоть удерживается выше кисти. В вариантах кроля с длинным силовым гребком рука больше вытягивается вперед, кисть и предплечье дольше взаимодействуют со встречным потоком, атакуя его под углом 15 - 30 градусов и работая как несущая плоскость.
Предварительная фаза выполняется с выраженным опережающим движением кисти по отношению к локтю и при почти горизонтальном положении плечевого пояса. В этой фазе важно добиться высокой скорости движения кисти, создавая рукой качественную опору о воду, и вывести опорные звенья рук в положение, оптимальное для последующей наиболее мощной фазы гребка.
Главная фаза ( подтягивание и отталкивание ) выполняется за счет приведения и разгибания плеча, а также сгибания и разгибания руки в локтевом суставе. Максимальный угол сгибания ( угол между плечом и предплечьем ) достигает 110 - 90 градусов. Спортсмен стремится максимально увеличить скорость движения тела вперед, выполняя гребок по достаточно длинной траектории и добиваясь наибольшей скорости движения кисти в последней трети фазы.
Во время фазы подтягивания угол крена туловища достигает максимальной величины, с переходом к отталкивания угол крена изменяется на противоположное.
Выход руки из воды совпадает с креном на противоположный бок. Над поверхностью воды появляется локоть, а затем - кисть (она выходит из воды за линией таза у бедра).
Движение над водой одной рукой выполняется в едином ритме с гребковым движением другой. Необходимо пронести расслабленную и согнутую в локте руку (локоть направлен вверх - в сторону), ускоряя ее к моменту входа в воду и как можно меньше нарушая обтекаемое положения тела.
Вход руки в воду завершает подготовку к очередному гребку. В воду, как бы в одну точку, расположенную между продольной осью тела и параллельной линией, условно проведенной через плечевой сустав, последовательно погружаются: кисть, предплечье, плечо. Расслабленная рука вытягивается вперед в обтекаемом положении.
Согласование движения рук должно обеспечить непрерывность сил тяги от попеременных гребков руками. Когда одна рука выполняет фазу отталкивания, другая активно опирается о воду, находясь в фазе захвата. Так движения правой и левой руки совпадают. Этот элемент техники "двойной опорой".
Дыхание тесно связано с движениями руками. Для вдоха голова поворачивается в сторону. Начало вдоха приходится на выход из воды руки, одноименной стороне вдоха. Завершается вдох в самом начале проноса руки по воздуху. После входа пловец поворачивает голову лицом в воду и после кратковременной задержки дыхания начинает выдох.
На поверхность тела, погруженного в воду, действует гидростатическое давления. Боль в ушах, которую испытывает пловец, нырнувший на большую глубину, вызвана гидростатическим давлением на барабанную перепонку уха. Гидростатическое давление зависит от глубины погружения.
Когда тело пловца находится в воде неподвижно, на него действует только сила тяжести тела и выталкивающая сила воды. Сила тяжести Р постоянна по величине и приложена к общему центру тяжести тела (ОЦТ).
Выталкивающая (архимедова) сила Q обусловлена разностью гидростатического давления на нижнюю и верхнюю поверхность тела, погруженного в воду, и направлена вверх. По величине она равна силе тяжести воды, вытесненной телом. Центр тяжести вытесненного объема воды называют центром давления (ЦД). К этой точке и приложена выталкивающая сила.
Тело находится в гидростатическом равновесии, если сила тяжести Р уравновешивается выталкивающей силой Q: Р=Q.
Если на заданной глубине на тело пловца не действуют никакие другие силы и Q>P, то тело всплывает до тех пор, пока не будет выполнено условие P=Q. При P>Q тело тонет.
Плавучесть человека зависит от средней плотности тканей его тела, плотности воды, вдоха или выдоха. Чем меньше средняя плотность тканей тела спортсмена, тем лучше его плавучесть. При глубоком вдохе пловец , как правило, обладает положительной плавучестью; при полном выдохе - отрицательной (тонет).
У пловца, находящегося в воде в горизонтальном положении с руками вдоль бедер, ОЦТ тела расположен, как правило, ближе к ногам по сравнению с ЦД тела. Так как сила тяжести тела и выталкивающая сила воды направлены противоположно и линии их действия не совпадаю, то возникает вращающее действие пары сил. Равновесие тела пловца нарушается: ноги и нижняя часть туловища начинают опускаться вниз. Равновесие тела улучшится, если пловец вытянет руки вперед. На условия равновесия будут влиять также дыхательные движения, изменяющие объем тела.
Динамическое взаимодействие тела с водой зависит от скорости движения тела относительно воды и обусловлено наличием в ней сил внутреннего трения и давления. Сила давления во много раз превышает значение сил трения в той области гидродинамических явлений, с которой имеет дело биомеханика спортивного плавания.
Распределение давления в потоке отличается от его распределения в покоящейся жидкости. При движении тела, например пластинки, в потоке на поверхности той части тела, на которую направлен поток (на лобовой поверхности), образуется область повышенного давления. Позади тела (на его тыльной поверхности), где возникает беспорядочное движение воды, давление падает. Величина перепада давлений между лобовой и тыльной поверхностями пластинки обуславливает сопротивление воды R .
Силу сопротивления воды движущемуся телу можно измерить экспериментально или по формуле: R= CSpV2
где R - сила сопротивления (воды), H* ,С - безразмерный коэффициент сопротивления (определяется опытным путем), S - площадь поверхности или площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную к направлению движения, м2, р - плотность воды, кг/м3, V - скорость потока относительно тела, м/с.
Сила сопротивления воды, характеризуется не только своим значением, но и направлением в пространстве и точкой приложения. В тех случаях, когда вектор силы R направлен под углом к движению, его условно можно представить в виде двух составляющих: одной ( Rx), направленной вдоль потока, и другой (Ry), направленной перпендикулярно потоку. Первая составляющая носит название лобового сопротивления, вторая - подъемной силы (или нормальной составляющей). В зависимости от направления потока направление векторов лобовой и подъемной силы меняется.
Опорные звенья руки имеют в своей основе костные рычаги. Соединенные неподвижно в суставах и дополненные мышечными тягами, они образуют своеобразные биодинамические цепи (например, "плечо - предплечье - кисть"). Во время гребка звенья цепи изменяют свое взаимное расположение, оставаясь сравнительно жестко фиксированными в местах соединений. Благодаря этому силы передаются от одного звена к другому наиболее рационально, движения могут суммироваться, увеличивая скорость дистального звена цепи.
Гребок выполняется с активным сгибанием и разгибанием руки в локтевом суставе. К рабочему движению плеча добавляется активное движение предплечьем и кистью. Это позволяет: 1) создавать более благоприятные анатомические условия для сокращения мышц предплечья, плеча, туловища, подключать к гребковому движению дополнительные мышцы; 2) без задержки выводить кисть и предплечье в положение, наиболее выгодное для опоры в воду, увеличивать угловую и линейную скорость кисти; 3) обеспечивать рациональную по длине и форме траекторию движения кисти; 4) придавать руке необходимую жесткость; 5)выполнять гребок со скоростью, соответствующей индивидуальным возможностям пловца и оптимальному ритму движений. Наконец, сгибая и разгибая руку в локте, пловец направленно изменяет соотношение плеч сил, приложенных к разным концам костного рычага.
Полезные гидродинамические силы образуются на стопе за счет движений ногами, имеющих выраженный захлестывающий характер сверху-вниз или снизу-вверх. Пространственная траектория стопы приобретает форму винтовой линии, стопа взаимодействует с потоком под острым углом, отталкиваясь от нее своей тыльной поверхностью. В силах опорной реакции доминирует вертикальная составляющая. Нога работает по типу волнового движителя, что требует хорошей подвижности стоп (особенно в их подошвенном сгибании) и тонкой согласованности движений бедра, голени и стопы как упругой биодинамической цепи.
Рабочие движения ногами начинаются с ускорения одного из наиболее массивных звеньев тела - бедра (масса бедра составляет в среднем 14,2% от общей массы тела). В это время голень и стопа занимают рациональное для опоры в воду положение. Затем к удару активно подключаются дистальные звенья ноги. Импульс движения, возникший на бедре, передается на голень, затем - на стопу. Происходит суммирование движений, последовательное наращивание амплитуды, угловой и линейной скорости дистального звена цепи. Такое действие с ярко выраженным опережающем движением бедра по отношению к голени и стопе получило название захлеста.
Захлест повышает эффективность движений ногами. В заключительный момент захлестывающего движения происходит энергичное и полное разгибание ноги в коленном суставе. Импульс движущих сил рационально передается через жестко связанную цепь звеньев на таз и туловище в направлении вперед. Затем бедро активно выводится к поверхности воды в хорошо обтекаемое положение, мышцы-разгибатели бедра выключаются из работы, а сгибатели начинают разгон бедра в обратном положении.