Текст книги "Гимнастика. Секреты эффективного движения. Биомеханика. Структура. Техника"

С точки зрения обучения и базовой технической подготовки безынерционный механизм поворота весьма ценен своей универсальностью. Приобретенный навык такого поворота (в особенности благодаря прыжкам на батуте) успешно переносится на любые другие двигательные формы, допускающие усложнения в форме поворотов вокруг продольной оси тела.

На рис. 6.18 показан учебный поворот на 360°, (Ю. К. Гавердовский, С. Д. Устинов) координация которого может успешно переноситься на любое другое движение. Последнее распространяется даже на определенные опорные движения, например – гимнастические маховые повороты, большие обороты и т. п. упражнения, в которых безынерционный поворот (обычно до 180⁰) успешно выполняется, если связь с опорой этому не препятствует.

Рис. 6.18 «Хула-хупный» поворот в прыжке на батуте.

«Дополнительный»3333
  Общепринятого названия этого вида движения до настоящего времени не существует.


[Закрыть] поворот – еще одна разновидность вращений вокруг продольной оси тела, основанная на собственном механизме. Для «запуска» этого поворота требуется исходное вращение тела спортсмена вокруг его фронтальной оси («по сальто»), на фоне которого должны выполняться особые «винтообразующие» движения свободными руками.

Научное описание действующих при этом физических эффектов довольно сложно и восходит к моделированию трехосного вращения тела человека посредством т.н. «эллипсоида инерции»3434
  Первое и до настоящего времени наиболее полное описание природы этого механизма принадлежит В. Т. Назарову [497, 497].


[Закрыть].

С координационной точки зрения и, соответственно, в обучении (как и вообще в осмыслении) этот тип поворота наиболее сложен и труден, так как требует точно выверенной асимметричной работы руками, различной для разных исходных поз в полете (руки вверх, вниз и т.д.) и разных направлений вращения как в сальто, так и в самом повороте.

Так, для «запуска» поворота налево при акробатическом сальто назад ведущее пусковое движение совершается рукой, одноименной повороту: двигаясь из положения «руки вверх» и постепенно сгибаясь, она опускается кистью к правому бедру, в то время как другая рука отстает, также перемещаясь по диагонали внутрь и вниз. При сальто вперед с поворотом в ту же сторону роли рук соответственно меняются: аналогичное пусковое движение (внутрь влево-вниз) выполняет уже правая рука, тогда как левая следует за ней лишь по завершении исходного поворота на 180°3535
  Наиболее обстоятельное описание механизма и эффектов асимметричной работы руками при повороте данного типа выполнено Н. Г. Сучилиным [637, 639].


[Закрыть] (рис. 6.19).

Рис. 6.19. «Дополнительный поворот».

В цикле поворота кругом (как бы меняющего исходное направление вращения «по сальто» на противоположное3636
  Подчеркнем, что в векторном смысле направление вращения «по сальто» при этом не изменяется.


[Закрыть]) описанные асимметричные движения руками гармонично дополняют друг друга: каждая рука вносит свой вклад в запуск поворота в соответствующей фазе вращения «по сальто».

Так, в приведенном примере сальто назад с поворотом налево одноименная рука выполняет пусковое движение при вращении тела назад, но правая начинает играть ту же самую роль по мере свершения поворота кругом и действует так, как это требуется при повороте налево в сальто вперед.

Прыгуны в воду, имеющие, в сравнении с гимнастами и акробатами, большее время в полете, порой не ограничиваются начальным пусковым движением рук, а после первого поворота кругом продолжают ими разнонаправленное, как бы встречное, движение. В примере с поворотом налево в сальто назад прыгун, переходя по мере поворота к вращению вперед, не только опускает правую руку к левому бедру, но и одновременно дугой внутрь поднимает согнутую левую руку за голову.

С этим, в частности, связано использование традиционного для прыгунов в воду обучающего упражнения, предназначенного для создания «винтообразующего» эффекта. Данное упражнение выглядит как «опоясывающее» движение руками, при котором одна рука, согнутая в локте, плотно прижимается к груди, а другая в то же самое время охватывает затылок, как бы дотягиваясь до разноименного уха.

Вместе с тем в разных видах спортивных упражнений со сложными вращениями механизм «дополнительного» поворота реализуется технически разнообразно. Как наиболее яркая, и в значительной степени, схематизированная форма, показательны прыжки, исполняемые во фристайле. Они всегда начинаются как сальто назад из строгого положения стойки руки вверх, и в момент отрыва от трамплина спортсмен выполняет четкое, «демонстрационное» движение одной рукой вниз в лицевой плоскости к бедру (рис. 6.19), вызывая тем самым ротацию в форме сальто с поворотом.

После того, как все описанные пусковые манипуляции произведены, тело спортсмена, подчиняясь произошедшим масс-геометрическим перегруппировкам, начинает (при уже фиксированной позе), как бы по инерции, совершать не плоское, а сложное трехосное вращение в пространстве. В наиболее наглядной и эффектной форме это можно наблюдать у прыгунов воду, батутистов, фристайлистов. В дальнейшем из состояния сложного вращения тело спортсмена выводится либо благодаря простому приходу на опору (или в воду), либо посредством управляющих действий, противоположных по смыслу «винтообразующим».

Подчеркнем, что в целом исполнение «дополнительного» поворота требует освоения совершенно самостоятельного двигательного навыка. Вместе с тем, при наличии исходного вращения вокруг фронтальной оси механизм этого поворота обладает свойствами универсализма, как и в случае с безынерционным, «хула-хупным» механизмом. Будучи освоенным в модельных условиях (сальто вперед, назад на батуте и т.п.), он может давать положительный перенос навыка на различные другие движения, имеющие базовую форму безопорных вращений вокруг фронтальной оси тела.

Повороты смешанного типа предполагают одновременное или последовательное (но в одном упражнении) использование разных механизмов, благодаря чему, при исполнении сложных упражнений это позволяет добиваться достаточно рационального построения движения. Так, при акробатических кратных сальто с поворотом начальное вращение вокруг продольной оси может задаваться от опоры (инерционный механизм), продолжаться с использованием асимметричной работы рук («дополнительный» механизм), а после элиминации рук поддерживаться за счет «хула-хупных» движений телом (безынерционный механизм). Точное понимание структуры и природы построения движений применительно к таким комбинаторным формам поворотов кардинально важно для учебно-тренировочной работы.

Приемы корректирующего управления поворотами всех приведенных выше типов непосредственно вытекают из их физической природы.

Как отмечалось выше, скоростью поворотов, задаваемых от опоры, в полете можно до известной степени управлять только за счет изменения позы. Например, раскинув руки в стороны из положения руки вверх или вниз, можно примерно вдвое замедлить ранее полученное вращение «по повороту» и, следовательно, ускорить его, выполнив противоположное движение.

Аналогичный эффект дает и изменение позы за счет движений ногами (вместе или врозь, согнуты или выпрямлены), движений туловищем (положение выпрямившись, согнувшись, прогнувшись) и т.п., хотя само инерционное вращение вокруг продольной оси тела, определяемое соответствующим кинетическим моментом, всегда сохраняется до возвращения на опору.

Наиболее непосредственно и гибко может управляться поворот безынерционного типа, прямо зависящий от технической эффективности и интенсивности обращений, совершаемых изогнутым телом спортсмена относительно продольной оси тела (с учетом действий руками).

Наконец, скорость «дополнительного» поворота зависит как от интенсивности вращения тела спортсмена «по сальто», так и от точности, быстроты и направленности управляющих асимметричных действий руками, не только вызывающих, но и корректирующих, в том числе активно ограничивающих избыточный поворот вокруг продольной оси тела.

Так, перед приходом на сетку после сальто с поворотом прыгуны на батуте часто используют действия, взвешенно «притормаживающие» поворот, если он излишен. Это достигается подъемом от бедра в сторону только одной руки, разноименной повороту, или ее опережающим и более активным движением по отношению к другой руке, выполняющей аналогичное действие. Таким образом, здесь используется не только пассивный механизм замедления поворота (за счет увеличения момента инерции тела относительно продольной оси тела), но и активный «антимеханизм», который при определенных условиях мог бы вызвать или ускорить вращение «по винту» в направлении, противоположном ранее заданному.

Глава 7. СТАТИЧЕСКИЕ И СИЛОВЫЕ УПРАЖНЕНИЯ

Название этой категории упражнений носит условный характер, так как не все силовые упражнения являются статическими, а статические – силовыми. Тем не менее, название достаточно верно отражает суть этой категории упражнений, так как речь идет о двух ее важных классах: упражнениях на равновесие и на силу.

И те, и другие, как уже отмечено, могут «взаимопроникать» друг в друга, образуя наиболее сложные и трудные для освоения структуры, такие, как например, замедленные выходы в равновесные положения с последующей их силовой фиксацией.

Ниже рассматриваются основные биомеханические факторы освоения этих упражнений, наиболее важные из которых – равновесие (устойчивость) тела спортсмена в силовом поле, и работа мышечного аппарата при исполнении силовых упражнений.

Упражнения этого типа весьма характерны для спортивной гимнастики. Это, прежде всего, разнообразные стойки, выполняемые в более или менее сложных условиях опоры о фиксированный или подвижный снаряд и собственно «равновесия». Помимо таких, условно статических равновесий, в спортивной гимнастике практикуется большое число упражнений, в процессе исполнения, которых, спортсмен должен обеспечивать устойчивость в движении, то есть сохранять динамическое равновесие.

7.1.1. Статическое равновесие

Статическое равновесие как физическое состояние тела, сводится к четырем характерным ситуациям, различение которых полезно изучить с точки зрения анализа техники и освоения гимнастических упражнений.

Устойчивое равновесие сохраняется при верхних, относительно ОЦТ, опорах и характерно тем, что любое отклонение от наиболее благоприятного начального положения тела автоматически порождает внешние силы (прежде всего – момент силы тяжести), возвращающие его в исходное состояние. Наиболее характерный пример таких положений – любой простой вис (рис. 7.1, а).

Рис. 7.1. Виды статического равновесия.

Неустойчивое равновесие, в противоположность предыдущему, возникает при нижней опоре, когда эта опора не позволяет эффективно управлять процессом сохранения равновесия. В этом случае, при малейшем отклонении от некоторого идеального положения, внешние силы вызывают падение тела так же неизбежно, как падает карандаш, поставленный на острие.

Примерами этого рода могут служить любые положения типа стоек на предельно ограниченной опоре без реальных возможностей баланса, например, гимнаст в стойке на руках на перекладине (б), гимнастка, предельно высоко поднявшаяся на одной ноге на полупальцы и т. п.

Безразличное равновесие, как и неустойчивое, сопровождается нижней опорой, но сохраняется независимо от подвижек тела, так как в случае его смещения в любое новое для него местоположение вектор силы тяжести проходит через опору, не создавая относительно нее вращательного момента и полностью уравновешивается опорной реакцией. Простейшей моделью этого случая может служить движение плотно сгруппированного тела гимнаста в кувырке с предельно низким перемещением ОЦТ тела по горизонтали (в).

7.1.2. Ограниченно-устойчивое равновесие

Ограниченно-устойчивое равновесие3737
  Термин Д. Д. Донского.


[Закрыть] (ОУР) – наиболее сложный и единственный существенный для спорта, в первую очередь, для гимнастики, случай равновесия, который как бы суммирует в себе свойства всех ранее названных видов равновесия (г). ОУР практически устойчиво, если ОЦТ тела располагается над опорой, но исполнитель имеет при этом возможность активного балансирования, позволяющего удерживать проекцию ОЦТ в границах эффективной площади опоры. Если же размах колебаний при балансировании выходит за пределы этой площади, устойчивость тела нарушается, и оно ведет себя как при неустойчивом равновесии, стремясь прийти в более устойчивое положение с минимальной для этого случая потенциальной энергией (упасть).

Сравнение описанных типов равновесия весьма показательно в плане обучения упражнениям: первые три из них вообще не нуждаются в освоении, так как устойчивое и безразличное равновесие обеспечивается «автоматически», а неустойчивое недоступно в принципе. Лишь ОУР, как условие исполнения спортивных упражнений равновесного типа, представляет собой объект, подлежащий освоению и требующий специальной подготовки.

Условия сохранения равновесия тела спортсмена при ОУР сводятся, в узком смысле, к удержанию проекции ОЦМ в пределах эффективной площади опоры.

Успешность решения этой задачи зависит от ряда факторов, символически проиллюстрированных на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Факторы устойчивости при ОУР.

При прочих равных условиях устойчивость тела спортсмена, располагающегося над опорой, тем выше, чем больше его масса (а-б), ниже расположен ОЦТ (а, б-в, г) и больше площадь опоры в направлении вероятного падения (г-д). Поскольку конфигурация опорной площади при разных способах опоры различна, то не одинакова и степень устойчивости при возможных смещениях проекции ОЦМ относительно наилучшей точки равновесия. Так, в стойке на одной ноге вероятность потери равновесия движением вбок всегда выше, чем при колебаниях в переднезаднем направлении, которым стопа, работающая как рычаг, лучше противостоит.

Эффективная площадь опоры в одних и тех же рабочих положениях может заметно меняться в зависимости от особенностей силового взаимодействия звена с опорой. Типичный пример – сравнение стоек на руках на полу и на мужских брусьях. В последнем случае гимнаст имеет возможность активно взаимодействовать с опорой даже при заметных отклонениях тела от оптимального положения. Важную роль играет и текущее функциональное состояние спортсмена: по мере накопления усталости реальные размеры площади опоры, в пределах которой гимнаст может уверенно управлять процессом сохранения равновесия, сокращаются, в результате чего трудности балансирования, особенно при обучении, возрастают.

Устойчивость тела в каждом из возможных направлений смещения проекции ОЦТ тела, а вместе с этим и относительная трудность упражнения, могут быть оценены с помощью угла устойчивости (рис. 7.3), который представляет собой критическую величину наклона тела гимнаста до начала возможного падения (то есть до прихода в неустойчивое положение). Поэтому чем больше угол устойчивости, тем больше допустимый размах колебаний при балансировании (см. ниже).

Рис. 7.3. Устойчивость равновесных положений.

Из сказанного ясно также, что угол устойчивости – величина, зависящая от высоты расположения ОЦТ над опорой и от линейных размеров самой площади опоры в направлении возможного смещения проекции ОЦТ тела: чем ниже расположен ОЦТ и чем больше размеры площади опоры в плоскости угла устойчивости, тем больше сам угол устойчивости и надежнее равновесие.

Сравнивая три гимнастических стойки, выполняемые в разных позах (рис.7.3, а-в), легко убедиться, что угол устойчивости может сильно изменяться, характеризуя тем самым трудность упражнения.

Рис. 7.4. Изменение устойчивости в процессе изменения позы.

Изменения позы при ОУР – одна из характерных двигательных задач в гимнастике. Так, при выполнении силовой стойки согнувшись (рис. 7.4) гимнаст постепенно переходит из низкого, относительно устойчивого положения упора углом (к. 1) в предельно высокое положение стойки на руках (к. 5). При этом не только существенно уменьшается угол устойчивости тела, но могут возникать и сбивающие воздействия, связанные с разгибанием тела в финале подъема. Задача сохранения равновесия в подобных случаях тем труднее, чем быстрее выполняется движение, чем сложнее общая координация движения и чем существеннее уменьшение угла устойчивости системы.

Один их характерных технических признаков движений, выполняемых на фоне сохранения ОУР – компенсаторные движения звеньев тела. Так, движение ногами назад при выходе в стойку на руках (рис. 7.4, к.к. 2—4) должно обязательно компенсироваться смещением плечевого пояса вперед, чтобы проекция ОЦТ могла оставаться в пределах площади опоры.

Степени свободы тела при ОУР. Тело человека – многозвенная биокинематическая цепь с множеством возможных степеней свободы. Такое тело не может стоять монолитно, если избыточные степени свободы сохраняются. Относительно «открытым» для движения в этом случае остается лишь минимальное число суставных сочленений и звеньев, движения в которых строго контролируются и нужны для решения задачи управляемого балансирования. Как правило, это приопорные звенья – стопа и голеностопный сустав в стойке на ногах (ноге), кисти и лучезапястные суставы в стойках на руках и т. п.

В связи со сказанным, при исполнении равновесных упражнений и при обучении им чрезвычайно важно прежде всего осваивать необходимые элементы рабочей осанки, удержание которой должно стать, в применении к упражнениям данного типа, устойчивым навыком, а также учиться контролировать ощущения в приопорных звеньях.

Нарушения устойчивости. При выходе проекции ОЦМ за пределы площади опоры восстановление равновесия возможно двумя противоположными по технике способами: смещением опоры вслед за проекцией ОЦМ или, напротив, возвращением проекции ОЦТ в пределы прежней площади опоры.

Первый способ носит наиболее «грубый» характер и необходим при более значительных смещениях, например, в виде дополнительных шагов при приземлениях и т. п. Второй применяется в ситуациях, когда желательно возвращение в начальное положение равновесия, хотя возможности такой коррекции ограниченны.

Примеры технических приемов, используемых в подобных ситуациях, показаны на рис. 7.5—7.9.

Рис. 7.5. Отклонение вперед.

При начале падения вперед (7.5, а) спортсмен быстро сгибается и, нажимая на опору с силой F, вызывает тем самым экстренную опорную реакцию N, помогающую вернуть проекцию ОЦМ в оптимальное положение (б).

Рис. 7.6. Отклонение назад.

Аналогичным образом можно действовать и при отклонении назад (рис. 7.6, а-б).

Рис. 7.7. «Волна» при отклонении назад.

Принципиально, что тот же, но менее активный механизм действует при волнообразном движении звеньев, начинающемся от опоры (рис. 7.7).

Рис. 7.8. Круги руками.

Восстановлению равновесия может содействовать также быстрое вращение руками в плоскости падения (рис. 7.8). Круги должны быть при этом направлены противоположно вращению тела при опрокидывании. Это порождает реактивный импульс, также содействующий восстановлению равновесия, но идущий уже не от опорных, а от свободных, периферических звеньев.

Рис. 7.9. Подъем на носки.

Наконец, быстрый подъем на носки помогает приостановить смещение вперед благодаря увеличению момента инерции тела относительно оси вращения, проходящей через опору, и увеличению давления стопой на опору при ее подошвенном сгибании (рис. 7.9). Описанные приемы часто используются в сочетании друг с другом, но, за отдельными исключениями, обычно не входят в круг специально осваиваемых навыков, хотя должны быть осознаны исполнителями.

Равновесие и телосложение. Геометрия масс тела гимнаста, относительная длина конечностей и другие особенности морфологии спортсмена могут влиять на условия баланса при исполнении равновесных упражнений. Так, при исполнении горизонтальных упоров типа «самолета» (рис. 7.10) широта разведения рук в горизонтальной плоскости определяется не силовыми возможностями гимнаста, а однозначно задается их относительной длиной.

Рис. 7.10. Зависимость равновесной позы от телосложения гимнаста.

В данном случае удерживать горизонтальное равновесное положение можно только в положении, при котором ОЦТ тела и точки опоры кистями о кольца или о помост (при исполнении вольных упражнений) должны располагаться на одной линии. При прочих равных условиях гимнаст с относительно длинными руками (а) должен разводить руки больше, чем исполнитель с относительно короткими руками (б). То же относится и к расположению рук в вертикальной плоскости (в, г).

7.1.3. Динамическое равновесие (динамическая устойчивость).

Как отмечалось, любой процесс балансирования, неизбежный при ОУР, уже сам по себе динамичен. Вместе с тем, гимнастические упражнения часто связаны с необходимостью сохранения заданной позы-положения и устойчивости в процессе перемещений и вращений тела. При этом именно движение становится одним из факторов сохранения устойчивости.

Характерные и самые типичные примеры движений, выполняемых в условиях динамической устойчивости – различные шаги, бег, перемещения прыжками и т. п. В каждом цикле таких движений спортсмен, отталкиваясь, периодически нарушает и восстанавливает статическое равновесие, временно вынося проекцию ОЦМ за пределы площади опоры ногами и провоцируя тем самым ускоренное движение под действием момента силы тяжести, а затем вновь «подводит» площадь опоры под проекцию ОЦТ. Существенную роль играет при этом инерционность движения, содействующая устойчивому перемещению масс тела в нужном направлении.

На рис. 7.11 гимнастка энергичным шагом-прыжком в шпагат продвигается вперед на бревне, при этом точность перемещения вдоль опоры, а, следовательно, и сохранение благоприятных условий для сохранения равновесия, здесь обеспечивается инерционным движением.

Рис. 7.11. Инерционная устойчивость при быстром перемещении.

В упражнениях на коне (рис. 7.12) круговое движение тела, вращающегося над снарядом, вообще возможно только при достаточно быстром движении, порождающем центробежную силу инерции, относящую тело от снаряда.

Рис. 7.12. Динамическая устойчивость при махах на коне.

Яркий пример динамического равновесия – размахивания на брусьях (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Размахивания на брусьях как случай динамического равновесия.

Новичок, впервые пробующий это движение, лишь ищет координацию, при которой ноги и плечевой пояс перемещаются в противоположных направлениях, практически оставляя ОЦТ неподвижным, т.е., фактически действуя в условиях статического равновесия (а). Но по мере освоения более мощных махов, гимнаст все больше нарушает условия статического равновесия, выводя проекцию ОЦТ все больше за пределы опоры (б, в). В этом случае в крайних точках махов тело достигает таких положений, при которых, казалось бы, неминуемо серьезное падение. Но этого не происходит, так как благодаря движению гимнаст успевает вернуться к устойчивому положению в упоре. Именно такие размахивания позволяют гимнасту осваивать в дальнейшем наиболее сложные и эффектные элементы (см. также гл. 14).

Равновесие как управляемый процесс. Из сказанного выше видно, что «статическое» равновесие при ОУР, на самом деле, не простое состояние, а динамический процесс, при котором проекция ОЦТ в любом случае совершает непрерывные, более или менее значительные, колебания около оптимального положения равновесия. При этом любому случайно возникающему смещению проекции ОЦТ должно своевременно «отвечать» адекватное по эффективности корректирующее действие спортсмена, возвращающее проекцию ОЦТ к исходной точке. Но поскольку любые колебательные движения такого рода инерционны, то ни тело гимнаста, ни проекция его ОЦМ практически никогда не могут быть сразу остановлены в точке наилучшего равновесия.

Связанные с этими колебаниями процесс и навык балансирования – основной предмет обучения равновесным упражнениям в гимнастике. Размах колебаний проекции ОЦМ при балансировании – главный показатель мастерства исполнения упражнения, уменьшающийся по мере его освоения и дальнейшего совершенствования.

Интересно сопоставление механизмов и навыков балансирования на жесткой и свободной опорах.

В первом случае (как это бывает, например, в упражнениях на гимнастическом бревне) балансировочные движения преимущественно выражены у дистальных, наиболее свободных звеньев (изобразительный символ такого балансирования – девочка на шаре со знаменитого полотна П. Пикассо, если считать, что шар неподвижен).

Во втором случае, например, при цирковой работе на свободной проволоке, опорные звенья относительно свободны, и механизм баланса существенно меняется: случайные колебания, возникающие в верхних звеньях системы, здесь могут сразу гаситься компенсаторными движениями, выполняемыми вместе с опорой.

Навыки балансирования в том и другом случаях существенно разнятся и могут давать отрицательный перенос, хотя, как показывают некоторые исследования, при высоком и универсальном уровне подготовленности гимнаст (или артист цирка) успешно справляется с балансом в любых условиях.