Модельные характеристики техники бега на короткие дистанции

Как в стартовом разбеге, так и во время бега по дистанции руки, согнутые в локтевых суставах, быстро движутся вперед-назад в едином ритме с движениями ногами. Движения руками вперед выполняются несколько внутрь, а назад – несколько наружу. Угол сгибания в локтевом суставе непостоянен: при выносе вперед рука сгибается больше всего, при отведении вниз-назад несколько разгибается.

Кисти во время бега полусжаты или разогнуты (с выпрямленными пальцами). Не рекомендуется ни напряженно выпрямлять кисть, ни сжимать ее в кулак. Энергичные движения руками не должны вызывать подъем плеч и сутулость — первые признаки чрезмерного напряжения.

Частота движений ногами и руками взаимосвязана. Перекрестная координация помогает увеличить частоту шагов посредством учащения движений рук. Техника бега спринтера нарушается, если он не расслабляет тех мышц, которые в каждый данный момент не принимают активного участия в работе. Успех в развитии скорости бега в значительной мере зависит от умения бежать легко, свободно, без излишних напряжений [11].

Финиширование. Бег заканчивается в момент, когда бегун коснется туловищем вертикальной плоскости, проходящей через линию финиша. Бегущий первым касается ленточки (нити), протянутой на высоте груди над линией, обозначающей конец дистанции. Чтобы быстрее ее коснуться, надо на последнем шаге сделать резкий наклон грудью вперед, отбрасывая руки назад. Этот способ называется «бросок грудью».

Применяется и другой способ, при котором бегун, наклоняясь вперед, одновременно поворачивается к финишной ленточке боком так, чтобы коснуться ее плечом. При обоих способах возможность дотянуться до плоскости финиша практически одинакова.

 

1.2. Физиологическая характеристика спринтерского бега

 

Бег на короткие дистанции относятся к упражнениям максимальной анаэробной мощности и околомаксимальной анаэробной мощности.

Упражнения максимальной анаэробной мощности.

1. Мощность – около 120 ккал/мин.

2. Дистанция – бег на 60-100м.

3. Время упражнения – до 20сек.

4. Системы энергообеспечения – 90-100% анаэробная система (в основном фосфогенная), менее 10% – аэробная система.

5. Реакция вегетативных систем: предстартовые сдвиги сильно выражены ( частота сердечного сокращения (ЧСС) составляет около 140-150 уд/мин).

6.  Рабочие сдвиги в деятельности сердечнососудистой и дыхательной систем незначительны, так как за короткое время нагрузки функции организма не успевают намного возрасти (легочная вентиляция (ЛВ) составляет 20-30% от максимальной ЛВ) физиологические параметры достигают через 1-3 мин после нагрузки (ЧСС 160-180 уд/мин, ЛВ 30-40% от максимальной ЛВ, концентрация лактата 5-8 ммоль/л).

7. ведущая система утомления – моторные центры головного и спинного мозга. В центральной нервной системе нарушается координация нервных центров, так как их нейроны не в состоянии длительно генерировать  высокочастотный титанический разряд в связи с их развитием охранительного торможения. Такие центры не могут долго поддерживать тонкую реципрокную взаимосвязь мышц-антагонистов в связи с чем, происходит резкое ухудшение координации движений.

Упражнения околомаксимальной анаэробной мощности.

1. Мощность 50-100 ккал/мин.

2. Дистанция – бег на 200-400м.

3. Время упражнения – 20-60сек.

4. Системы энергообеспечения – 75-85% анаэробные системы  (фосфагенная и гликолитическая примерно поровну), 15-25% аэробная.

5. Реакция вегетативных систем а) предстартовые реакции сильно выражены (ЧСС 150-160 уд/мин); б) максимальных значений функциональные показатели достигают на финише  или сразу после финиша (ЧСС 80-90% от ЧСС макс, ЛВ 50-60% от ЛВ макс, концентрация лактата до 15 ммоль/л).

6.  Ведущие системы утомления – моторные центры центральной нервной системы (ЦНС), а также мощность лактацидной системы (количество энергии в минуту, которую способна выработать лактацидная система спортсмена, зависит от индивидуальной активности его ферментов и индивидуальной  переносимости рабочей лактацидемии) [4].

Подводя итог всему выше сказанному, следует отметить, что спринтерский бег – это одна из наиболее популярных дисциплин легкой атлетики, включающая бег на дистанции 60, 100, 200 и 400 м, а также различные виды эстафетного бега, включающие этапы спринтерского бега. Спринтерский бег условно подразделяется на фазы: старт, стартовый разгон, бег по дистанции и финиширование. Цикл спринтерского бега (двойной беговой шаг) включает две фазы опоры и две фазы полета. Кроме того, спринт является скоростно-силовым видом спорта. Исходя из этого, в спринтерском беге очень важна специальная скоростная выносливость, в основе которой лежат анаэробные возможности организма, обеспечивающие энергетический обмен в бескислородных условиях работы.

Рассматривая биомеханическую характеристику бега на короткие дистанции, следует отметить, что частота шагов в спринте достигает 4,5-5,5 шага/с, их длина колеблется в пределах 190-250 см. Максимальная скорость современных спринтеров в беге на 100 м у мужчин 9,58 с, в беге на 200 м 19,19 с, на 400 м – 43,18 с и она в большей мере зависит от частоты, чем от длины беговых шагов.

 

 

2 ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ  И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

2.1. Цель исследования

Определить основные модельные характеристики цикла бега по дистанции.

 

2.2. Задачи исследования

1. Определить основные  кинематические характеристики  цикла бега по дистанции: траекторию ОЦТ тела спортсмена, продольную скорость и продольное ускорение, угловое перемещение, угловую скорость и угловое ускорение, суставные углы в граничных моментах фаз и силу реакции опоры.

2. Определить динамические характеристики цикла бега по дистанции: собственный момент инерции.

3. Определить энергетические  характеристики цикла бега по  дистанции: кинетическую и потенциальную  энергии в фазах цикла бега по дистанции.

 

2.3. Методы исследования

Применялся метод высокоскоростной видеосъемки и биомеханического анализа отснятых видеофрагментов [8].

Видеосъемка проводилась со скоростью 300 кадров в секунду. Исследование проводилось при фактической скорости 20 кадров в секунду.

 

2.4. Организация исследования

Исследование проводилось в мае 2011 года на открытом легкоатлетическом стадионе учреждения образования БГУФК. Объект биомеханического исследования – цикл бега по дистанции, исполнитель – мастер спорта по бегу на длинные дистанции.

 

 

 

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

Для анализа выбран цикл бега по дистанции. Начальным моментом послужило отталкивание правой ногой, конечным – приземление на правую ногу. Видеофрагмент с анализируемым  двигательным действием имеет длительность 0,6 секунд.

Цикл бега по дистанции имеет фазовую структуру: фаза опоры правой ногой длительностью 0,175 с, фаза полета длительностью 0,125 с, фаза опоры левой ногой длительностью 0,175 с, фаза полета длительностью 0,125 с, фаза опоры правой ногой.

 

3.1. Кинематические характеристики цикла бега по дистанции

 

В результате проведенного исследования были определены следующие кинематические характеристики: траектория ОЦТ тела спортсмена, суммарная скорость, суммарное ускорение, угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение, суставные углы в граничных моментах фаз и сила реакции опоры.

Траектория ОЦТ тела спортсмена. Траектория ОЦТ спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции показана на рис. 3.1.

 

Рис. 3.1 – Траектория ОЦТ тела спортсмена в цикле бега по дистанции

Траектория ОЦТ имеет волнообразный вид. В фазе опоры правой ногой наблюдается движение ОЦТ вверх, в связи с окончанием фазы отталкивания правой ногой и началом фазы полета. По достижении максимальной точки во второй половине фазы полета, наблюдается плавное движение ОЦТ вниз до момента начала фазы опоры левой ногой. Минимальное значение приходится на середину фазы опоры левой ногой. Затем повторяется движение ОЦТ вверх, в связи с началом фазы полета, до максимального значения, приходящегося на границу фазы полета и фазы опоры правой ногой. После ее прохождения снова наблюдается стремление ОЦТ вниз.

Скорость ОЦТ спортсмена. На рис. 3.2 приведен пример изменения скорости ОЦТ спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции.

 

Рис. 3.2 – Пример изменения скорости ОЦТ спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции

 

В изменении скорости четко выделяются три фазы: фаза нарастания с момента времени 0,075 с (от начала фрагмента) до 0,175 с (середина фазы полета) скорость увеличивается с 9 м/с до 10,5 м/с; фаза относительной стабилизации скорости в пределах 10,5÷10,85 м/с с момента времени 0, 075 с до 0,5 с (середина второй фазы полеты); и с момента времени 0,5 с снова начинается фаза нарастания.

Ускорение ОЦТ спортсмена. Пример изменения ускорения ОЦТ спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции приведен на рис. 3.3.

 

Рис. 3.3 – Пример изменения ускорения ОЦТ спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции

 

Изменение ускорения спортсмен при выполнении цикла бега по дистанции имеет волнообразно восходящий вид. Минимальные значения приходятся на границы фаз: фазы опоры правой ногой и фазы полета – 13,5 м/с2, фазы опоры левой ногой и фазы полета – 16,5 м/с2. Максимальное значение 31,5 м/с2 приходятся на границу фазы полета и фазы опоры левой ногой, а абсолютный максимум 52 м/с2 на границу фазы полета и фазы опоры правой ногой.

Угловое перемещение тела спортсмена. Положение тела спортсмена определялось по положению продольной оси тела спортсмена. Пример углового перемещения тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции приведен на рис. 3.4

Изменение углового перемещения продольной оси тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции имеет волнообразный вид. В начальный момент угловое перемещение стремится вниз до минимального значения -0,0125 рад, приходящегося на начало фазы полета. Затем угловое перемещение возрастает до 0,01 рад. (первая треть фазы опоры левой ногой). Следующее минимальное значение -0,0075 рад. (начало фазы полета). Наибольшего значения угловое перемещение достигает в первой трети фазы опоры правой ногой – 0,02 рад.

 

Рис. 3.4 – Пример углового перемещения продольной оси тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции

 

Угловая скорость тела спортсмена. Пример изменения угловой скорости тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции показан на рис. 3.5.

 

Рис. 3.5 – Пример изменения угловой скорости продольной оси тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции

 

Угловая скорость при выполнении цикла бега по дистанции волнообразно возрастает со временем. Минимальные значения – -0,2 рад/с и -0,15 рад/с приходятся на начало первой и второй фаз полета соответственно. Максимальные значения – 0,2 рад/с и 0,41 рад/с приходятся на первую треть фазы опоры левой ногой и фазы опоры правой ногой соответственно.

Угловое ускорение тела спортсмена. Пример изменения углового ускорения продольной оси тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции показан на рис. 3.6.

С начального момента угловое ускорение возрастает с -11рад/с2 (фаза опоры правой ногой) до 4,5 рад/с2 (первая половина фазы полета).

 

Рис. 3.6 – Пример изменения углового ускорения продольной оси тела спортсмена при выполнении цикла бега по дистанции

 

Затем начинает снижаться и, достигнув минимального значения -2,5 рад/с2 (середина фазы опоры левой ногой), снова возрастает. Следующее максимальное значение приходится на середину фазы полета – 3,5 рад/с2. На фазу опоры правой ногой приходится минимальное значение углового ускорения – -2,25 рад/с2.