Гимнастика. Секреты эффективного движения. Биомеханика. Структура. Техника - страница 13

Момент инерции – физическая величина, являющаяся мерой инертности материального тела при его вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Простейшая модель, иллюстрирующая понятие момента инерции, выглядит как вращение точечной массы вокруг некоторой оси (рис. 2.7). В этом случае момент инерции тела (J) определяется как произведение массы m тела и квадрат радиуса R:

J = m·R^>2 (1)

Рис. 2.7. К понятию «момент инерции».

В применении к гимнастическим движениям это означает, что, меняя позу (то есть, изменяя радиус, на котором элементы масс тела вращаются вокруг его оси) гимнаст меняет и сопротивление тела вращательному движению, что чрезвычайно важно, как способ управления движением в упражнениях такого типа.

Величина момента инерции зависит не только от изменения позы, но и от того, вокруг какой именно оси тело вращается. На рис. 2.8. (по Д. Д. Донскому) показаны несколько примеров изменения момента инерции как при изменении позы, так и при выборе разных осей вращения. Например, если момент инерции относительно продольной оси тела в стойке на ногах – руки вниз принять за единицу (а), то руки, поднятые в стороны, увеличивают сопротивление тела вращению (то есть, вращательную массу тела) вдвое (б).

При вращении вокруг фронтальной оси тела в положении группировки (в) момент инерции уже в 4 раза больше, чем в случае «а» и, наконец, вращение вокруг той же оси с прямым телом – руки вниз (г) дает момент инерции в 12 раз превышающий этот показатель в сравнении с позой (а).

Рис. 2.8. Сравнительные значения момента инерции тела для разных поз и осей вращения.

Момент инерции относительно центральной фронтальной оси тела с вращением «по сальто» для гимнастики, акробатики и аналогичных спортивных видов особенно типичен и особенно важен характер его изменения в применении к таким вращениям.

На рис. 2.9 приводится график, иллюстрирующий изменения момента инерции относительно фронтальной оси тела гимнаста при вращении в разных позах: из предельно прогнутого положения (а) гимнаст постепенно и последовательно выпрямляется, оставляя руки вверху (б), а затем постепенно все больше группируется (в), достигая в итоге предельно плотной группировки (г).

Из приводимого графика5 можно видеть, что при переходе от предельно выпрямленного положения (б) к плотному группированию (г) момент инерции относительно центральной фронтальной оси тела уменьшается более, чем в 4 раза, что означает и такое же увеличение скорости вращения тела в полете.

Рис. 2.9. Изменения момента инерции тела относительно центральной фронтальной оси тела при группировании из прямого положения.

Особо выделяется зона группирования (б-в), в которой величина момента инерции снижается особенно быстро, но при этом гимнаст еще сохраняет возможность вводить в движение поворот вокруг продольной оси, тогда как при более плотной группировке это уже невозможно (подробнее об этом см. в главе о безопорных движениях).

2.2.2. Рабочее положение тела спортсмена

Выполнение энергетически насыщенных гимнастических упражнений, связанных с быстрым движением, полетами и т. п. всегда требует высокого энергообеспечения. Как правило, это означает не только координированную мышечную работу, но и активное взаимодействие с внешними телами, с опорой, поскольку лишь на опоре возможно радикальное изменение энергетического состояния тела спортсмена – его ускоренное перемещение, вращение, форсированная перемена направления движения, остановка и т. д.