Видишь, Степаныч, просишь ИНФОРМАЦИЮ, а постят ЛАБУДУ.
Осилишь?
Прыжок в высоту с местаСкрытый текст. Показать
на высоте максимального подъема центра масс у прыгуна остается только потенциальная энергия Е2 = mgH2, где H2 — высота, на которую поднимается центр масс в результате прыжка. Соотношение между изменением механической энергии и работой мышц принимает следующий вид: Е2 — Е1= Амышц. Раскрыв значения энергий, получим:
Выполним необходимые расчеты.
Пусть первоначально центр масс находился на высоте H0, а при приседании он опускается на расстояние d. Тогда d — это расстояние, на котором мышцы ног производят работу, а H1 = H0 — d. Работа мышц во время прыжка определяется по формуле
Амышц =F?d,
где F — сила мышц.
Соотношение принимает вид:
mg(h + d) = F?d,
где т — масса тела, a h = H2 — H0 — высота, на которую центр масс поднялся в результате прыжка.
Отсюда находим общее вертикальное перемещение центра масс при прыжке с места
Известно, что сила мышц пропорциональна второй степени характерных размеров тела (L), а масса — третьей степени: F ˜ L2; т ˜ L3. В то же время глубина приседания пропорциональна первой степени размеров тела: d ˜ L. Тогда из формулы следует, что для животных одного вида общее расстояние, на которое поднимется центр масс, не зависит от их размеров:
И действительно, маленький крысиный кенгуру (размером с зайца) может прыгать на ту же высоту, что и гигантский кенгуру (примерно 2,5 м).
Отметим также, что большинство прыгающих животных (человек — исключение) могут прыгать значительно выше того расстояния, на которое они опускаются, приседая. Иначе говоря, для них h много больше d.
Лучший прыжок в высоту, который может выполнить мужчина, поднимет его центр масс приблизительно на 0,6 м (h = 0,6 м).
Таким образом, сила мышц ног, производящая прыжок, втрое превышает действующую на спортсмена силу тяжести.
Уровень развития «взрывной» силы можно оценить с помощью скоростносилового индекса,
Скрытый текст. Показать
который вычисляется по следующей формуле:
J = F max / t max ,
где: J— скоростно-силовой индекс;
F max — максимальное значение силы , показанной в данном движении;
t max — время достижения максимальной силы .
Силу мгновенно проявить нельзя. Мышцам необходимо время, чтобы проявить максимальную силу . Установлено, примерно через 0,3 с от начала движения мышца проявляет силу , равную 90% от максимума. В то же время в спорте есть много движений, которые выполняются за время меньшее, чем 0,3 с.
К примеру, время отталкивания в беге у сильнейших спринтеров длится 100—60 мс, в прыжках в длину 150 мс, в прыжках в высоту способом «фосбюри-флоп» — 180 мс, на лыжах с трамплина — 200—180 мс. финальное усилие в метании копья примерно 150 мс. В этих случаях человек не успевает проявить максимальную силу . Поэтому ведущим фактором силовых способностей будет не сама величина проявляемой силы , а скорость ее нарастания, т.е. градиент силы . Подтверждением этому служит уменьшение времени, затрачиваемого на выполнение движений в метании копья, толкании ядра, отталкивании в беге, прыжке и т.д. с ростом квалификации спортсменов. О величине градиента силы можно судить по значениям тангенса угла наклона касательной к кривой F(t) на начальном участке (рис. 3). Его величина характеризует уровень развития стартовой силы .
Таким образом, в скоростно-силовых упражнениях повышение максимальной силы может не привести к улучшению результата. На спортивном жаргоне это означает, что человек «накачал» такую силу мышц, которую не успевает проявить в короткое время. Следовательно, человек, имеющий меньшие силовые показатели, но высокие значения градиента, может выиграть у соперника с большими силовыми возможностями.
Биомеханические свойства мышц
Скрытый текст. Показать
Двигательная деятельность человека происходит при помощи мышечной ткани, обладающей сократительными структурами. Работа мышц осуществляется благодаря сокращению (укорачиванию с утолщением) миофибрилл, которые находятся в мышечных клетках. Работа мышц осуществляется посредством их присоединения к скелету при помощи сухожилий.
К биомеханическим свойствам мышц относят сократимость, упругость, жесткость, прочность и релаксацию.
Сократимость – это способность мышцы сокращаться при возбуждении. В результате сокращения происходит укорочение мышцы и возникает сила тяги.
Упругость мышцы состоит в ее способности восстанавливать первоначальную длину после устранения деформирующей силы. Существование упругих свойств объясняется тем, что при растяжении в мышце возникает энергия упругой деформации. При этом мышцу можно сравнить с пружиной: чем сильнее растянута пружина, тем большая энергия в ней запасена. Это явление широко используется в спорте. Например, в хлесте предварительно растягиваются и параллельный, и последовательный упругий компонент мышц, чем накапливается энергия. Запасенная таким образом энергия в финальной части движения (толкания, метания и т.д.) преобразуется в энергию движения (кинетическую энергию).
Аналогия мышцы с пружиной позволяет применить к ее работе закон Гука, согласно которому удлинение пружины нелинейно зависит от величины растягивающей силы . Кривую поведения мышцы в этом случае называют « сила-длина ». Зависимость между силой и скоростью мышечного сокращения (« сила-скорость ») называют кривой Хилла.
Жесткость – это способность противодействовать прикладываемым силам . Коэффициент жесткости определяется как отношение приращения восстанавливающей силы к приращению длины мышцы под действием внешней силы : Кж=DF/Dl (Н/м).
Величина, обратная жесткости, называется податливостью мышцы. Коэффициент податливости: Кп=Dl /DF (м/Н) – показывает, насколько удлинится мышца при изменении внешней силы . Например, податливость сгибателя предплечья близка к 1 мм/Н.
Прочность мышцы оценивается величиной растягивающей силы , при которой происходит разрыв мышцы. Сила , при которой происходит разрыв мышцы составляет от 0.1 до 0.3 Н/мм2. Предел прочности сухожилий на два порядка величины больше и составляет 50 Н/мм2. Однако, при очень быстрых движениях возможен разрыв более прочного сухожилия, а мышца остается целой, успев самортизировать.
Релаксация – свойство мышца, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине мышцы. Релаксация проявляется, например, при прыжке вверх, если во время глубокого приседа спортсмен делает паузу. Чем пауза длительнее, тем сила отталкивания и высота выпрыгивания меньше.
Существует два вида группового взаимодействия мышц: синергизм и антагонизм.
Мышцы-синергисты перемещают звенья тела в одном направлении. Например, при сгибании руки в локтевом суставе участвуют двуглавая мышца плеча, плечевая и плече-лучевая мышцы и т.д. Результатом синергического взаимодействия мышц служит увеличение результирующей силы действия. При наличии травмы, а также при локальном утомлении какой-либо мышцы ее синергисты обеспечивают выполнение двигательного действия.
Мышцы-антагонисты имеют, наоборот, разнонаправленное действие. Так, если одна из них выполняет преодолевающую работу, то другая – уступающую. Существованием мышц-антагонистов обеспечивается:
высокая точность двигательных действий;
снижение травматизма.
