Визначення ступеня стійкості тіла спортсмена, який знаходиться в положенні рівноваги
Мета: навчитись самостійно оцінювати біомеханічні умови рівноваги положень тіла під час виконання фізичних вправ.
Матеріали та інвентар: фотограми досліджуваного положення спортсмена в двох площинах (сагітальній та фронтальній), лінійка, олівці, міліметровий папір, транспортир.
Теоретичні відомості
При вивченні рухової діяльності часто доводиться визначати ступінь стійкості тіла спортсмена, який приймає при виконанні фізичних вправ найрізноманітніші положення в просторі.
Тіло людини може знаходитися в стійкому, нестійкому та в умовно байдужому положенні рівноваги.
Ступінь стійкості тіла людини залежить від величини площі опори, місця розташування ЗЦМ, місця проходження лінії ваги через площу опори, кута стійкості, моменту стійкості, ступеня рухливості біоланок, функціонування життєво важливих систем організму та інших факторів.
Площа опори при виконанні фізичних вправ може приймати найрізноманітнішу форму. Чим більша площа опори та чим ближче до її центру наближається лінія ваги, тим більш стійке тіло. Стійкість тіла збільшується при більш низькому розташуванні ЗЦМ.
Однак площа опори спортсмена рідко приймає вид фігури правильної форми і, відповідно, лінія ваги майже ніколи не перетинає її по центру. Тому стійкість тіла не у всіх напрямках однакова. Так, наприклад, у важкоатлета, який зафіксував штангу на прямих руках над головою, в передньо-задньому напрямку ступінь стійкості буде меншою, а у фронтальному – більшою.
Для більш точного визначення цього положення вираховують величину кута стійкості тіла – кут, який розташований між лінією ваги та нахиленою лінією, яка проведена із ЗЦМ до будь-якої точки кордону площі опори тіла. Чим більше кут, тим більшу стійкість має тіло. Спортсмен, який виконує фізичні вправи, більш сталий в тому напрямку, в якому його тіло має більший кут стійкості.
Для визначення ступеня стійкості необхідно встановити також величину моменту стійкості. Момент стійкості тіла дорівнює додатку сили ваги тіла (Р) на плече її прикладення (l) в області площі опори (Мст.=Р х l). Момент стійкості тіла визначається додатком ваги тіла на величину перпендикуляра, що проведений від межі площі опори до лінії ваги. Він залежить від двох величин: ваги тіла та величини площі опори на ділянці, яка вимірюється. Чим більші будуть ці величини, тим більшими будуть момент стійкості та ступінь стійкості тіла.
Момент сили тяжіння відносно осі можливого обертання називають перекидаючим моментом. Вираховується за формулою: Мпер.= h x P (h – висота розташування ЗЦМ, P – вага тіла).
Для стійкої рівноваги тіла спортсмена необхідно, щоб момент стійкості був більший, ніж перекидаючий момент. Відношення моменту стійкості до перекидаючого моменту називають коефіцієнтом стійкості:
Якщо коефіцієнт стійкості більше одиниці k > 1, то рівнодіюча (R) двох сил тяжіння та ваги проходить в межах площі опори. Якщо k = 1, то тіло спортсмена приймає крайнє положення рівноваги. При k < 1, лінія дії рівнодіючої двох сил проходить за межами площі опори і тіло втрачає рівновагу.
Ступінь стійкості спортсмена, який приймає певні фіксовані положення в рівновазі, залежить також від ступеня відносної рухливості в суглобах основних біоланок його тіла. Чим більше розвинуті м’язова система та фізичні якості цього спортсмена, тим більше умов зв’язку, які обмежують зайву рухливість, він може накласти на відповідні біокінематичні пари та ланцюги свого рухового апарату.