CC BY
8
7. Mazurenko, E.A., Pichugin, N.A. and Voroshilova, I.S. (2019), "Trends in the development of modern sociology", Philological and sociocultural issues of science and education: a collection of materials of the IV International scientific and practical intramural conference, Krasnodar, pp. 1581-1586.
8. Patent 178271 the Russian Federation (2018), International Patent Classification A 61 F 5/37, A 61 H 5/00. "The simulator for the formation of correct posture and maintaining of visual acuity in younger schoolchildren", applicant A.R Goltsov; and patent holder Kuban. State Technological University. - No. 201124275; declared 07/07/2017, Bull. No. 10. - 8 p.
9. Leibovsky, A.Yu. and Ivanova, N.G. (2011), "Motives and needs of students of the Kuban State Technological University in various types of physical activity in physical education classes (according to the questionnaire)", Physical culture, sport - science and practice, No. 3, pp. 41-44.
10. Lyalyuk, A.V. and Ivanova, N.G. (2018), "Some constructive solutions to ensure the safety of the educational environment", Baltic Humanitarian Journal, V. 7, No. 2, pp. 243-246.
Контактная информация: nataliaiva67@mail.ru
Статья поступила в редакцию 02.06.2020
УДК 796.886
АНАЛИЗ ТОЛЧКА ОТ ГРУДИ. ФАЗА «ПОДСЕД»
Леонид Александрович Хасин, директор, кандидат педагогических наук, доцент, Андрей Леонидович Дроздов, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт информационных технологий Московской государственной академии физической культуры, Малаховка
Аннотация
В проведенном исследовании оценивалась сила взаимодействия спортсмена со штангой при выполнении толчка от груди - фазы подседа. Для нахождения характеристик движения снаряда были использованы материалы скоростной видеосъемки толчка штанги от груди. Рассчитаны: перемещение, скорость и ускорение центра пакета блинов, также сила, прикладываемая спортсменом к снаряду. Показано, что максимальная высота подлета снаряда не может быть достигнута без приложения спортсменом дополнительных сил после отрыва штанги от груди. Сделан вывод о том, что при выполнении толчка в фазе подседа спортсмен создает дополнительную вертикальную силу, обеспечивающую необходимую высоту подлета штанги.
Ключевые слова: биомеханический анализ, толчок от груди, скоростная съемка, кинематические и динамические характеристики, математическое моделирование.
DOI: 10.34835/issn.2308-1961.2020.6.p381-385
ANALYSIS OF WEIGHTLIFTING JERK. CATCH PHASE
Leonid Aleksandrovich Hasin, the director, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer, Andrey Leonidovich Drozdov, the senior research associate, Scientific research Institute of Information Technologies of Moscow State Academy of Physical Culture, Malakhovka, Moscow region
Abstract
In the community of weightlifting experts there is no consensus on the presence and advisability of the athlete's interaction with the barbell when performing a squat in a jerk. This study focuses on assessing the presence of such interaction. To find the characteristics of the barbell movement tere was used highspeed video recording of the jerk. The movement, speed, and acceleration of the center of the disk pack were calculated when performing the squat, as well as the force exerted by the athlete on the barbell. It is shown that the maximum height of the barbell cannot be achieved without the athlete applying additional forces after leaving the bar from the chest. It is concluded that during the jerk after the barbell leaves the chest and after the end of the unsupported position, the athlete interacts with the barbell.
Keywords: biomechanical analysis, jerk, high speed recording, kinematic and dynamic characteristics, mathematical modeling.
Изучение кинематических и динамических характеристик движения штанги при выполнении тяжелоатлетических упражнений позволяет анализировать характер взаимодействия спортсмена со снарядом. В толчке штанги от груди недостаточно изученным является фаза подседа, когда взаимодействие со снарядом резко уменьшается.
В настоящее время не существует единого мнения у специалистов и в научно-методической литературе по вопросу о взаимодействии спортсмена со снарядом после отрыва штанги от груди. С одной стороны, часто рекомендуется прекращение взаимодействие со штангой после отхода штанги от груди, с другой стороны, в литературе [1] высоту подлета штанги не удается объяснить только ее скоростью после отрыва от груди.
В проведенных расчетах ставилась задача оценки взаимодействия со штангой у спортсмена высокой квалификации в упражнении, выполненном на соревновании, а также его продолжительности.
Для нахождения зависимостей перемещения и скорости снаряда от времени использовались материалы, полученные в результате скоростной видеосъемки. Нами использовалась скоростная видеосъемка толчка от груди штанги весом 241 кг. Съемка производилась в фас, что позволило найти координаты центров пакетов блинов по методу, описанному в [2, 3]. Принимая гипотезу о том, что гриф штанги движется параллельно помосту, рассчитываем зависимости вертикальных скорости и перемещения этих точек от времени методом «фильтрации» по алгоритму, описанному в [4]. Графики зависимостей указанных величин от времени приведены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - Вертикальная координата центра пакета блинов. Толчок от груди
Момент отрыва грифа штанги от груди спортсмена определялся визуально. По графику скорости, приведенному на рисунке 2, находим скорость снаряда в момент отры-
ва грифа от груди (скорость вылета) - 1,47 м/с. Высота подлета штанги за счет скорости вылета составляет 0,110 м. Измеренная максимальная высота подлета штанги составляет 0,253 м как показано на рисунке 3. Подлет на 0,14 м не объясняется скоростью вылета.
0.9
0.95
1.05
1.1
1.15
Рисунок 3 - Вертикальная координата центра пакета блинов и высота подлета плюс вертикальная координата
пакета блинов. Толчок от груди
На штангу действуют только две силы: сила взаимодействия штанги с руками спортсмена и сила тяжести. Следовательно, объяснить разницу измеренной высоты и высоты подлета штанги за счет начальной скорости можно только тем, что спортсмен продолжает взаимодействовать со штангой после отрыва грифа от груди.
В соответствии с рисунком 3, нами ставился вычислительный эксперимент. Для каждого момента времени после отрыва штанги от груди по графикам на рисунках 1 и 2 находились вертикальная координата центра блинов и скорость центра блинов. По этим двум величинам находилась возможная высота подъема центра блинов при условии отсутствия взаимодействия спортсмена со штангой - ИАу(1) =У0) + V2(t)/2g, где 1 - момент времени, V(t) - скорость в момент 1, У(1) - координата в момент 1. Графики У(1) и ИАу(1) представлены на рисунке 3.
Как видно из рисунка 3 кривая ИАу(1) достигает координаты 1,75 м только в момент времени 1 =1,028 с. Таким образом, в соответствии с графиками перемещения и скорости, представленными на рисунках 1 и 2, вертикальная координата, после которой штанга совершала свободное падение - 1,718 м, а вертикальная скорость - 0,792 м/с. Подлет штанги составил 0,032 м. Последние 3 см высоты подъема центра пакета блинов - свободный полет. Это означает, что до этого момента имелось взаимодействие со штангой. Зная ускорение центра пакетов блинов, можем рассчитать суммарную силу, приложенную к обоим блинам. График зависимости рассчитанной силы от времени приведен на рисунке 4. Участок графика силы, от момента отрыва штанги от груди до максимальной высоты подлета приведен на рисунке 5. Как видно из графика на рисунке 4 после отрыва грифа штанги от груди, сила, приложенная спортсменом к штанге больше 100 кг. Вплоть до момента времени 1 = 1,044 с она остается положительной, пересекая в этой точке нулевое значение. Следует заметить, что, начиная с момента времени 0,972 с до момента 1,044 с, спортсмен находится в безопорном положении, а вертикальная сила на этом участке движения имеет локальный максимум в момент времени 1,02 с и среднее значение 550 Н. Пик отрицательного участка силы приходится на момент времени 1,064 с после чего сила снова начинает расти. Начальное высокое значение силы объясняется наличием участка «дожима» штанги спортсменом непосредственно после отрыва штанги от груди. Отрицательный участок силы соответствует торможению снаряда спортсменом в процессе подседа. Рост силы перед достижением максимальной высоты означает нали-
чие финального дожима. Только поведение графика зависимости силы от времени в безопорном положении не может объяснено только взаимодействием спортсмена со штангой. В безопорном положении осуществлять значительное взаимодействие (до 150 кг) затруднительно.
Рисунок 4 - График зависимости вертикальной силы, приложенной спортсменом к штанге от времени
Рисунок 5 - График зависимости вертикальной силы, приложенной спортсменом к штанге от времени на интервале от отрыва штанги от груди до максимальной высоты подлета. Толчок с груди
В поисках причины колебаний графика силы при безопорном положении спортсмена была рассчитана зависимость величины прогиба штанги в точках центров пакетов блинов, представленная на рисунке 6. Для расчета зависимости использовались известная геометрия штанги и расстояние между серединами кистей рук спортсмена на грифе. Алгоритм вычисления прогиба описан в [3].
Из графика, приведенного на рисунке 6 видно, что форма кривой зависимости прогиба штанги в центрах пакетов блинов от времени идентична форме зависимости силы от времени. Прогиб в момент отрыва штанги от груди около 1 см. В момент времени 0,972 с прогиб становится равным нулю, затем возрастает до 1,5 см, а к моменту завершения безопорного положения спортсмена снова близок к нулю. Полученные в безопорном положении колебания силы объясняются упругими свойствами грифа.
Проведенные исследования позволяют утверждать, что спортсмен во время выполнения подседа прикладывает разнонаправленную силу к штанге. Среднее значение силы составляет 550 Н (см. рисунок 5). Причем в начале и в конце этого периода, находясь на опоре, «дожимает штангу вверх». В середине описанного периода есть участок приложения отрицательной силы. Гриф штанги при безопорном положении спортсмена
совершает колебания.
Рисунок 6 - График зависимости прогиба грифа штанги от времени на интервале от отрыва штанги от груди до
максимальной высоты подлета. Толчок с груди
ЛИТЕРАТУРА
1. Роман, Р. А. Рывок, толчок (техника лучших тяжелоатлетов мира) / Р.А. Роман, М.С. Ша-кирзянов. - Москва : Физкультура и спорт, 1978. - 111 с.
2. Хасин, Л.А. Методика расчета кинематических и динамических характеристик движений штанги с использованием математического моделирования и алгоритмов фильтрации / Л.А. Хасин, С.Б. Бурьян, А.Л. Дроздов // Биомеханика двигательных действий и биомеханический контроль в спорте : материалы V Всероссийской с международным участием научно-практической конференции. - Москва, 2017. - С. 187-193.
3. Хасин, Л.А. Методика расчета сил, прикладываемых спортсменом к штанге при выполнении толчка, использующая математическое моделирование и алгоритмы фильтрации / Л.А. Хасин, С.Б. Бурьян, А.Л. Дроздов // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2019. - № 1 (167). - С. 307-312.
4. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Расчет кинематических и динамических характеристик движения штанги / Л.А. Хасин, С.Б. Бурьян ; заявитель, па-тентобладатель Мос. гос. акад. физ. культуры. - № 2017613826 ; заявл. 02.01.2017 ; опубл. 04.03.2017. - 1 с.
REFERENCES
1. Roman, R.A. and Shakirzyanov M.S. (1978), Snatch, clean and jerk (Technique of the best weightlifters in the world), Physical education and sport, Moscow.
2. Khasin, L.A., Buryan, S.B. and Drozdov A.L. (2017), "The method of calculation of kinematic and dynamic characteristics of movements of a bar with use of mathematical modeling and algorithms Filtration", Biomechanics ofphysical actions and biomechanical control in sport: materials of the Vth All-Russian scientific and practical conference with international participation, Moscow, pp. 187-193.
3. Khasin, L.A., Buryan, S.B. and Drozdov A.L. (2017), "Method of calculation of forces applied by the athlete to the bar based on mathematical modeling and algorithms of filtration", Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta, No. 1 (167), pp. 307-312.
4. Khasin, L.A. and Buryan, S.B. (2017), Certificate on the state registration of the computer program No. 2017613826, "Calculation of kinematic and dynamic characteristics of the movement of the bar", Date of the state registration in the Register of the computer programs April 03, 2017.
Контактная информация: NIIT@mgafk.ru
Статья поступила в редакцию 03.06.2020
