CC BY
85
URL: http://www.mmsport.gov.m/activities/federal-programs/2/26363/ (дата обращения: 11.02.2016).
4. Устав Общероссийской физкультурно-спортивной общественной организации «Федерация спортивного ориентирования России» от 11.10.2013 URL: http://rufso.ru/files/2014-02-06-06-14-52ustav.pdf (дата обращения: 11.02.2016).
5. Федеральный закон от 04.12.2007 № 329-ФЗ «О физической культуре и спорте в Российской Федерации» URL: http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 73038/ (дата обращения: 11.02.2016).
Худик Анна Александровна, старший преподаватель, anich ski-o@,mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет
BLOCK MODEL OF FUNCTIONING REGIONAL ORIENTEERING FEDERATION
A.A. Hudik
The actual problem of determining the direction of the regional federation of sports orientation. A structuring of the functions of the regional federations for sport using industry normative-legal acts, statutory documents of the Russian Federation and the rules of competition in orienteering.
Key words: orienteering, regional federations, spectral legislation, the functional
blocks.
Khudik Anna Alexandrovna, head teacher, anich_ski-o@,mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University
УДК 796.853.262
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ КРУГОВОГО УДАРА НОГОЙ В КАРАТЭ
О.В. Чепурнов, В. Д. Хитров
В рамках представленного экспериментального материала рассмотрены вопросы исследования техники ударных действий в каратэ в трех плоскостных измерениях, определены технические и динамические показатели ударов, позволяющие спортсменам и тренерам сосредоточить процесс обучения на формировании акцентированных компонентов движения на этапах тренировочной и соревновательной деятельности.
Ключевые слова: каратэ, экспериментальные исследования, круговой удар.
Необходимость данного исследования сосредоточена в трех основных направлениях. Это определение кинематических зависимостей, которые способствуют стабильности реализации силового удара, который является основополагающим для совершенствования методов в каратэ.
Во-вторых, мало научных исследований по анализу ударных действий с разворота в каратэ. Наконец, знание факторов, играющих важную роль в построении эффективного удара с разворота, позволит спортсменам и тренерам сосредоточить процесс обучения на формировании акцентированных компонентов движения.
Цель исследования - описать кинематику кругового удара в каратэ с определением переменных, тесно связанных с силами воздействия при круговом ударе.
Вид спорта каратэ - это система специальной подготовки спортсменов к соревновательной деятельности; спортивное единоборство, организуемое по утвержденным специальным правилам и программам, базирующееся на массовой популяризации. Основной упор в спортивном каратэ делается на развитие спортивных показателей в победе над соперником. Участие в соревнованиях демонстрирует физическую силу и ловкость. Эффективность выполнения двигательных действий определяется степенью близости их кинематической и динамической структуры к наиболее рациональному варианту. В частности, в каратэ удары могут выполняться из неподвижного исходного положения и при выполнении предварительных передвижений (шагов, выпадов, скачков и т. п.). Никто не станет оспаривать тот факт, что каратэ в современном обществе занимает место, которое дает основание рассматривать его как общественное явление. Как само каратэ, так и используемая техника у многих на слуху, заставляет оспаривать, ту или иную точку зрения, отстаивать свои взгляды на правильность и эффективность технических действий. Каратэ, как все в природе имеет свое начало - основу основ, это ту технику, движения которой была сформирована за долгое время, создания каратэ и которая стала видоизменяться в зависимости от направления и значимости. При рассмотрении различных вращений мы встречаемся с разновидностями опорных вращательных движений. Мы знаем, что вращательные движения, например повороты, обусловлены главным образом встречным поворотом верхней части тела относительно нижней и не связаны с длительным и быстрым вращением всего тела. Напротив, в круговом ударе ногой наиболее характерными являются движения, связанные с вращением всего тела вокруг продольной оси. Именно стремительное вращение вокруг вертикальной оси, пожалуй, является наиболее эффективной техникой кругового удара ногой (рис. 1).
Рис. 1. Вращение вокруг вертикальной оси при ударе
В биомеханике физических упражнений описан удар ногой, при котором в звенья маховой ноги вкладывается большее усилие, чем в опорную ногу [3, 4]. Существование схемы движений, общей для всех видов удара ногой по футбольному мячу было установлено рядом исследователей. Удар футболиста по мячу очень похож на круговой удар (маваши-гери) в каратэ (рис. 2).
При маховом движении ударной ноги происходит сгибание в коленном суставе, так что угол между бедром и голенью достигает приблизительно 90 градусов, затем происходит поворот таза относительно бедра опорной ноги, причем величина этого поворота прямо зависит от угла атаки. Этот поворот, а также сгибание в тазобедренном суставе бьющей ноги выносит вперед бедро в направлении удара и останавливается, при этом начинается разгибание в коленном суставе, которое быстро ускоряется. В момент удара наибольший вклад в приросте скорости вносит разгибание в коленном суставе. Используя только силу ног, невозможно провести эффективный «щелчковый» или толчковый удар. В момент удара ногой, поясничный отдел позвоночника должен выталкиваться в направлении удара, бедра и лодыжка опорной ноги -напряжены. По завершению удара бедра должны немедленно вернуться в исходное положение. Это движение бедер и отдача от ударной ноги оказывают огромное давление на опорную ногу.
Для исследования применён метод видео записи. Выполнение упражнения непрерывно фиксируется посредством камеры Nikon P7100 (48-50 кадров в секунду при разрешении 1280*720). Каждый испытуемый фиксируется на фоне координатной сетки для возможности последующей обработки параметров фазового состава движения у испытуемых в различных отрезках времени. Так как удар с разворота включает в себя вращение вокруг всех трех ортогональных осей, был использован трехмерный подход. Процесс воссоздания трехмерного объекта из двумерных изображений называется фотограмметрическая реконструкция (Ладена, 1995). Она включает в себя объединения информации, поступающей в проекции каждой точки интересующего объекта на двух (или более) камер. В исследовании представлены видеокамеры Panasonic, установленные на штативах (модель WV-CL350/A, Matsushita Communication Industrial Co. Ltd., Япония), работающие на 50 полей в
Рис. 2. Удар маваши-гери (круговой удар)
секунду с выдержкой 2 мс. Камеры были заблокированы, так что выборка одной камеры (ведомой) была синхронизирована с другой (основная). Синхронизация блока - это, по сути, новая технология наибольшей производительности, используется видеосигнал ведущей камеры в качестве источника принудительной синхронизации и позволяет ведомой камере синхронизироваться с этим сигналом. Камеры были расположены по диагонали спереди и позади объекта соответственно на той же стороне, где находится ударяющая нога, давая примерно на 90 ° между их соответствующими оптическими линиями и наклонена вниз, чтобы получить изображение предмета как можно больше с гарантией, что все интересующие точки оставались полностью в поле зрения на протяжении всего движения. Освещение экспериментального пространства осуществлялась из-за камер, чтобы обеспечить контраст (рис. 3). Частота дискретизации 50 Гц для настоящего исследования была подтверждена экспериментальным исследованием на фоне измерительной сетки.
Рис. 3. Схема сбора данных при настройке видеозаписи (вид сверху)
Технология наивысшей производительности (съемка с трех точек, расположенными в известных местах, не в одной плоскости), была использована для калибровки движения в пространстве. Рама заполнена приблизительно тем же объемом пространства, который понадобиться при ударе с разворота, и точки измерения времени имеют погрешности в пределах 5 мс. Перед каждой сессией тестирования калибровки кадров были сделаны в движении пространства таким образом, что все точки были видны с трёх камер, а затем записывались в течение короткого периода. Следили за тем, чтобы в любом случае не изменялись позиции камер после того, как были записаны калибровочные кадры. Частота дискретизации равная 50 Гц означает, что время между каждым кадром составляет 5 мс. Следовательно, продолжительность воздействия рассчитывали не считая количество кадров с самого начала и до конца удара. Точки на калибровочном фоне были оцифрованы для трёх камер.
После того, как точки калибровки из трех камер были оцифрованы, были определены и сохранены параметры. Точность калибровки движения в пространстве была проверена путем проверки разницы между вычисленными и известными трехмерными положениями точек калибровки. Чтобы свести к минимуму влияние оцифровки и других случайных ошибок, измерения (х, у, г) каждой оцифрованной точки была сглажена использованием низкочастотным цифровым фильтром. Этот метод вычисляет оптимальную частоту среза (БС) непосредственно с частотой дискретизации (Бб), в соответствии с формулой:
Способ трёхмерного измерения является подходящим и удобным по целому ряду причин. Во-первых, требуется три не метрические камеры (где внутренние параметры камеры не были известны ранее). Во-вторых, ориентация отсчета изображения по отношению к эталонному объекту кадра, где расстояние от камеры до объекта не должно быть известно. В-третьих, этот метод является чрезвычайно гибким, так как камеры могут быть расположены практически в любом месте, при условии, что объект, представляющий интерес, находится в поле зрения трёх камер.
Наконец, способность нахождения точки в пространстве методом трёхмерного пространства, как было показано ранее, для удовлетворения требований к точности, связанных с человеческими движениями (Шапиро, 1978, Попов Г.И., 1980). При исследовании точности восстановления БЬТ, было обнаружено, что ошибка может составлять до 6-7 мм для полученных трехмерных координат в пределах калибровочного пространства.
Полученные видеоматериалы прошли сравнение относительно друг друга на предмет установления сходств и различий в составе движений, а также на предмет изменения параметров движений одного испытуемого во времени. По результатам снятых параметров движений и их относительных и абсолютных отклонений построены графики, представленные ниже.
Исследование. Импульс, длительность воздействия и трехмерная кинематика, как это определено в модели, были записаны для максимальных ударов ногами, выполняемыми шестнадцатью спортсменами по боксерскому мешку. Средняя сила удара была равна 292±54 К, средняя линейная скорость ноги, непосредственно перед ударом, была около 13,4±1,6 м/с. Принцип суммирования скорости является уместным в технике удара с разворота в каратэ. Значительные положительные корреляции Пирсона совместно с силой удара были вычислены для импульса, массы тела, линейной скорости ноги и лодыжки,
непосредственно перед ударом, изменения угловой скорости в колене во время 2 фазы и длины бедра. Создание высокой линейной скорости движения ноги является самым верным способом создания мощного по силе удара.
Высокоскоростной видео анализ на сегодняшний день является самым распространенным методом исследований, учитывая точность сбора и анализа данных, по-видимому, является самым надежным и полноценным методом кинематических и кинетических анализов. Опубликованные результаты исследований в этой области началась с основных кинематографических анализов и моделей физики техник каратэ (Блум, 1977; Фельд и др., 1979). С этого времени, большинство биомеханических исследований боевых искусств рассматривали прямой удар ногой с использованием двумерного видео анализа (Парк, 1989; Беро и Гаэри, 1995; Соренсон, 1996). Был описан характер кинематики ударяющей ноги во время выполнения переднего удара, и была обнаружена наивысшая линейная скорость стопы в диапазоне 12-14 м/с. Проксимо-дистальный рисунок кинематики переднего удара привел к исследованию взаимодействия между сегментами ударяющей ноги (Соренсон, 1996). Серина и Лью (1991) взяли высокоскоростные видео записи с верхней и боковой камер, чтобы проанализировать потенциальные травмы от кругового удара и других ударов, был проанализирован период непосредственно перед ударом, и наивысшая линейная скорость движения стопы, которая составила около 16 м/с для кругового удара. Трехмерную видеосъемку использовал Sidthilaw (1997) для исследования кинематики удара с разворота в тайском боксе, который несколько похож на удар наотмашь (с разворота) из каратэ. Данные были собраны по линейной скорости лодыжки и колена, и угловой скорости в колене и бедре ударяющей ноги в вверху перед ударом наивысшая угловая скорость в бедре предшествует наивысшей угловой скорости в колене у каждого субъекта. Также, с помощью синхронизированных электронных ламп, была измерена линейная скорость ноги непосредственно перед ударом во время исполнения кругового удара (Конкель и др., 1988). В исследованиях испытуемыми были лучшие спортсмены, и были найдены окончательные линейные скорости, равные 14-16 м/с. Соренсон (1996) считал, что: «для того, чтобы оценить вклад различных совместных угловых или линейных скоростей по итогам (конечная скорость) определенного движения, необходимо изучить временной ход всего движения». Это не было сделано исследователями ранее, возможно, из-за дополнительной работы, связанной с оцифровкой и анализом.
Для того чтобы биомеханически проанализировать движения человека, изучаемый объект часто представлен в виде упрощенной механической модели (Эндрюс, 1995). Эта модель должна представлять
тело как можно более точно, с учетом ограничений, налагаемых экспериментатором. Система интересов в данном исследовании находилась на нижних конечностях, которые были использованы при выполнении удара с разворота по боксерскому мешку. В целях данного анализа, была смоделирована система правой ноги в виде трех жестких, связанных звеньев, как показано на (рис. 4).
Голеностопный Тазобедренный
сустав сустав
Рис. 4. Вид сверху на ударяющую ногу
Бедро и стопа была определена как прямая линия от третьего соединения к центру вращения голеностопного сустава. Центр вращения голеностопного сустава был представлен серединой линии, соединяющей медиальные и латеральные лодыжки. Голеностопный сустав был смоделирован как шарнирное соединение с одной вращательной степенью свободы и угол в голеностопном суставе был определен как внутренний угол между стопой и голенью. Средний сегмент или голень был определен как прямая, соединяющая центры вращения голеностопного сустава и коленного сустава. Коленный сустав был смоделирован как шарнирное соединение с одной вращательной степенью свободы, с центром вращения, находящимся в середине линии между медиальной и латеральной эпикондилиты. Угол в коленном суставе был определен как внутренний угол между голенью и бедром.
Наиболее проксимальный сегмент в системе или бедро был определен как прямая линия, соединяющая центры вращения коленного и тазобедренного суставов [3]. Тазобедренный сустав был смоделирован как шаровое шарнирное соединение с тремя вращательными степенями свободы, и центр вращения правого тазобедренного сустава был представлен точкой, лежащей одной четвертой расстояния вдоль линии, соединяющей правый большой вертел с левым большим вертелом. Из-за более сложной трехмерной природы тазобедренного сустава, угол был разделен на две составляющие, которые наиболее удобны для анализа. Одним из компонентов угла в тазобедренном суставе был прилежащий угол, который с горизонтальной плоскостью создавал бедренный сегмент, который будет упоминаться как угол места. Вторым компонентом угла в тазобедренном суставе является угол, который создал проекцию бедра на горизонтальной плоскости с помощью оси У (смотри раздел определения
опорного кадра ниже), который будет упоминаться как горизонтальный угол вращения.
Все кинематические переменные и внешние силы, действующие на систему, выраженные по отношению к правой инерциальной системе отсчета (упоминается как глобальная система отсчета), представлены схематически на (рис. 5).
Рис. 5. Диаграмма отношений начала координат и координатной оси
к испытываемой установки
Начало координат, отмеченное точкой О, соответствует дальнем углу силовой платформы. Положительная ось X идет по краю силовой платформы по направлению к мешку, положительная ось У направлена вертикально от пола, и положительная ось Ъ идет по направлению к другому краю силовой платформы слева направо, если смотреть на мешок.
Детерминированная модель (Хей & Рейд, 1982) - была разработана для того чтобы определить важные факторы, влияющие на ударную силу удара с разворота. Для целей данного исследования, сила удара берется в качестве меры средней силы удара ноги по мешку в течение периода контакта. Средняя сила воздействия (Б) удара с разворота может полностью определяться: а) результирующим линейным импульсом, достигнутым ударом подъёмом стопы по мешку (ударный импульс); б) длительностью воздействия (Т). Все это основано на уравнении, ударный импульс = которое может быть перестроено, чтобы дать другое уравнение:
Влияние между стопой и мешком считают «прямым воздействием». Это означает, что до столкновения стопа движется по линии под прямым углом к поверхности мешка (Хей, 1993). Таким образом, интерес представляет только составляющая скорости перпендикулярная к
Детерминированная модель
Б = ударный импульсЛ
перемещениям по направлению к поверхности мешка, так в данном эксперименте скалярный термин «скорость» можно заменить термином «вектор скорости». Две скорости, указанные в модели ниже, вычислены в момент непосредственно перед ударом.
Для данного эксперимента значение внешнего импульса будет равно нулю. Поскольку мешок может свободно качаться вокруг своего крепления, а продолжительность воздействия достаточно короткое (обычно около 100 мс), импульс, оказываемый этим источником можно считать незначительным. Масса, скорость непосредственно перед ударом, и коэффициент восстановления мешка были приняты постоянным в течение всего эксперимента, поэтому они будут исключены из дальнейшего анализа. Масса стопы будет представлена массой тела, так как предполагается, что они пропорционально одинаковы для всех субъектов. Угловая скорость в бедре является скоростью изменения угла в тазобедренном суставе непосредственно перед ударом, и также суммированы в течение двух фаз.
Чтобы, каким-то образом, определить взаимосвязь кинематических характеристик, мы сделали попытку проанализировать силовой компонент различных сегментов мышечных групп у спортсменов. В таблице приведены показатели силы различных мышечных групп, полученных при обследовании спортсменов.
Средние значения изометрической силы рабочих мышц спортсменов экспериментальной и контрольной групп
Показатель, кг Возраст, лет
18 17 16 15 14
муж. жен. муж. жен. муж. жен. муж. жен. муж. жен.
Сила кисти (±16 %)* 55,9 37,5 59,9 38,5 58,8 38,0 55,6 35,6 51,6 32,7
Сила разг. туловища (±16 %) 81,6 56,6 87,4 58,3 90,7 59,2 89,8 57,7 85,7 49,1
Сила сгиб. туловища (± 17%) 60,6 40,9 64,2 42,2 66,7 42,4 66,0 41,5 63,0 33,6
Сила разг. ног сидя (± 18,5%) 295 214 310 225 312 212 296 197 263 162
Заключение.
Ударная сила была рассчитана путем деления импульса силы на длительность воздействия определенной видеозаписи. Были рассчитаны корреляции каждой из кинематических величин с силой удара. а = 0,05 -уровень вероятности был выбран в качестве индикатора статистической
значимости коэффициентов корреляции. Для кинематических переменных было выбрано одностороннее распределение, так как из-за предыдущих исследований, ожидалась положительная корреляция. Поэтому требовался коэффициент корреляции Пирсона Продукт-Момент г> 0,44 (п = 15, DF = 13), чтобы показать корреляцию значительно большую, чем ноль. Для расчета коэффициентов корреляции импульса и длительности воздействия, был выбран двусторонний тест, так как была уверенность в том, что положительная или отрицательная соотношение корреляций очевидно. Таким образом, для значимости требовалось г> 0,51.
Из предыдущих исследований ожидалось, что некоторые коэффициенты корреляции могут быть больше или равны 0,60. Для односторонних исследований, такой результат будет иметь силу в 81 %, а для двустороннего теста он будет равен 70 %.
Список литературы
1. Накаяма М. Лучшее каратэ. В 11-ти т. Т. 3. Кумитэ 1. М.: Ладомир, АСТ, 1998.
2. Накаяма М. Лучшее каратэ. В 11-ти т. Т. 3. Кумитэ 2. М.: Ладомир, АСТ, 1998.
3. Попов Г.И. Биомеханика. М.: Изд. «Академия», 2009. 253 с.
4. Хитров В. Д. Биодинамические методы для управления движениями человека. Тула: Изд. ТулГУ, 2014. 238 с.
Чепурнов Олег Владиславович, магистрант, 2609oleg@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Хитров Владимир Дмитриевич, канд. пед. наук, проф., Vladimir Khitrov@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
EXPERIMENTAL JUSTIFICATION OF ROUNDHOUSE KICK'S TECHNICAL ACTS
IN KARATE
O.V. Chepurnov, V.D. Khitrov
Issues of research of karate striking techniques within three planar dimensions are examined as a part of provided experimental material and also technical and dynamic characteristics of strikes, which allow sportsmen and couches to focus on forming of accented components of movements at stages of competitive and training activities are defined.
Key words: karate, experimental researches, circular kick.
Chepurnov Oleg Vladislavovich, undergraduate, 2609 oleg@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Hitrov Vladimir Dmitreevich, candidate of pedagogical Sciences, professor, Vladimir Khitrov@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
