CC BY
30ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКИ ПРЕОДОЛЕНИЯ ПРЕПЯТСТВИЙ В ВИДЕ ВЫПУКЛЫХ СФЕР «BIG, SMALLTRIPLE И SMALLDОUBLE» ПРЫЖКОМ В ГОНОЧНЫХ ДИСЦИПЛИНАХ ВЕЛОСПОРТА BMX С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ
УДК/UDC 796.61
Информация для связи с автором: [email protected]
Поступила в редакцию 30.01.2015 г.
Кандидат педагогических наук, профессор М.М. Ковылин1
Ю.И. Недоцук1
В.И. Недоцук2
А.Ю. Казаков1
Г.А. Худорожко1
Соискатель Н.А. Бекинеев1
1 Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодёжи и туризма (ГЦОЛИФК), Москва
2 МКОУ «Новоольшанская средняя школа» Нижнедевицкого района Воронежской области
FEATURES OF TECHNIQUE OF OVERCOMING OBSTACLES IN THE FORM OF «BIG, SMALLTRIPLE AND SMALLDOUBLE" CONVEX SPHERES HOPPING IN BMX RACING DISCIPLINES IN TERMS OF THEORETICAL MECHANICS
Ph.D., Professor M.M. Kovylin1 Yu.I. Nedotsuk1 V.I. Nedotsuk2 A.Yu. Kazakov1 G.A. Khudorozhko1 Applicant N.A. Bekineev1
1 Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism (GTsOLIFK), Moscow
2 MSOEI «Novo-Olshansk secondary school", Nizhnedevitsk district, Voronezh region
Аннотация
Статья посвящена одной из актуальных проблем велосипедного спорта - обоснованию, с точки зрения физики, необходимости и эффективности выполнения отдельных движений или целостных двигательных актов (приёмов), входящих в технический арсенал велосипедистов новых, сложнокоординационных, видов велоспорта ВМХ и МТБ. В статье впервые в теории и методике велосипедного спорта рассматривается целесообразность выполнения отдельных двигательных элементов, входящих в структуру целостного двигательного действия в аспекте теоретической механики. В ходе исследования было введено новое понятие - «подседа-ние», более точно отражающее смысл двигательного акта, позволяющего велосипедисту сохранить скорость и избирательно влиять на момент его отрыва от препятствия, что является решающим фактором для повышения спортивного результата. Зарубежные и российские специалисты на интуитивном уровне осознают положительный эффект «подседания», но, не понимая его сути, применяют термины «сгладить» или «проглотить» отрыв при езде в гоночном стиле.
Отсутствие научных работ в данной области, несомненно, является пробелом в теории и методике велосипедного спорта и отрицательно сказывается на качестве подготовки спортсменов, специализирующихся в сложнокоординационных дисциплинах велоспорта и, таким образом, существенно сдерживает его развитие.
Данная работа имеет большое значение в понимании сути двигательных действий, повышения эффективности техники соревновательных упражнений велосипедистов. Результаты исследований могут быть использованы
Annotation
The paper is dedicated to one of the pressing problems of cycling - the justification, from the point of view of physics, of the need for and effectiveness of individual movements or integral motor acts (techniques), the new, comprehensive coordination, cycling types of BMX and MTB, included in the range of cycling techniques. For the first time in the theory and methodology of cycling the appropriateness of performance of individual motor elements within the structure of an integral motor action is considered in the paper in terms of theoretical mechanics. A new concept - «half-seating», that reflects more accurately the meaning of the motor act, that helps the rider maintain speed and selectively affect the moment of his lifting from the obstacle, which is crucial for improvement of athletic performance, was introduced in the study. Domestic and foreign experts intuitively realize the positive effect of «half-seating», but without understanding its essence, use the terms «smooth» or «devour» the gap while riding in the racing style.
The lack of rsearch in this area is undoubtedly a gap in the theory and methodology of cycling, which adversely affects the quality of training of athletes specializing in comprehensive coordination disciplines of cycling and thus significantly hinders its development.
This work is especially important for understanding of the essence of motor actions, improvement of the efficiency of technique of competitive exercises of cyclists.
The research results can be used for learning and improving the technique of overcoming obstacles in cycling-BMX. The demand for this work is undoubted, since the predicted performance of a person in a changing environment, his
при обучении и совершенствовании техники преодоления препятствий в велоспорте-ВМХ. Востребованность данной работы не вызывает сомнения, поскольку прогнозируемая работоспособность человека, находящегося в меняющейся обстановке, его правильное реагирование на возникающие в ходе соревнований ситуации, точность выполнения различных движений - очень важная и необходимая составная часть профессиональной характеристики спортсмена.
На данном этапе развития техники ВМХ велоспорта можно ожидать прорыва только путём освоения более сложных технических элементов. Так неоднократно происходило и в других видах спорта. К примеру, техника прыжка в высоту «фосбери-флоп» теоретически была обоснована за 30 лет до того момента, как спортсмены впервые смогли её осуществить на практике.
Ключевые слова: биомеханика, теоретическая физика, ускорение, техника велоспорта, велоспорт, «bigdouble», «smalltriple», гонка-«классик» (ВМХ-
proper response to situations emerging during the competition, accuracy of performance of various movements are a very important and necessary part of the professional characteristics of an athlete.
At this stage of technological development of BMX cycling breakthrough can be expected only in case of development of more complex technical elements. It also often happened so in other sports. For example, the high jump technique «Fosbury Flop» had been theoretically proved 30 years before the athletes were able to implement it in practice for the first time.
Keywords: biomechanics, theoretical physics, acceleration, cycling technique, cycling, «bigdouble», «smalltriple», «classic» race (BMX-racing).
Введение. В настоящее время в теории и методике велосипедного спорта сложилась ситуация, в которой подавляющее большинство научно-исследовательских работ, посвященных проблемам технической подготовки велосипедистов, освещают вопросы исключительно «классических» видов велосипедного спорта: велоспорта-трек и велоспорта-шоссе, в то время как относительно молодые, но интенсивно развивающиеся виды (велоспорт-МТБ и велоспорт-BMX) остаются практически не затронутыми вниманием исследователей.
Дефицит теоретических и практических исследований по проблемам технической подготовки велосипедистов сложно-координационных дисциплин велоспорта существенно снижает качество их подготовки. Существующие на сегодняшний день подходы к изучению данной проблемы как в России, так и за рубежом, как правило, носят лишь описательный или констатирующий характер. До сих пор отсутствуют даже попытки теоретического обобщения результатов эмпирических исследований, что не позволяет создать целостную научно обоснованную концепцию технической подготовки велосипедистов. Данный факт особо подчеркивает необходимость проведения научных исследований в области техники велосипедного спорта.
Цель исследования - теоретически обосновать в аспекте механики целесообразность двигательного акта «подседа-ние», выполняемого велосипедистом при преодолении препятствий прыжком «big и smalldouble, triple», применительно к дисциплинам велоспорта BMX-racing.
Методика и организация исследования. Исследование проводилось на крытом велодроме BMX г Саранска и на открытом велодроме BMX СДЮСШОР «Нагорная» (г. Москва) с февраля по ноябрь 2014 г. В процессе экспериментальной работы применялись такие методы исследования: анализ, наблюдение, дедукция, аксиоматика.
Результаты исследования и их обсуждение. С помощью гипотетико-дедуктивного метода мы объединили в одну систему все знания, имеющиеся в смежных науках, непосредственно относящиеся к технике преодоления препятствий прыжком, и установили между ними логическую связь.
Дальнейший шаг по пути систематизации и раскрытия логической структуры научного знания, заключавшийся в применении аксиоматического метода, позволил логическим путём, на основе физических и математических формул посредством доказательств сделать необходимые выводы.
На основе результатов видеоанализа выявлен технический элемент «подседание», существенно влияющий на спортивный результат спортсменов ВМХ-спорта по преодолению препятствия в виде выпуклых сфер (бугров), называемых в ВМХ-racing «big и smalldouble», «big и smalltriple». Как видно на рис. 1, преодолевая данные препятствия, велосипедист не только не отталкивается от опоры, а наоборот, максимально сгибает ноги в коленных суставах и низко опускает туловище к раме велосипеда (фрагменты 1, 2, 3).
Данное действие на первый взгляд выглядит нелогичным и поэтому требует научного объяснения. Понять смысл этих действий позволила теоретическая механика. Рассмотрим профиль одного из вышеперечисленных препятствий «двойное» (double) (рис. 2).
Рис. 1. На снимке представлен велосипедист, преодолевающий «двойное» (double) препятствие в дисциплине велоспорта BMX-rac-ing. Стрелками отмечены фрагменты фазы технического действия «подседание»
Рис. 2. Профиль препятствия - КМВСи, где: ХК - горизонтальный участок, КМ - подъем по дуге радиусом 01К=01М, МВ - прямолинейный участок под углом V, ВС - подъем по дуге радиусом 02В=02С, Си - горизонтальный участок, НШЙ1Р - траектория движения центра масс (ЦМ) системы «велосипед-велосипедист» без «подседания», где: НШ, 1Р - горизонтальные участки, Ш - дуга радиусом О1Ш=О1Т, Й1 - дуга радиусом Й02=Ю2, ИЫ - желательная траектория ЦМ системы «велосипед-велосипедист» при «подседании», О3F - новый радиус траектории (дуги FLN) центра масс системы «велосипед-велосипедист» при «подседании». 1 - высота препятствия, д - ускорение свободного падения, ац - центростремительное ускорение ЦМ системы «велосипед-велосипедист» в точке Я
По мере продвижения велосипедиста вверх по склону часть его кинетической энергии переходит в потенциальную, следовательно, теряется скорость. Для преодоления препятствия прыжком, где нужна фаза полёта, велосипедисту необходимо иметь определённый запас кинетической энергии, без которого невозможно его осуществить. Из закона сохранения механической энергии, согласно которому полная механическая энергия тел, составляющих замкнутую систему, остаётся неизменной, если действуют силы тяготения и упругости, т.е. mv2
E п.э. = -у- + mgh = const, (1)
где Е п.э. - полная энергия, m - масса тела, v - его скорость, g - ускорение свободного падения, h - высота ЦМ над землёй, следует, что велосипедист, «подседая», уменьшает высоту центра масс системы «велосипед-велосипедист», что приводит к уменьшению потенциальной энергии и сохранению на эту величину кинетической энергии и соответственно скорости.
Вычислим «сохранённую скорость» при «подседании».
Из формулы ЕсохР. = тд^од, = следует, что i/сохр = (2)
где Лподс - высота «подседания», которая обычно равна 0,6 м.
Подставляя в формулу (2) числовые данные, получаем усохр.= X 10 X 0,6 = 3,4 м/с.. Таким образом, прирост скорости за счёт «подседания» составит 3,4 м/с.
Техническое действие «подседание» не только сохраняет кинетическую энергию системы «велосипед-велосипедист», но и влияет на момент и соответственно угол отрыва велосипедиста от препятствия. Это происходит, потому что при «подседании» ЦМ системы «велосипед-велосипедист» движется по дуге LFN, радиус которой 03F значительно больше R02, что видно из рис. 2. Это приводит к уменьшению центростре-
D2
мительного ускорения, так как ац = -у, и, следовательно, позволяет двигаться без отрыва с большей скоростью, задерживая момент отрыва от препятствия, что дает возможность велосипедисту подняться выше по дуге NL, уменьшая при этом угол отрыва .
Рассчитаем угол отрыва (угол ф) велосипедиста от выпуклого препятствия.
По законам физики отрыв тела при движении по выпуклой поверхности происходит при равенстве центростремительного ускорения проекции ускорения свободного падения g на радиус дуги, по которой следующую формулу:
(3)
Из неё получим формулу расчета скорости отрыва велосипедиста от препятствия в зависимости от радиуса траектории
ЦМ и угла отрыва: .___
v = V grSin(p (4)
Выводы
1. Комплексом факторов, относящихся к компоненту технического мастерства и существенно влияющих на время, затрачиваемое велосипедистом на преодоление препятствия «big и smalldouble», «big и smalltriple», являются:
- «подседание» - сгибание велосипедистом ног в коленных суставах с целью избирательного воздействия на момент и угол его отрыва от препятствия;
- принятие велосипедистом, находящимся в безопорной фазе, аэродинамической позы для уменьшения лобового сопротивления воздуха, который существенно снижает его скорость;
- «манипуляция» велосипедом - технический элемент, выполняемый велосипедистом для преодоления препятствия по более пологой траектории полёта и уменьшения времени его нахождения в безопорной фазе.
2. Исходя из законов механики, на основе логики теоретически был обоснован физический смысл техниче-
SIN ф= ^
ского действия («подседания»), дающий велосипедисту возможность избирательно регулировать центробежную силу, от которой зависят момент и место его отрыва от выпуклой поверхности препятствия. Велосипедист сохраняет ту часть кинетической энергии, которая не затрачивается дополнительно на работу по перемещению ЦM на высоту «подседания», что сохраняет скорость, увеличивает радиус траектории, соответственно сокращает дистанцию и время преодоления препятствия.
3. На основе физико-математических выводов возможно спрогнозировать дальнейший ход совершенствования техники преодоления препятствия «большое двойное» (double). Теоретически оптимальным вариантом для преодоления данного препятствия является такое положение системы «велосипед-велосипедист», при котором ЦM не поднимается выше преодолеваемого препятствия. При этом данная система не получает дополнительного вертикального воздействия, соответственно скорость остаётся только горизонтальной. К сожалению, такой вариант практически неосуществим, поэтому велосипедисту необходимо стремиться к таким движениям и позам, которые бы максимально приблизили его центр масс к опоре, т.е. к земле, а в момент прохождения наивысшей точки препятствия (double) применить велоакробатическую фигуру «тайблтоп», поза которой максимально соответствует вышеперечисленным требованиям. Представленный нами теоретический прогноз развития техники преодоления препятствия «большое двойное» (double) не является бесспорным и требует дальнейших исследований.
Использованная литература
1. Aрхипов E.M. Велосипедный спорт / E.M. Aрхипов и др. - M.: Физкультура и спорт, 1967. - 45-47 с.
2. Бернштейн H.A. Очерки по физиологии движений и физиологии активности / H.A. Бернштейн. - M.: Mедицина, 1966. - 349 с.
3. Боген M.M. Обучение двигательным действиям / M.M. Боген. - M.: Физкультура и спорт, 1985. - 182 c.
4. Вайн A.A. Явление передачи механического напряжения в скелетной мышце / A.A. Вайн. - Тарту: ТГУ, 1990. - 34 с.
5. Донской Д.Д. Биомеханика с основами спортивной техники / Д.Д. Донской. - M.: Физкультура и спорт, 1971. - 206 с.
6. Ковылин M.M. Классификация велосипедов в теории велосипедного спорта / M.M. Ковылин, В.И. Столяров, Ю.И. Hедоцук, // Теория и практика физ. культуры. - 2013. - № 6. - С. 80-81.
7. Ковылин M.M. Классификация велосипедов в теории велосипедного спорта / M.M. Ковылин, В.И. Столяров, Ю.И. Hедоцук // Теория и практика физ. культуры. - 2013. - № 7. - С. 19-22.
8. Коренберг В.Б. Основы качественного биомеханического анализа / В.Б. Коренберг. - M.: Физкультура и спорт, 1979. - 208 с.
References
1. Arkhipov, E.M. Velosipedny sport (Cycling) / Arkhipov E.M. et al. -Moscow: Fizkul'tura i sport, 1967. - 45-47 P.
2. Bernstein, N.A. Ocherkipo fiziologii dvizheniy i fiziologii aktivnosti (Essays on physiology of movement and activity) / N.A. Bernstein.
- Moscow: Meditsina, 1966. - 349 P.
3. Bogen, M.M. Obuchenie dvigatel'nym deystviyam (Teaching motor actions) / M.M. Bogen. - Moscow: Fizkul'tura i sport, 1985.
- 182 P.
4. Vein, A.A. Yavlenie peredachi mekhanicheskogo napryazheniya v skeletnoy myshtse (The phenomenon of stress transfer in skeletal muscle) / A.A. Vein. - Tartu: TGU, 1990. - 34 P.
5. Donskoy, D.D. Biomekhanika s osnovami sportivnoy tekhniki (Biomechanics with the basics of sports technique) / D.D. Donskoy. - Moscow: Fizkul'tura i sport, 1971. - 206 P.
6. Kovylin, M.M. Klassifikatsiya velosipedov v teorii velosipednogo sporta (Classification of bicycles in cycling theory) / M.M. Kovylin, V.I. Stolyarov, Yu.I. Nedotsuk // Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. - 2013. - № 6. - P. 80-81.
7. Kovylin, M.M. Klassifikatsiya velosipedov v teorii velosipednogo sporta / M.M. Kovylin, V.I. Stolyarov, Yu.I. Nedotsuk // Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. - 2013. - № 7. - P. 19-22.
8. Korenberg, V.B. Osnovy kachestvennogo biomekhanicheskogo analiza (Basics of qualitative biomechanical analysis) /V.B. Korenberg. - Moscow: Fizkul'tura i sport, 1979. - 208 P.
