Теоретические задания по физкультуре. Сохранение равновесия тела Способность тела совершать обороты без потери равновесия
78. Виды равновесия: угол устойчивости, условия сохранения равновесия тела.
В физических упражнениях человеку нередко необходимо сохранять неподвижное положение тела, например, исходные положения (стартовые), конечные положения (фиксирование штанги после ее поднятия), промежуточные (упор углом на кольцах). Во всех таких случаях тело человека как биомеханическая система находится в равновесии. В равновесии могут находиться и тела, связанные с сохраняющим положение человеком (например, штанга, партнер в акробатике). Чтобы сохранить положение тела, человек должен находиться в равновесии. Положение тела определяется его позой, его ориентацией и местоположением в пространстве, а также отношением к опоре. Следовательно, для сохранения положения тела человеку нужно фиксировать позу и не допускать, чтобы приложенные силы изменили позу и переместили его тело с данного места в каком-либо направлении или вызвали его поворот относительно опоры.
Силы уравновешиваемые при сохранении положения
К биомеханической системе приложены силы тяжести, опорной реакции, веса и мышечной тяги партнера или противника и другие, которые могут быть и возмущающими, и уравновешивающими силами в зависимости от положения звеньев тела относительно их опоры.
Во всех случаях, когда человек сохраняет положение, находится в равновесии изменяемая система тел (не абсолютно твердое тело или материальная точка).
В условиях занятий физическими упражнениями при сохранении положения к телу человека чаще всего приложены силы тяжести его тела и веса других тел, а также силы реакции опоры, препятствующие свободному падению. Без участия мышечных тяг сохраняются только пассивные положения (например, положения лежа на полу, на воде).
При активных положениях система взаимно подвижных тел (звеньев тела) благодаря напряжениям мышц как бы отвердевает, становится подобной единому твердому телу; мышцы человека своей статической работой обеспечивают сохранение и позы, и положения в пространстве. Значит, в активных положениях для сохранения равновесия к силам внешним добавляются внутренние силы мышечной тяги.
Все внешние силы делят на возмущающие (опрокидывающие, отклоняющие) , которые направлены на изменение положения тела, и уравновешивающие , которыми уравновешивается действие возмущающих сил. Силы мышечной тяги чаще всего служат силами уравновешивающими. Но в определенных условиях они могут быть и силами возмущающими, т. е. направленными на изменение и позы и расположения тела в пространстве.
Условия равновесия системы тел
Для равновесия тела человека (системы тел) необходимо, чтобы главный вектор и главный момент внешних сил были равны нулю, а все внутренние силы обеспечивали сохранение позы (формы системы).
Если главный вектор и главный момент равны нулю, тело не сдвинется и не повернется, его линейное и угловое ускорения равны нулю. Для системы тел эти условия также необходимы, но уже недостаточны. Равновесие тела человека как системы тел требует еще сохранения позы тела. Когда мышцы достаточно сильны и человек умеет использовать их силу, он удержится в очень трудном положении. А менее сильному человеку такой позы не удержать, хотя по расположению и величине внешних сил равновесие возможно. У разных людей существуют свои предельные позы, которые они еще в состоянии сохранять.
Виды равновесия твердого тела
Вид равновесия твердого тела определяется по действию силы тяжести в случае сколь угодно малого отклонения: а) безразличное равновесие - действие силы тяжести не изменяется; б) устойчивое - оно всегда возвращает тело в прежнее положение (возникает момент устойчивости); в) неустойчивое - действие силы тяжести всегда вызывает опрокидывание тела (возникает момент опрокидывания); г) ограниченно-устойчивое - до потенциального барьера положение тела восстанавливается (возникает момент устойчивости), после него тело опрокидывается (возникает момент опрокидывания).
В механике твердого тела различают три вида равновесия: безразличное, устойчивое и неустойчивое. Эти виды различаются по поведению тела, незначительно отклоняемого от уравновешенного положения. Когда тело человека полностью сохраняет позу («отвердение»), к нему применимы законы равновесия твердого тела.
Безразличное равновесие характерно тем, что при любых отклонениях сохраняется равновесие. Шар, цилиндр, круговой конус на горизонтальной плоскости (нижняя опора) можно повернуть как угодно, и они останутся в покое. Линия действия силы тяжести (G) в таком теле (линия тяжести) всегда проходит через точку опоры, совпадает с линией действия силы опорной реакции (R); они уравновешивают друг друга. В спортивной технике безразличного равновесия ни на суше, ни в воде практически не встречается.
Устойчивое равновесие характерно возвратом в прежнее положение при любом отклонении. Оно устойчиво при сколь угодно малом отклонении по двум причинам; а) центр тяжести тела поднимается выше (h), создается запас потенциальной энергии в поле земного тяготения; б) линия тяжести (G) не проходит через опору, появляется плечо силы тяжести (d) и возникает момент силы тяжести (момент устойчивости Муст = Gd), возвращающий тело (с уменьшением потенциальной энергии) в прежнее положение. Такое равновесие встречается у человека при верхней опоре. Например, гимнаст в висе на кольцах; рука, свободно висящая в плечевом суставе. Сила тяжести тела сама возвращает тело в прежнее положение.
Неустойчивое равновесие характерно тем, что сколь угодно малое отклонение вызывает еще большее отклонение и тело само в прежнее положение вернуться не может. Таково положение при нижней опоре, когда тело имеет точку или линию (ребро тела) опоры. При отклонении тела: а) центр тяжести опускается ниже (- h), убывает потенциальная энергия в поле земного тяготения; б) линия тяжести (G) с отклонением тела удаляется от точки опоры, увеличиваются плечо (d) и момент силы тяжести (момент опрокидывания Мопр. = Gd); он все дальше отклоняет тело от прежнего положения. Неустойчивое равновесие в природе практически почти не осуществимо.
В физических упражнениях чаще всего встречается еще один вид равновесия, когда имеется площадь опоры, расположенная внизу (нижняя опора). При незначительном отклонении тела центр его тяжести поднимается (+ h) и появляется момент устойчивости (Mуст = Gd). Налицо признаки устойчивого равновесия; момент силы тяжести тела вернет его в прежнее положение. Но это продолжается лишь при отклонении до определенных границ, пока линия тяжести не дойдет до края площади опоры. В этом положении уже возникают условия неустойчивого равновесия: при дальнейшем отклонении тело опрокидывается; при малейшем отклонении в обратную сторону - возвращается в прежнее положение. Границе площади опоры соответствует вершина «потенциального барьера» (максимум потенциальной энергии). В пределах между противоположными барьерами («потенциальная яма») во всех направлениях осуществляется ограниченно-устойчивое равновесие.
Устойчивость объекта характеризуется его способностью, противодействуя нарушению равновесия, сохранять положение. Различают статические показатели устойчивости как способность сопротивляться нарушению равновесия и динамические как способность восстановить равновесие.
Статическим показателем устойчивости твердого тела служит (в ограниченно-устойчивом равновесии) коэффициент устойчивости. Он равен отношению предельного момента устойчивости к моменту опрокидывающему. Когда коэффициент устойчивости покоящегося тела равен единице и больше нее, опрокидывания нет. Если же он меньше единицы, равновесие не может быть сохранено. Однако сопротивление только этих двух механических факторов (двух моментов сил) для системы тел, если она может изменять конфигурацию, не исчерпывает действительной картины. Следовательно, коэффициент устойчивости тела и зафиксированной системы тел характеризует статическую устойчивость как способность сопротивляться нарушению равновесия. У человека при определении устойчивости всегда надо еще учитывать активное противодействие мышечных тяг и готовность к сопротивлению.
Динамическим показателем устойчивости твердого тела служит угол устойчивости. Это угол, образованный линией действия силы тяжести и прямой, соединяющей центр тяжести с соответствующим краем площади опоры. Физический смысл угла устойчивости состоит в том, что он равен углу поворота, на который надо повернуть тело для начала его опрокидывания. Угол устойчивости показывает, в каких пределах еще восстанавливается равновесие. Он характеризует степень динамической устойчивости: если угол больше, то и устойчивость больше. Этот показатель удобен для сравнения степени устойчивости одного тела в разных направлениях (если площадь опоры не круг и линия силы тяжести не проходит через его центр).
Сумма двух углов устойчивости в одной плоскости рассматривается как угол равновесия в этой плоскости. Он характеризует запас устойчивости в данной плоскости, т. е. определяет размах перемещений центра тяжести до возможного опрокидывания в ту или другую сторону (например, у слаломиста при спуске на лыжах, гимнастки на бревне, борца в стойке).
В случае равновесия биомеханической системы для применения динамических показателей устойчивости нужно учесть существенные уточнения.
Во-первых, площадь эффективной опоры человека не всегда совпадает с поверхностью опоры. У человека, как и у твердого тела, поверхность опоры ограничена линиями, соединяющими крайние точки опоры (или внешние края нескольких площадей опоры). Но у человека часто граница площади эффективной опоры расположена внутри контура опоры, так как мягкие ткани (стопа босиком) или слабые звенья (концевые фаланги пальцев в стойке на руках на полу) не могут уравновесить нагрузку. Поэтому линия опрокидывания смещается кнутри от края опорной поверхности, площадь эффективной опоры меньше площади опорной поверхности.
Во-вторых, человек никогда не отклоняется всем телом относительно линии опрокидывания (как кубик), а перемещается относительно осей каких-либо суставов, не сохраняя полностью позы (например, при положении стоя -движения в голеностопных суставах).
В-третьих, при приближении к граничному положению нередко становится трудно сохранить позу и наступает не просто опрокидывание «отвердевшего тела» вокруг линии опрокидывания, а изменение позы с падением. Это существенно отличается от отклонения и опрокидывания твердого тела вокруг грани опрокидывания (кантование).
Таким образом, углы устойчивости в ограниченно-устойчивом равновесии характеризуют динамическую устойчивость как способность восстановить равновесие. При определении устойчивости тела человека необходимо также учитывать границы площади эффективной опоры, надежность сохранения позы до граничного положения тела и реальную линию опрокидывания.
Равновесие тела - состояние устойчивого положения тела в пространстве.
Во время стояния, т.е. при вертикальном положении тела, равнодействующая всех сил, направленных на общий центр тяжести (ОЦТ) тела, расположена на уровне второго крестцового позвонка и проецируется на центральный участок площади опоры (подошвы ног). Всякое изменение вертикального положения, вызванное движением головы, туловища или конечностей, приводит к смещению ОЦТ. Сохранение Р. т. в таких условиях достигается рефлекторным сокращением постуральных мышц, т.е. мышц, обеспечивающих сохранение позы.
С помощью специфических постуральных рефлексов осуществляются уравновешивание движущейся массы тела в условиях, когда ОЦТ переносится с одной ноги на другую, и движения при ходьбе и беге. Используя балансирующие движения, а также регулируя опорные усилия, человек способен сохранять равновесие в момент; когда центр тяжести его тела выходит за пределы площади опоры, как, например, у бегуна в момент старта. Биомеханическая особенность движений при ходьбе, беге, езде на велосипеде, хождении по канату заключается в том, что при их выполнении опорная поверхность подводится под проекцию центра тяжести.
Другую группу постуральных рефлексов составляют защитные движения, которые позволяют сохранять равновесие, когда на тело действуют горизонтальные или вращательные силы. Наклоны площади опоры сопровождаются компенсаторными изменениями позы, охватывающими все мышцы тела. В норме восстановление утерянного равновесия достигается с помощью автоматизированных выпрямительных рефлексов, участвующих в осуществлении сложных произвольных движений .
Сокращение антигравитационных мышц может быть вызвано афферентными импульсами,
идущими от тактильных рецепторов подошвы стопы, рецепторов сетчатки и вестибулярного аппарата. В положении стоя эти афферентные системы оказывают стабилизирующее влияние на колебания ОЦТ благодаря активации опорной мускулатуры по a - и g -эфферентным путям. Механизмы регуляции порога возбудимости проприоцепторов обеспечивают пластичное приспособление мускулатуры к различным двигательным актам. Зрительные и вестибулярные постуральные рефлексы играют особенно важную роль в формировании предвосхищающих моторных команд при ходьбе по неровной поверхности (подъем, спуск). В патологических случаях оптомоторные позные рефлексы компенсируют выпадение проприоцептивной афферентации, в нормальных условиях зрение опосредует взаимодействие систем постурального равновесия и ориентации в ближнем пространстве.Центральная регуляция Р. т., как предполагают, обеспечивается иерархически построенной функциональной системой, которая интегрирует разномодальную афферентацию, пользуясь обобщенными параметрами, к числу которых относится, по-видимому, положение тела в пространстве. Деятельность этой «следящей» системы, регистрирующей разницу между реальным и заданным положением, обусловливает текущую и опережающую регуляцию позных компонентов произвольных двигательных актов.
Афферентные пути постуральных рефлексов проходят через таламус, а эфферентные центры расположены в базальных ядрах, при поражении которых (например, при е) возникает выпадение постуральных рефлексов. Бульбарный и спинальный центры экстензорных (в т.ч. разгибательных) рефлексов испытывают в норме тормозящее центробежное влияние.
Поэтому при нарушении анатомической целостности пирамидных путей возникают спастическиеВ сохранении равновесия тела, а, следовательно, и величины его колебания большое значение имеет, как уже известно, деятельность вестибулярного аппарата, в рецепторах которого возникают нервные импульсы при изменении положения головы.
Следовательно, при изменении наклона головы и туловища возникает ряд рефлексов, направленных на восстановление исходного, нормального положения. Как только человек, даже не меняя положения туловища, наклонит голову, сразу же из вестибулярного аппарата начнут следовать импульсы, которые скажутся на изменении мышечного тонуса, т.е. напряжения определенных групп мышц.
Из этого можно сделать важный вывод о том, что тело стрелка при изготовке к стрельбе будет испытывать значительно меньший размах колебаний тогда, когда постановка головы будет нормальной, без наклона в ту или иную сторону. В этом случае порог различения наклона тела, «чувствительность» вестибулярного аппарата будет наибольшей.
Значение вестибулярного аппарата в обеспечении устойчивости того или иного положения для стрельбы очень велико. Чем больше развит и натренирован орган равновесия, тем лучше его взаимосвязь с работой скелетной мускулатуры, направленной на сохранение позы тела неизменной.
Рефлексы позы осуществляются при раздражении мышц и сухожилий шеи, а также рецепторов кожи в области шеи, получивших название шейно-сухожильных тонических рефлексов позы.
Из сказанного стрелок также должен сделать для себя соответствующий вывод: при изготовке для стрельбы не следует чрезмерно тянуться головой к прицелу, откидывать голову назад, плотно прижиматься щекой к прикладу винтовки, т.е. чрезмерно напрягать мышцы шеи и их сухожилия, чтобы не вызвать сильного раздражения рецепторов, расположенных в них, и в связи с этим возникновения потока импульсов, которые приведут к рефлекторному перераспределению тонуса скелетной мускулатуры и увеличению колебаний, покачивания тела.
Разучивание
В последнем звене - осваивании - процесс разучивания сливается с тренировкой - многократным повторением действия.
Принципиальное отличие разучивания от тренировки и состоит в том, что процесс разучивания требует полной сосредоточенности стрелка на выполняемых действиях, тогда как сформированный в процессе этой работы навык позволяет выполнять действие автоматизированно.
Подготовка спортсмена-стрелка и строится таким образом, чтобы поочередно довести элементы упражнения до степени навыка.
В ряде случаев нельзя выделить отдельные элементы для самостоятельной отработки, тогда приходится осваивать группу элементов, являющуюся узловой частью упражнения.
После того как все элементы упражнения будут разучены и освоены до такой степени, что смогут выполняться автаматизированно, начинается овладение упражнением в целом.
Быстрота и прочность формирования навыков, помимо личных способностей спортсмена, зависит от количества повторений и возбуждения центральной нервной системы при этом.
Навыки одного вида влияют на овладение навыками другого вида. В одних случаях при таком наложении навыков они мешают друг другу, а в других - способствуют.
Положительное влияние навыков происходит, когда новые действия имеют много общего с уже освоенными, отрицательное - тогда, когда требуется заменить ранее усвоенные приемы новыми. Например, стрелок по силуэтам, сформировавший навык сильного сжатия рукоятки оружия, приступив к тренировке в стрельбе из матчевого пистолета, совершит много ошибок из-за того, что сильное сжатие рукоятки будет мешать устойчивости мушки в прорези придела. Средством, предупреждающим такое противодействие навыков, станет четкое различие и противопоставление старого и нового способов, чтобы на каждый вид действия создавался самостоятельный стереотип.
Тесты. Входной контроль по ФК. 9 класс.
1. Укажите виды спорта, по которым соревнования проводятся только среди женщин.
а) Керлинг; б) Художественная гимнастика; в) Синхронное плавание; г) Бобслей.
2. Отличительным признаком физической культуры не является?
а) Знания, принципы, правила и методика использования упражнения; б) Виды гимнастики, спорта, игр, разновидности комплексов упражнений; в) Обеспечение безопасности жизнедеятельности; г) Положительные изменения в физическом состоянии человека.
3. Основным средством физического воспитания школьника является
а) Солнечная радиация; б) Личная гимнастика; в) Закаливание; г) Физические упражнения.
4. Какой раздел комплексной программы по физкультурному воспитанию для общеобразовательных школ не является типовой?
а) Уроки физической культуры; б) Внеклассная работа; в) Физкультурно-массовые и спортивные мероприятия; г) Содержание и организация педагогической практики.
5. Для оценки физического развития человека используются:
а) Показатели антропометрических измерений; б) Показатели уровня развития физических качеств; в) Показатели сформированности двигательных умений; г) Показатели функциональных систем.
6. Упражнения, направленные на воспитание координационных способностей рекомендуется выполнять ……
а) В подготовительной части урока; б) В начале основной части урока; в) В конце основной части урока; г) В заключительной части урока.
7. Возможности человека, обеспечивающие ему выполнение двигательных действий в минимальный для данных условий промежуток времени называется
а) Двигательной реакцией; б) Скоростными способностями; в) Скоростью одиночного движения; г) Скоростно- силовыми способностями.
8. Укажите виды спорта, по которым проводятся соревнования только среди мужчин.
а) Биатлон; б) Регби; в) Прыжки на лыжах с трамплина; г) Водное поло.
9. Укажите командные виды спорта(выделите все).
а) Триатлон; б) Баскетбол; в) Шахматы; г) Керлинг; д) Толкание ядра.
10. В спорте выделяют (выделите все):
а) Инвалидный спорт; б) Массовый спорт; в) Спорт высших достижений; г) Детский юношеский спорт.
11. Какие виды спорта (укажите все) включены в программу Летних Олимпийских игр 2016г. ?
а) Регби – 7; б) Совтбол; в) Гольф; г ) Каратэ .
12. Сохранение равновесия тела путем изменения положения его отдельных звеньев называется …
13. Выход мяча за пределы площадки или поля в спортивных играх называется…
14. Научная область, изучающая закономерности, методы и принципы формирования, сохранения, укрепление и восстановление здоровья человека называется …
15. Форма индивидуальной и регулирующей деятельности, направленной на обеспечение оптимальных условий для физического развития называется ….
Ответы:
1-б,в; 2-в, 3-г; 4-г; 5-а; 6-б, 7-б, 8-б,в; 9-б,г, 10-б,в, 11-а,в, 12-балансирование; 13-аут; 14-валеология; 15-самоконтроль.
