Человек является самодвижущейся системой, поскольку первопричиной его движений служат внутренние силы, создаваемые мышцами и приложенные к подвижным звеньям тела. К внутренним относятся и силы инерции, приложенные к центрам масс разгоняемых и тормозимых звеньев тела («фиктивные» силы инерции) или к другим звеньям тела либо к внешним предметам («реальные» силы инерции). (Рис.4.1) Сила инерции (Fин) равна произведению массы всего тела или отдельного звена на его ускорение и направлена в сторону, противоположную ускорению. Поэтому сила инерции замедляет и разгон, и торможение.

Наряду с внутренними на человека действуют внешние силы. При беге к ним относятся: сила тяжести, сила сопротивления воздуха.

Сила тяжести (гравитационная сила) приложена к центру масс и равна произведению массы тела на ускорение земного тяготения:

G = mg ( g= 9,8 м/с² ).

Например, при массе тела 50 кг сила тяжести близка к 500 Н.

Сила лобового сопротивления воздуха приложена к центру поверхности тела. Она увеличивается пропорционально квадрату скорости. Например, при скорости 9 м/с сила лобового сопротивления воздуха в 4 раза больше, чем при скорости 4,5 м/с, и в 9 раз больше, чем при скорости 3 м/с. Расчеты показывают, что при скорости бега 8 м/с ее величина достигает 20 Н.

Сила реакции опоры не является движущей силой. Но ее измеряют и изображают графически (Рис.5.1), для того чтобы определить результат совместного действия всех сил (и внутренних, и внешних). Отталкиваясь от опоры, человек воздействует на нее с силой отталкивания, которая состоит из двух компонентов: статического — веса (постоянного и равного силе тяжести) и динамического компонента. Динамический компонент может иметь место только при движениях, выполняемых с ускорением, когда все тело или отдельные звенья разгоняются или тормозятся.

В конечном итоге силы действия ног на опору отображают всю совокупность внутренних и внешних сил, действующих на тело человека. То же можно сказать и о силе реакции опоры, которая равна по величине силе действия на опору, но противоположно направлена. Как видно из Рис.5.1., сила действия на опору (а также и реакция опоры) имеет две составляющие: вертикальную и горизонтальную. Их величины изменяются во времени, о чем судят по динамограмме бега.

Горизонтальная составляющая динамограммы бега и ходьбы состоит из двух полуволн: отрицательной и положительной. Отрицательная полуволна

Рис.8

G-сила тяжести, Fин – сила инерции, Р - вес тела, Rст и Rдин – статический и динамический компоненты реакции опоры, Fв – сила сопротивления воздуха; 1) F – сила действия ноги на опору (как и сила реакции опоры) содержит две составляющие: вертикальную и горизонтальную, 2) если линия действия опорной реакции не проходит через общий центр масс тела, то возникает опрокидывающий момент. соответствует начальной фазе периода опоры, когда происходит неизбежное торможение. Ее следует по уменьшать, для чего непосредственно перед постановкой ноги на опору надо делать активное «загребающее» движение. В результате раньше начинается вторая положительная полуволна динамограммы, показывающая как изменяется во времени сила, продвигающая вперед бегуна. Ее величина у высококвалифицированных бегунов достигает 500 – 600 Н.

Значительно больше амплитуда вертикальной составляющей динамограммы. При беге она достигает у мастеров спорта 2800Н, а у новичков 1300Н.

На величину силы действия на опору влияют свойства дорожки и материал, из которого изготовлена обувь.

Мягкое покрытие дорожки и обувь с амортизаторами делают технику бега более соответствующей критерию комфортабельности. Тем самым уменьшается давление на суставы и межпозвоночные диски. Эти перегрузки вреднее, чем принято думать. И не случайно те, кто бегает трусцой по асфальту и в жесткой обуви, часто жалуются на боли в пояснице и суставах.

Вертикальная (сплошная линия) и горизонтальная (пунктир) составляющие силы действия на опору в спринтерском беге (по М. А. Каймин, В. В. Тюпе)

6. Задачи, средства, методы, методические указания для формирования и совершенствования умений и навыков в беге на 30 метров

Технику бега принято условно делить на следующие фазы: старт, стартовый разгон, бег по дистанции и финиширование.

Высокий старт

По команде: «На старт!» учащийся подходит к стартовой линии, ставит сильнейшую ногу носком к линии, не переступая ее, другую отставляет назад, упираясь носком в грунт.

Плечо и рука, разноименные выставленной вперед ноге, выносятся вперед, другая рука отведена назад.

По команде: «Внимание!» ученик сгибает обе ноги таким образом, чтобы вес тела распределялся в направлении впереди стоящей ноги (туловище наклонено вперед).

По команде: «Марш!» бегун отталкивается от грунта впереди стоящей ногой, маховая нога (сзади стоящая) активно выносится вперед от бедра, руки работают перекрестно.

Методическая последовательность обучения технике высокого старта

1. Старты во время ходьбы в наклоне, выполняемые по сигналу учителя или при подходе к определенной отметке.

2. Старты «падением» из положения стоя на двух ногах (на носках) и на одной (толчковой) ноге.

3. Старты «падением» из положения согнувшись вперед (в наклоне), руки опущены вниз или на коленях.

4. И.п. – стоя в широком шаге в наклоне вперед, сильнейшая (толчковая) нога впереди. Руки полусогнуты в локтевых суставах, одна впереди, другая, одноименная выставленной вперед ноге, отведена назад. Имитация активного выноса вперед сзади стоящей ноги от бедра в сочетании с перекрестной работой рук.

5. Высокий старт из положения стоя, выставив вперед сильнейшую (толчковую) ногу.

Старт с опорой на одну руку – разновидность высокого старта

Старт с опорой на одну руку – вариант высокого старта – применяется, кроме того, как упражнение, подводящее к низкому старту.

В отличие от высокого старта по команде: «На старт!», ноги здесь согнуты сильнее, вес тела больше переносится вперед. Рука, противоположная ноге, выставленной вперед, касается грунта, другая, согнутая в локте, отведена назад.

По команде: «Внимание!» тяжесть тела переносится на руку и толчковую ногу.

По команде: «Марш!» бегун производит отталкивание от грунта рукой и обеими ногами. Первые шаги следует делать с большим наклоном, постепенно уменьшая его.

Методическая последовательность обучения технике старта с опорой на одну руку

1. Принятие положения высокого старта с опорой на одну руку по команде: «На старт!».

2. Перенос тяжести тела вперед с опорой на одну руку и впереди стоящую ногу по команде: «Внимание!», вернуться в положение «На старт!».

3. Бег с высокого старта с опорой на одну руку без сигнала.

4. Бег с высокого старта с опорой на одну руку по сигналу учителя.

Стартовый разгон

Стартовым разгоном называют бег на начальном участке дистанции после старта, где спринтер развивает скорость, близкую к максимальной, и постепенно принимает характерное для бега по дистанции положение, чтобы обеспечить плавное увеличение длины шага и соответственно скорости бега. В начале стартового разгона бегун должен сохранять достаточный наклон тела вперед, но не чрезмерный (во избежание падения). Чем лучше у спринтера развиты скоростносиловые качества, тем в большем наклоне он сможет удержать туловище, чтобы обеспечить себе благоприятные условия для отталкивания.