20:07 Создание начального вращения в прыжках стопорящимдействием конька о лед и закручиванием тела | |
| Кандидат педагогических наук, доцент В.И. Виноградова? Московский государственный технический университет \"МАМИ\", Москва Самый распространенный способ создания начального вращения в прыжках в фигурном катании - закручивание тела. Это основной способ в прыжках \"петля\", \"тулуп\", \"лутц\" и \"валлей\" и вспомогательный - в прыжке \"cальхов\". Стопорящее же действие конька о лед для создания начального вращения в большей или меньшей степени встречается во всех прыжках. Стопорящее действие конька - основной способ создания начального вращения в прыжке \"аксель\", сопутствующий - в прыжках \"cальхов\", \"петля\" и вспомогательный - в прыжках \"тулуп\", \"флип\" и \"лутц\" [2]. Для описания двигательных действий в прыжках построим механическую модель фигуриста. Туловище фигуриста моделируем конусом с вершиной в точке его опоры о лед и основанием радиуса Rк у плеч. Естественно, что такая модель приемлема только в том случае, когда форма туловища фигуриста приближается к конической. Считаем, что перед отрывом фигуриста ото льда его руки разведены в противоположных направлениях параллельно поверхности льда и моделируются однородными стержнями. Ось x фигуриста отклонена от нормали z к поверхности льда на угол a. Предполагаем, что вес частей тела фигуриста, головы, двух рук и туловища известен. Обозначим вес этих частей тела соответственно РГ, РР и РТ. Весовые доли соответственно kГ, kР, kТ. Предполагаем, что фигурист скользит с известной скоростью n, стопорящее действие конька о лед происходит с силой F, а группировка рук в момент отрыва фигуриста ото льда происходит мгновенно. Для построения математической модели создания начального вращения стопорящим действием конька о лед в общем центре масс о.ц.м. фигуриста прикладывается самоуравновешенная система двух сил, линия действия которых параллельна линии действия силы F стопорящего действия конька о лед. Из полученной таким oбpaзом системы сил, эквивалентной начальной по действию на фигуриста, выделяется пара сил, которая и создает начальное вращение. Начальную скорость w вращения фигуриста в прыжке находим, используя теорему об изменении кинетической энергии вращения: [img]images/referat/71026-1.jpg[/img] , где Т0 и Т - кинетическая энергия вращения фигуриста в начальный и произвольный моменты времени стопорящего действия конька о лед, Аа - работа пары сил вращения фигуриста. Учитывая, что в начальный момент времени стопорящего действия конька о лед кинетическая энергия вращения фигуриста равна нулю (Т0=0), а в произвольный момент времени определяется выражением [img]images/referat/71026-2.jpg[/img] , получим: [img]images/referat/71026-3.jpg[/img] . (1) Работу пары сил вращения определяем как работу силы стопорящего действия конька о лед при повороте фигуриста на угол j перед его отрывом ото льда [img]images/referat/71026-4.jpg[/img] . Подставляя выражение для работы Аа в уравнение (1), после несложных преобразований получим формулу для определения скорости w вращения фигуриста в момент его отрыва ото льда: [img]images/referat/71026-5.jpg[/img] . (2) Нами получено и выражение для определения силы F стопорящего действия конька о лед по экспериментальным динамическим параметрам [img]images/referat/71026-6.jpg[/img] , (3) где М - масса фигуриста, [img]images/referat/71026-7.gif[/img] v=v0-v*, n0 и n* - скорости его о.ц.м. в момент начала стопорящего действия конька о лед и соответственно его отрыва ото льда, x* - длина следа стопорящего действия конька о лед. Положение о.ц.м. фигуриста на его оси x, то есть величина АС, определяется на основании свойств системы параллельных сил веса его головы РГ, веса рук РР и веса туловища РТ. AC = (1-kТ)LТ +kГ r, (4) где LТ и r - соответственно длина туловища и радиус головы. Для принятой механической модели фигуриста определяется ее момент инерции JZ относительно нормали к поверхности льда: JZ = JZГ + JZP + JZT; (5) где JZГ, JZP и JZT - моменты инерции относительно нормали z головы, рук и туловища фигуриста, которые выражаются через антропометрические параметры фигуриста. Подставляя (3), (4) и (5) в (2), получим в аналитической форме выражение для угловой скорости вращения фигуриста перед отрывом ото льда до группировки: [img]images/referat/71026-8.jpg[/img] . (6) В момент отрыва ото льда фигурист группируется и вращается вокруг своей оси x. Предполагается, что группировка увеличивает только массу туловища фигуриста и не изменяет его форму и объем. При этом условии находится осевой момент инерции Jx : [img]images/referat/71026-9.jpg[/img] . (7) В полете после группировки кинетический момент фигуриста не изменяется: [img]images/referat/71026-10.jpg[/img] , (8) где [img]images/referat/71026-11.jpg[/img] - скорость вращения фигуриста в полете после группировки. Подставляем (5), (6) и (7) в (8) и получаем многопараметрическую зависимость скорости [img]images/referat/71026-11.jpg[/img] вращения фигуриста в полете, которая создается стопорящим действием конька о лед: [img]images/referat/71026-12.jpg[/img] . Если начальное вращение создается еще и закручиванием тела фигуриста, то его кинетический момент К увеличивается: [img]images/referat/71026-13.jpg[/img] , где [img]images/referat/71026-14.jpg[/img] - кинетический момент фигуриста до группировки, который создается стопорящим действием конька о лед; КЗТ - кинетический момент фигуриста до группировки, который создается закручиванием тела и определяется нами [1] через скорость [img]images/referat/71026-15.jpg[/img] вращения плеч перед его отрывом ото льда: [img]images/referat/71026-16.jpg[/img] . Закон сохранения кинетического момента фигуриста в полете при создании начального вращения в прыжках стопорящим действием конька о лед и закручиванием тела принимает вид: [img]images/referat/71026-17.jpg[/img] , где [img]images/referat/71026-18.jpg[/img] - начальная скорость вращения фигуриста после группировки. Из этого закона, опуская промежуточные математические выкладки, получаем многопараметрическое аналитическое выражение для определения скорости w* вращения фигуриста в полете, которая создается совместно стопорящим действием конька о лед и закручиванием тела: [img]images/referat/71026-19.jpg[/img] , где E = kГ A + kP B + kT C, N = (0,4)kГ r2 + (8/3)kP LP2 +(0,25) kT RК2; [img]images/referat/71026-20.jpg[/img] [img]images/referat/71026-21.jpg[/img] , Rк и Lр - соответственно радиус основания конуса и длина руки. Наиболее существенными динамическими параметрами, как показали расчеты, которые влияют на скорость вращения фигуриста в полете и, следовательно, на многооборотность исполняемых прыжков, являются угол [img]images/referat/71026-22.gif[/img] поворота фигуриста, длина [img]images/referat/71026-23.gif[/img] * следа при стопорящем действии конька о лед, угол a отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда, разность скоростей скольжения в моменты начала и конца стопоряще го действия конька о лед и скорость [img]images/referat/71026-15.jpg[/img] вращения плеч фигуриста в момент отрыва его ото льда. Фигурист знает, что естественное стремление к повороту на угол [img]images/referat/71026-22.gif[/img] = 90° при отрыве ото льда значительно усложняет технику исполнения прыжка. Однако он должен знать, что можно значительно уменьшить угол [img]images/referat/71026-22.gif[/img] , упростить исполнение прыжка и незначительно потерять в скорости вращения. Так, например, при [img]images/referat/71026-22.gif[/img] = 50° потеря в скорости вращения не превышает 12%. Сокращение длины [img]images/referat/71026-23.gif[/img] * следа стопорящего действия конька о лед приводит к увеличению скорости вращения в полете. Сокращение длины [img]images/referat/71026-23.gif[/img] * следа с 0,5 до 0,1 м может привести к увеличению скорости вращения в полете в 2 раза. Увеличение угла a отклонения фигуриста от нормали к поверхности льда приводит к увеличению момента пары сил, которая создает начальное вращение фигуриста. Увеличение этого угла может в 3 раза увеличить скорость вращения фигуриста в полете. Увеличение скорости [img]images/referat/71026-24.jpg[/img] вращения плеч в 4 раза позволяет увеличить скорость вращения фигуриста в полете в 2-3 раза. Таким образом, моделирование двигательных действий фигуриста при исполнении прыжков позволяет количественно оценить влияние параметров на многооборотность прыжков и научно обоснованно ориентировать усилия тренера и фигуриста при организации тренировочного процесса. Влияние как динамических, так и антропометри ческих параметров на увеличение многооборотности прыжков можно оценить по приведенным в статье формулам у любого конкретного фигуриста. Список литературы 1. Виноградова В.И. Движение фигуриста при создании начального вращения в прыжках закручиванием тела //Теор. и практ. физ. культ. 1993, №1, с. 13-16. 2. Мишин А.Н. Биомеханика движений фигуриста. - М.: ФиС, 1976. - 141 с. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.sportedu.ru/ | |
|
Категория: Рефераты по физ.культуре. |
Просмотров: 100 |
Добавил: LeFFan
| Рейтинг: 0.0/0 | |
| Всего комментариев: 0 | |
