1.2.1.2 Временны?е характеристики. Время виса при подтягивании. Спортсмены, претендующие на высокий спортивный результат, должны обеспечить надёжный хват на протяжении всех четырёх минут, отведённых на выполнение упражнения. Для большинства спортсменов, имеющих

1.2.2 Динамические характеристики подтягивания. К основным динамическим характеристикам относятся сила и масса. Сила в механике – это мера взаимодействия тел. Масса – это с одной стороны количество материи, содержащейся в теле, а с другой – мера инертности тела. В

Материалы и их характеристики Полиэстер, иногда обозначается английской аббревиатурой PES, можно увидеть в плетеных веревках из трех прядей, плетенках, сердечниках с плетеной оболочкой и др. Поверхность может быть как гладкой, так и слегка шероховатой для большего

Таблица характеристики продуктов

4.3. Процесс развития интеллектуальных способностей подростка-спортсмена: взаимообусловленность актуальной модели интеллекта и модели деятельности Разум есть тот сознаваемый человеком закон, по которому должна совершаться его жизнь. Л. Н. Толстой Процесс развития

"ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАСС – ИНЕРЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛА СПОРТСМЕНА"

Теоретические сведения

Физические свойства звеньев тела человека характеризуются их весом (массой), положением центра масс и главными центральными сегментами инерции относительно трех осей.

Для определения масс, координат центров масс и моментов инерции сегментов применяются либо экспериментальные, либо расчетные методы, причем последние используются гораздо чаще.

Наиболее употребительный метод расчета масс – инерционных характеристик звеньев тела спортсмена основан на результатах аналитической обработки данных антропометрических исследований. Он предусматривает использование регрессионных зависимостей вида:

X i = b 0 i + b 1 i * P + b 2 i * H

где - i условный номер звена

X i - рассчитываемая масс – инерционных характеристика

(вес, координата масс или момент инерции -го звена)

^ P - вес тела человека (кг)

H - рост человека (см)

b 0 i b 1 i b 2 i - коэффициенты уравнений множественной регрессии,

значение которых приведены в таблицах 1-5

ТАБЛИЦА 1

Коэффициенты для вычисления веса сегментов

Х1 = -0,829 + 0,00770 * 50 + 0,00730 * 167 = 0,775

ТАБЛИЦА 2

Коэффициент для определения центра масс на продольной оси сегмента

Х1 = 3,767 + 0,0650 * 50 + 0,0330 * 167 = 12,528
Х2= -6,050 + -0,0390 * 50 + 0,1420 * 167 = 15,714
Х3= -2,420 + 0,0380 * 50 + 0,1350 * 167 = 22,025
Х4= 4,110 + 0,0260 * 50 + 0,0330 * 167 = 10,921
Х5= 0,192 + -0,0280 * 50 + 0,0930 *1 67 = 14,323
Х6= 1,670 + 0,0300 * 50 + 0,0540 * 167 = 12,188
Х7= 9,357 + -0,0025 * 50 + 0,0230 * 167 = 13,073
Х8= 3,320 + 0,0076 * 50 + 0,0470 * 167 = 11,549
Х9= 1,398 + 0,0058 * 50 + 0,0450 *167 = 9,203
Х10= 1,182 + 0,0180 * 50 + 0,0434 * 167 = 9,329

ТАБЛИЦА 3

Коэффициент для вычисления главного центрального момента инерции относительно сагиттальной оси

Х1 = -100,0 + 0,480 * 50 + 0,626 * 167 = 28,542
Х2= -1105,0 + 4,590 * 50 + 6,630 * 167=231,71
Х3= -3557,0 + 31,700 * 50 + 18,610 * 167=1135,87
Х4= -19,5 + 0,170 * 50 +0,116*167=8,372
Х5= -64,0 +0,950 * 50 + 0,340 * 167 = 40,28
Х6= -250,7 + 1,560 * 50 + 1,512 * 167 =79,804
Х7= -78,0 + 1,171 * 50 + 1,519 * 167 = 234,223
Х8= 81,2 + 36,730 * 50 + -5,970 * 167 =920,71
Х9= 618,5 + 38,800 * 50 + -12,870 * 167 = 409,21
Х10=-1568,0 + 12,000 * 50 + 7,741 * 167 =324,747

ТАБЛИЦА 4

Коэффициент для вычисления главного центрального момента инерции относительно фронтальной оси

Х1 = -97,09 + 0,414 * 50 + 0,614 * 167 = 26,148
Х2= -1152,00 + 4,594 * 50 + 6,815 * 167 = 215,805
Х3= -3690,00 + 32,020 * 50 + 19,240 * 167=1124,08
Х4= -13,68 + 0,088 * 50 + 0,092 * 167 =6,084
Х5= -69,70 + 0,855 * 50 + 0,376 * 167 =35,842
Х6= -232,00 + 1,525 *50 + 1,343 * 167 =68,531
Х7= -112,00 + 1,430 * 50 + 1,730 * 167 =248,41
Х8= 367,00 + 18,300 * 50 + -5,730 * 167 =325,09
Х9= 267,00 + 26,700 * 50 + -8,000 * 167 =266
Х10= -934,00 + 11,800 * 50 + 3,440 * 167 =230,48

ТАБЛИЦА 5

Коэффициент для вычисления главного центрального момента инерции относительно продольной оси

Х1 = -15,48 + 0,1440 * 50 +0,0880 * 167=6,416
Х2= -75,50 + 1,1360 * 50 + 0,3000 *167 = 31,4
Х3= -13,50 + 11,3000 * 50 + -2,2800 *167 =170,743
Х4= -6,26 + 0,0762 * 50 + 0,0347 * 167= 3,345
Х5= 5,99 + 0,3060 * 50 + -0,0880 *167= 6,594
Х6= -16,90 + 0,6620 * 50 + 0,0435 * 167= 23,465
Х7= 61,60 + 1,7200 * 50 + 0,0814 *167 =161,194
Х8= 561,00 + 36,0300 * 50 + -9,9800 *167= 695,84
Х9= 1501,00 + 43,1400 * 50 + -19,8000 *167 = 351,4
Х10= -775,00 + 14,7000 * 50 + 1,6850 *167 = 241,395

ВЫВОД: Инерционные характеристики раскрывают, каковы особенности тела человека и движимых им тела в их взаимодействиях. От инерционных характеристик зависит сохранение и изменение скорости. Все физические тела обладают свойством инертности, которое проявляется, а также в особенностях изменения его под действием сил. Понятие инерции раскрывается в первом законе Ньютона “Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока внешние приложенные силы не заставят его изменить это состояние”.Говоря проще тело сохраняет свою скорость, а также под действием внешних сил изменяет ее.

Масса-это мера инертности тела при поступательном движении. Она измеряется отношением величины приложенной силы к вызываемому ею ускорению. Масса тела характеризует, как именно приложенная сила может изменить движения тела. Одна и та же сила вызывает большое ускорение у тела с меньшей массой, чем у тела с большой массой.

Момент инерции- это мера инертности при вращательном движении. Момент инерции тела относительно оси равен сумме произведений масс вес его частиц на квадраты их расстояний от данной оси вращения. Отсюда видно, что момент инерции тела больше, когда его частицы дальше от оси вращения, а значит угловое ускорение тела под действием того же момента силы меньше, если частицы ближе к оси, то угловое ускорение больше, а момент инерции меньше. Значит, если приблизить тело к оси,то легче вызвать угловое ускорение, легче разогнать тело во вращении, легче остановить его. Этим пользуются при движении вокруг оси.

Сила-это мера механического воздействия одного тела на другое в данный момент времени. Численно она определяется произведением массы тела и его ускорения, вызванного данной силой. Чаще всего говоря про силу и результат ее действия,но это применимо только к простейшему поступательному движению тела. В движениях человека как системы тел, где все движения частей тела вращательные, изменение вращательного движения зависят не от силы, а от момента силы.

Момент силы -это мера вращающего действия силы на тело. Он определяется произведением силы на ее плечо. Момент силы обычно считают положительным, когда сила вызывает поворот тела против часовой стрелки и отрицательным при повороте по часовой стрелке. Что бы сила могла проявить свое вращающее действие, она должна иметь плечо. Иначе говоря, она не должна проходить через ось вращения. Определение силы или момента силы, если известна масса или момент инерции, позволяет узнать только ускорение, т.е. как быстро изменяется скорость. Надо еще узнать, насколько именно измениться скорость. Для этого должны быть известно, как долго была приложена сила. Иначе говоря, следует определить импульс силы(или ее момент).

Импульс силы- это мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени в поступательном движении. Он равен произведению силы и продолжительности ее действия. Любая сила, приложенная даже в малые доли секунды, имеет импульс. Именно импульс силы определяет изменение скорости, силой же обусловлено только ускорение. Во вращательном движении момент силы, действуя в течение определенного времени, создает импульс момента силы.

Импульс момента силы- это мера воздействия момента силы относительно данной оси за данный промежуток времени во вращательном движении. Наиболее общим показателем распределения масс в теле служит общий центр тяжести тела (ОЦТ).Как известно, центром тяжести называется точка тела, к которой как бы приложена равнодействующая всех сил тяжести тела. Во все стороны от этой точки, по любому направлению, моменты сил, действующих на все частицы тела в любом направлении, приложена к ОЦТ; поэтому в этом случае ОЦТ называют еще центром массы, или центром инерции.

Расположение ОЦТ необходимо знать при изучении статики для оценки условий равновесия тела. Путь движения- траектория ОЦТ во многих случаях дает ценные сведения об особенностях движения тела, так как отражает действие внешних сил на тело. ОЦТ не может перемещается иначе как под действием внешних сил. Одни внутренние силы некогда не когда не могут изменить продолжение и путь ОЦТ.

Общий центр тяжести тела располагается в зависимости от телосложения человека. У людей с более развитыми ногами ОЦТ относительного ниже, чем у людей с более мощной мускулатурой туловища и рук. У длинноногих людей ОЦТ анатомически расположен ниже, но он дальше от земли, чем у коротконогих.

В различных ситуациях возникает необходимость в изменении скорости судна (постановка на якорь, швартовка, расхождение и т. п.). Это происходит за счет изменения режима работы главного двигателя или движителей.

После чего судно начинает совершать неравномерное движение.

Путь и время, необходимые для совершения маневра, связанного с неравномерным движением, называют инерционными характеристиками судна.

Инерционные характеристики определяются временем, дистанцией, проходимой судном за это время, и скоростью хода через фиксированные промежутки времени и включают в себя следующие маневры:

движение судна по инерции - свободное торможение;

разгон судна до заданной скорости;

активное торможение;

подтормаживание.

Свободное торможение характеризует процесс снижения скорости судна под влиянием сопротивления воды от момента остановки двигателя до полной остановки судна относительно воды. Обычно время свободного торможения считается до потери управляемости судна (рис. 1.26).

Разгон судна - это процесс постепенного увеличения скорости движения от нулевого значения до скорости, соответствующей заданному положению телеграфа (рис. 1.27).

Активное торможение – это торможение при помощи реверсирования двигателя. Первоначально телеграф устанавливают в положение «Стоп», и только после того, как обороты двигателя упадут на 40–50 %, ручку телеграфа переводят в положение «Полный задний ход». Окончание маневра - остановка судна относительно воды (рис.1.28).

Процесс активного торможения судна с винтом фиксированного шага условно можно разделить на 3 периода:

первый период (t1) - от момента начала маневра до момента остановки двигателя (t1 ≈ 7–8 сек);

второй период (t2) - от момента остановки двигателя до пуска его на задний ход;

третий период (t3) - от момента пуска двигателя на задний ход до остановки судна или до приобретения установившейся скорости заднего хода. Движение судна в первые два периода можно рассматривать как свободное торможение.

Инерционные характеристики

Свойство инертности тел раскрывается в первом законе Ньютона:

«Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока внешние приложенные силы, не изменят это состояние».

Иначе говоря, всякое тело сохраняет скорость, пока ее не изменяв силы.

Понятие об инертности:

Любые тела сохраняют скорость неизменной при отсутствии внешних воздействий одинаково. Это свойство, не имеющее меры, и предлагается называть инерцией 1. Разные тела изменяют скорость под действием сил по-разному. Это их свойство, следовательно, имеет меру: его называют инертностью. Именно инертность и представляет интерес, когда надо оценить, как изменяется скорость.

Инертность - свойство физических тел, проявляющееся в постепенном изменении скорости с течением времени под действием сил.

Сохранение скорости неизменной (движение как бы по инерции) в реальных условиях возможно только тогда, когда все внешние силы, приложенные к телу, взаимно уравновешены. В остальных случаях неуравновешенные внешние силы изменяют скорость тела в соответствии с мерой его инертности. Момент инерции тела - это мера инертности тела при вращательном движении. Момент инерции тела относительно оси равен сумме произведений масс всех материальных точек тела на квадраты их расстояний от данной оси

Радиус инерции тела - это сравнительная мера инертности данного тела относительно его разных осей. Он измеряется корнем квадратным из отношения момента инерции (относительно данной оси) к массе тела:

Звенья тела как рычаги и маятники

Точки соединения, которые можно рассматривать либо как точки опоры (для рычага), либо как точки отвеса (для маятника).

Рычаг характеризуется расстоянием между точкой приложения силы и точкой вращения. Рычаги бывают первого и второго рода.

Рычаг первого рода или рычаг равновесия состоит только из одного звена. Пример - крепление черепа к позвоночнику.

Рычаг второго рода характеризуется наличием двух звеньев. Условно можно выделить рычаг скорости и рычаг силы в зависимости от того, что преобладает в их действиях. Рычаг скорости дает выигрыш в скорости при совершенствовании работы. Пример - локтевой сустав с грузом на ладони. Рычаг силы дает выигрыш в силе. Пример - стопа на пальцах.

Поскольку тело человека выполняет свои движения в трехмерном пространстве, то его звенья характеризуются степенями свободы, т.е. возможностью совершать поступательные и вращательные движения во всех измерениях. Если звено закреплено в одной точке, то оно способно совершать вращательные движения и мы можем сказать, что оно имеет три степени свободы.

Закрепление звена приводит к образованию связи, т.е. связанному движению закрепленного звена с точкой закрепления. Поскольку руки и ноги человека могут совершать колебательные движения, то к механике их движения применимы те же формулы, что и для простых механических маятников. Основные вывод их них - собственная частота колебаний не зависит от массы качающегося тела, но зависит от его длины (при увеличении длины частота колебаний уменьшается).

Делая частоту шагов при ходьбе или беге или гребков при плавании или гребле резонансной (т.е. близкой к собственной частоте колебаний руки или ноги), удается минимизировать затраты энергии. При наиболее экономичном сочетании частоты и длины шагов или гребков человек демонстрирует существенный рост работоспособности. Простой пример: при беге высокий спортсмен имеет большую длину шага и меньшую частоту шагов, чем более низкорослый спортсмен, при равной с ним скорости передвижения.