Теоретичні відомості. Аналіз техніки фізичних і спортивних вправ включає в себе вивчення як кінематичних, так і динамічних біомеханічних характеристик

Аналіз техніки фізичних і спортивних вправ включає в себе вивчення як кінематичних, так і динамічних біомеханічних характеристик. Для об'єктивної оцінки технічної майстерності в рухах переміщення, локоморних і інших рухових діях необхідно контролювати силову взаємодію спортсмена з опорою, що дозволяє тензодинамометрія.

Тензодинамометрія – це спосіб вимірювання зусиль, докладених до пружного тіла, тензодатчиками за його деформацією. У випадку, коли спортсмен взаємодіє з опорною поверхнею (бігова доріжка стадіону, майданчик для спортивних ігор, футбольне поле, борцівський килим, татамі, сектор для стрибків і т. ін.) для реєстрації величин і напрямку опорних реакцій використовується спеціальний пристрій – тензометрична платформа (тензодинамометр).

Тензоплатформа – це пристрій для реєстрації складових вектора опорної реакції при взаємодії з опорною поверхнею (рис.20). Зараз у світі поставлено на промисловий потік декілька модифікацій тензодинамометричних платформ. Вони відрізняються розмірами, максимально допустимим навантаженням, чутливістю та вартістю.

Вимірювальна система тензоплатформи складається з двох основних частин: вимірювального перетворювача (датчик-тензорезистор) і вимірювального пристрою. Останній у свою чергу включає декілька блоків: підсилюючий пристрій, реєструючий пристрій і блок живлення.

Принцип дії тензорезистора ґрунтується у зміні його електричного опору при деформації. В конструкції тензоплатформи використовують кристалічні або фольгові тензорезистори.

Для вимірювання деформацій датчик наклеюється на пружні елементи так, аби напрям зусилля розтягування (стискування) співпадав з горизонтальною віссю решітки. При зміні бази (довжини решітки L) датчика при його деформації змінюється його електричний опір (R):

dL/L = К•dR/R, (45)

де К – коефіцієнт тензочутливості.

Рис.20 – Схема установки та принцип дії тензоплатформи:

1 – фундамент (забетонована, найчастіше трикутна в плані, конструкція зі швелера, двотавра); 2 – основа тензоплатформи;

3 – пружні елементи, що деформуються при взаємодії спортсмена і платформи; 4 – напівпровідникові тензодатчики, які реагують на горизонтальні та вертикальні складові деформації пружних елементів;

5 – жорстка легка платформа; 6 – покриття опорної поверхні;

7 – вимірювальна електросхема тензоплатформи; 8 – осцилоскоп;

9 – реєстратор складових опорної реакції (трьохкоординатний самописець).

У маркуванні датчиків опору, наприклад ПКБ-10-100Х(Г), перша літера (П) вказує на те, що решітка виконана з дроту (" проволка"), друга (К) на матеріал решітки (константан), третя (Б) – на паперову основу (" бумага"), 10 – розмір бази, мм, 100 – номінальний опір, Ом, Х або Г – температура наклейки відповідно менше 30^о С (холодне) і більше 180^о С (гаряче).

Тензодинамограма – це запис у часі величини сил, що прикладаються, за рахунок вимірювання деформацій.

Тензодинамограми вертикальної R_z і горизонтальної R_x (у напрямку стрибка) складових вектора опорної реакції Вашого відштовхування від опори для стрибка у довжину з місця (див.рис.21), фіксуються на паперовій стрічці чорнильнопишучого реєстратора.

За тензограмою відштовхування від опори можна провести біомеханічний аналіз самого стрибка. Цей процес складається з двох фаз: амортизації і власне відштовхування з махом руками.

Рис.21 – Тензодинамограми відштовхування від опори при стрибку в довжину з місця:

1 – вступ спортсмена на платформу, 2 – підготовка до стрибка (прийняття стартового положення й очікування команди); 3 – фаза амортизації, 4 – фаза відштовхування, 5 – ефект від маху руками.

Фаза амортизації – це підготовча фаза до самого відштовхування: спортсмен підгинає ноги, одночасно відводячи руки назад задля оптимальних умов відштовхування. Кінець фази амортизації – завершення згинання ніг у колінних суглобах (повне гальмування вертикальної швидкості центра мас тіла). На тензограмі фаза амортизації починається в момент зменшення вертикальної складової вектора опорної реакції R_z, а закінчується, коли площі заштрихованих фігур однакові (Sabc = Sсdе). Варто зауважити, що при неповній амортизації неможливо виконати повноцінне відштовхування внаслідок неоптимальних початкових умов.

Саме відштовхування повинно виконуватися з активним махом руками в напрямку відштовхування, завдяки якому:

а) досягається розгін частин біоланок тіла в напрямку відштовхування;

б) силами інерції від махових біоланок довантажуються м'язи ніг, які беруть участь у відштовхуванні (це викликає збільшення імпульсу відштовхування).

Про інтенсивність маху руками можна судити за характерною формою кривої на тензодинамограмі (див.рис.21).