m2 m1

Teorie - odrazu ve skocích

 

Odraz

- nejdůležitější část skoku. Od toho, nakolik byl odraz správně proveden, záleží výška a délka skoku, počet otáček, stabilita pohybu osy rotace. Praxe ukazuje, že nejsložitějším ve skocích je vytvoření rotačního pohybu těla kolem podélně osy, ale také shoda kmihového pohybu s napnutím odrazové nohy do silného pohybu těla vpřed - nahoru.

odraz_skok4
Schéma natočení těla v odrazu skoku salchow:1—8 — fáze polohy ramen v odrazu; Δφ — úhel natočení ramen v čase skluzu po odrazovém oblouku

Vytvoření základní rotace těla.

Za letu krasobruslař točí tělo kolem podélně osy. Již během odrazu ve skoku vzniká otáčivý pohyb kolem podélně osy těla. Za letu na krasobruslaře působí pouze jedna vnější síla - gravitační síla, která je ve vztahu k ose středu těžiště těla rovna nule. Změna polohy kočentin, nohou, nebo skroucení těla za letu ovlivňuje úhlové otáčky těla, tedy rotaci kolem podélné osy těla. Jinými slovy, změnou polohy částí těla otáčivý pohyb nevzniká, otáčivý pohyb se vytváří v odrazu. Zabalením, nebo rozbalením, krasobruslař pouze znásobuje, nebo zmenšuje úhlové otáčky a moment hybnosti, nebo-li mluvíme o zásobování těla rotačním pohybem, který je prakticky neměnný.

Studium pohybu částí těla za odrazu v nejrůznějších skocích umožňuje definovat několik způsobů vytvoření základního rotačního pohybu kolem podélné osy.

Způsob první - skluz po oblouku

Na obr. výše je schéma natočení těla při skluzu v odrazovém oblouku skoku salchow

Při přesunu z polohy 1 do polohy 8 linie ramen učiní obrat v určitém úhlu (Δφ). Lze pžedpokládat, že v tomtéž úhlu je natočeno celé tělo krasobruslaře. Víme, že obrat vznikl za určitý čas (Δt), můžeme tak definovat střední úhlové otáčky těla:

image009

Pokud je během odrazu moment setrvačnosti těla k ose rotace stejný J, pak moment hybnosti, kterým bude tělo disponovat za letu, bude taky stejný.

image001
Rotace horní části těla v odrazu skoku rittberger

 

image002

Úhel natočení těla (Δφ) záleží od zakřivení odrazového oblouku (čím je zakřivení odrazového oblouku větší, tím větší je úhel natočení těla). Tímto způsobem, během pohybu po odrazovém oblouku tělo borce nabývá základní rotaci, jejíž velikost určuje zakřivení odrazového oblouku, doba skluzu po tomto oblouku a pozici částí těla k ose rotace).

Způsob druhý - natočení horní části těla.

Z obr. Rotace horní části těla v odrazu skoku rittberger je patrno, že hlava, ramena a ruce krasobruslaře se natáčí vzhledem k pánvi těla. V důsledku horní část těla nabývá otáčivý pohyb, jehož velikost (KB) se rovná součinu momentu setrvačnosti horní části těla (JR) a úhlové rychlosti otáčení (ωΒ)

image003

Kvůli omezeně pohyblivosti ramen vůči pánvi, je horní část těla svázána s dolní částí, tehdy celé tělo nabývá otáčivý pohyb.

Velikost momentu pohybu zůstává stejné, ale zvětšuje se inerciální moment a úhlová rychlost, . Natočením horní části těla, se zmenšuje:

>
image004

Natočením horní části těla během odrazu krasobruslař nabývá otáčivý pohyb, jeho velikost závisí od úhlové rychlosti rotace horní části těla vztažené k odstředivé síle horní části těla (Jв)a k celkovému momentu setrvačnosti těla (J) vzhledem k podélné ose.

image005
Schéma brzdného pohybu zouky brusle: А — bod vzepření; r — vzdálenost mezi bodem vzepření a opornou bruslí; V — rychlost opěrné brusle v okamžiku vzepření

Způsob třetí - brzdný pohyb

V lehké atletice, akrobacii a v řadě jiných sportů, odraz do skoku, zpravidla doprovází brzdové postavení odrazové nohy. To vede k úbytku vodorovně rychlosti, ale napomáhá vytvoření svislé rychlosti. V krasobruslení u skoků spočívá v tom, že ztráta vodorovně rychlosti v důsledku brzdového pohybu pravou, nebo levou částí těla je nestejná, a to se rovná vzniku rotace kolem podélně osy těla. Na obr. je schéma brzdového pohybu zoubky brusle. Vlivem brzdového účinku pravou nohou, tělo krasobruslaře nabývá otáčivý pohyb kolem osy, procházející přes opěrný bod zoubky brusle odrazové nohy.

image015
Brzdný pohyb hranou brusle

Velikost rotačního pohybu, získaného tělem při brzdovém pohybu, určuje hlavně rychlost rozjezdu, účinnost brzdového pohybu a pozice těla v okamžiku odrazu.

U špičkových skoků se brzdový pohyb uskutečňuje hlavně zoubky brusle. U hranových skoku je brzdový pohyb v hraně brusle před vzepřením do skoku tedy v závěru okamžiku odrazu a též s pomocí dolního zoubku brusle. Na obr. Brzdný pohyb hranou brusle, je dobře zřejmé, jak vzniká základní rotace u skoku dvojitý aksel. Brzdný pohyb se provádí hranou brusle.

Pozorováním prováděných skoků a analýzou kinogramů se zjistilo, že uvedené tři způsoby provedení základní rotace ve skoku mají nejrůznější kombinace. Každému skoku odpovídá určitý způsob, nebo souhrn způsobů provedení. Tabulka 1. uvádí způsoby vedení rotačního pohybu u nejrozšířenějších skoků.. U skoků, kde se otáčení vytváří několika způsoby, existuje určité pořadí základního a pomocného způsobu.

Tabulka 1

způsob vedení rotačního pohybu u skoků

Název skoku Způsob vzniku rotace
Skluzem po oblouku Natočením horní časti těla Brzdovým pohybem
AXEL     Hlavní
SALCHOW Hlavní Pomocný Průvodní
RITTBERGER Pomocný Hlavní Průvodní
TOELOOP   Hlavní Pomocný
FLIP   Hlavní Pomocný
LUTZ   Hlavní Pomocný
WALLEY   Hlavní  

U skoků, kde se otáčení vytváří několika způsoby, existuje určité pořadí základního a pomocného způsobu.U skoku dvojitý lutz můžeme pořadí vyjádřit dobou mezi začátkem rotace horní části těla a začátkem brzdového pohybu. Tato doba je u velmi dobrých krasobruslařů cca 0,20 s.

U Rittbergerova skoku otáčení vzniká ze začátku v důsledku skluzu v oblouku, nehledě na to, že způsob vzniku základní rotace je pomocný. Po té, za cca 0,2 - 0,3 s, začíná natáčení vrchní části těla (základní způsob), nebo bezprostředně před odtržením brusle od ledu - brzdový pohyb.

Je nutno poukázat na to, že s brzdovým pohybem brusle odrazové nohy, se více nebo méně setkáváme u všech skoků všech úrovní.U Salchovowa skoku a Rittbergeru takový pohyb slouží hlavně kvůli zajištění stability osy rotace v odrazu, ne však k provedení rotačního pohybu. Pro tyto dva skoky je tento způsob vedení pohybu jako pomocný.

U řady skoků (Salchow, Toeloop, Flip) se určitý rotační pohyb vytváří průbežně od rozjezdu po odraz. Praxe ukazuje, že akcentovat rotaci v tomto okamžiku často vyvolává ztrátu rovnováhy při skluzu po odrazovém oblouku. Proto je upřednostňováno vytvářet otáčivý pohyb při skluzu po odrazovém oblouku.

image016
Kmihový pohyb rukou

Legenda k obrázku:

  • Р - hmotnost těla bez hmotnosti rukou;
  • P1- hmotnost rukou;
  • Ry,,Rx - složka reakce opory;
  • Sn - normální složka odstředivé síly vznikajcí v důsledku rotačního pohybu rukou;
  • Sτ - tangenta odstředivé složky, vzniká při rozjezdu a brzdění kmihových částí těla;
  • l - vzdálenost od osy rotace ke středu těžiště rukou;
  • α - úhel natočení rukou

 

Kmihový pohyb

pomáhá krasobruslaři ve skoku k posunu osy středu těžiště těla ve směru odrazu, zlepšuje koordinaci pohybu při odrazu, zajišťuje stálý pohyb osy rotaci za letu, zvyšuje estetický dojem skoku. Pohyby volných kočetin a těla rasobruslaře u odrazu mění velikost opěrné reakce. Ta je zefektivněna ohnutím a napřímením odrazové nohy. Soulad kmihového pohybu s pohybem odrazové nohy spočívá v tom, aby dodatečně zatížil odrazovou nohu před zahájením jejího napřimování a zmenšení zatížení ke konci odrazu.

Jaký bude vliv kmihového pohybu v reakči na oporu ve skoku? Obr. ukazuje schématický náčrt krasobruslaře v kmihovém pohybu rukou, kde: Р — hmotnost těla bez hmotnosti rukou, P1 — hmotnost rukou, Sn — normální složka setrvačné síly vzniká v důsledku rotačního pohybu rukou, Sx — tečna složky odstředivé síly, vzniká při rozjezdu a brzdění kmihových částí; Složky reakce opory: Rx — horizontální, Ry — vertikální. Budeme předpokládat, že na malém úseku dráhy, působí nepatrná složka třecí síly na celou plochu těla - rovnoběžně a rovnoměrně.

Největší změna je v odrazu změna svislé složky opěrné reakce v důsledku kmihového pohybu. Přeneseme stanovené síly na osu souřadnic:

Ry — P — 2P1 + Sτ sin α — Sncos α = 0
Odkud
Ry = P + 2P1 — Sτ sin α + Sn cos α.

Veličina normální složky odstředivé síly. Sn je rovna:

image017

a tangenta složky odstředivé sily se rovná

Kde:

  • ε — úhlové zrychlení rukou, vzniká při rozjezdu a brzdění kmihovým pohybem;
  • ω — úhlová rychlost rotace rukou při kmihu;
  • l — vzdálenost od středu těžiště rukou k ose rotace (k ose ramenní soustavy).

To znamená, že velikost vertikální složky opěrné reakce v libovolném okamžiku (včetně vlivu pohybu rukou) lze vyjádřit takto:

skok019

 

Vzhledem k tomu, že P + 2 P1 = P,  tj. rovná se váze celého těla, je možné zapsat:

Analogicky vypadá výraz pro svislou složku opěrné reakce při setrvačném pohybu volné nohy.

Zde je:

  • P1 — hmotnost kmihové nohy,
  • l — vzdálenost od středu těžiště nohy k ose rotace(do osy pánevního kloubu);
  • α, ω a ε — odpovídající úhel, úhlová rychlost a úhlové zrychlení kmihové nohy.

Anylýza výrazu pro svislou složku reakce opory (Ry), dá se říci, že může být větší, rovna a nebo menší hmotnost těla podle polohy, rychlosti a zrychlení částí, vykonávající setrvačný pohyb.

Jak uvedeme do souladu kmihový pohyb rukou a volné nohy s pohybem odrazové nohy?

Na obr. níže jsou uvedeny úhlové charakteristiky pozic kmihových částí těla a úhlu ohnutí v kolenním kloubu v odrazu skoku axel. Amplituda pohybu rukou a volné nohy je rozdílná: přibližně 210 a 120° a protože doba trvání kmihu rukou a nohy je přibližně jedna a tatáž, tak rychlost kmihového pohybu rukou a volné nohy je rozdílná: rychlost kmihového pohybu rukou je větší, než rychlost volné nohy. Střední rychlost otočení rukou je cca 1,6 otáčky za sec., a nohou - kolem 1 otáčky za sec. Přitom od začátku kmihu do polohy blízko k vertikální (ар = 90 - 110о) ruce dohánějí nohu, a pak předbíhájí. Nicméně fakta ukazují na shodnost práce rukou a volné nohy, a shodnost fází rozjezdu a brždění pomocí těchto částí těla.

409
Úhlové charakteristiky pozic kmihových částí těla a úhlu ohnutí v kolenním kloubu v odrazu skoku axel

Kde:

  • αr αn — úhly kmihových částí: rukou a nohy;
  • αk — úhel kolenního kloubu

 

Poloha těla v odrazu, v okamžiku nejsilnější vazby brusle s ledem.

Prozkoumáme předchozí obrázek: Poloha těla v odrazu, v okamžiku nejsilnější vazby brusle s ledem. Kmihové částí - ruce a noha jsou v nižší pozici. Normální složky setrvačné síly jsou také směrovány dolů. Výpočet podle vzorce pro svislou složku reakce opory (Ry) ukazuje, že hodnota opěrné reakce, a také zatížení na odrazové noze ve skoku akxel u krasobruslaře, se vzrůstem 170 cm, váhou 64 kg, nabývá 120 kg, tj. téměř dvojnásobek jeho váhy.

Právě zvýšená zátěž v napřimení odrazovou nohu zpomaluje, o čemž svědčí vodorovný průběh části křivky a změnách úhlu v kolenním kloubu odrazové nohy.

Poloha kmihových částí v okamžiku brzdění kmihu:

Poloha kmihových částí v okamžiku brzdění kmihu:Sτ , Sτ - tangenciální složka odstředivé síly, vzniká vzniká v důsledku brzděním kmihem rukou a nohou; αρ, αΗ—Úhly zvedu ruky a nohy; lp, lH- vzdálenost od osy rotace ke středu těžiště ruky a nohy.

Zvýšený tlak na odrazovou nohu současně vyvolává vyšší vtlačování brusle do ledu. V důsledku brzdového pohybu těla, vzrůstá pohybová rychlost rukou a kmihové nohy a vzhledem tělu. A proto, kmihový pohyb rukou a volné nohy v okamžiku, kdy jsou v dolní pozici, doprovází důležité zvýšení zatížení na odrazovou nohu a vyvolává zvýšenou efektivnost brzdového pohybu.

Nyní probereme pohyb těla ve fázi brzdění kmihu 

  • Sτp , Sτн - tečna složky odstředivé síly, vzniká v důsledku brzdového kmihu nohy a rukou;
  • ар, ан - uhly zvedu ruky a nohy;
  • lp; lH - vzdálenost od osy rotace ke středu těžiště rukou a nohy. V tomto okamžiku rychlost pohybu rukou a nohy prudce klesá, jelikož úhlová rychlost jejich rotace je v tomto okamžiku blízká nule, a úhly ар a ан okolo 90о, hodnoty normálních složek odstředívé sily lze zanedbat. Zároveň prudce stoupající hodnoty tangenciální odstředivé síly, vzešlé z zbrzdění kmihovými částmi.

Výpočet ukazuje, že hodnota opěrné reakce v okamžiku, přechodu odtržení od ledu, představuje kolem 21 kg. Zatížení odrazové nohy se zmenšuje na úkor brzdění kmihem rukou a volné nohy přibližně na 43 kg. Tak značné zmenšení opěrné reakce podstatně zvyšuje efektivnost odrazu.

U některých skoků, spolu s kmihovým pohybem rukou a volné nohy využijme energického napřímení těla. To je, vlastně také kmihový pohyb. Nejvíce je používaný u špičkových skoků. Probereme pohyb těla u skoku lutz, kde je kmihový pohyb nejvýraznější. Existují dvě varianty provedení tohoto skoku: s použitím kmihového pohybu těla a bez něj. Pro druhou variantu je charakteristická skoro svislá poloha těla během odrazu, čímž je napřímení těla vyjádřeno slabě. Pozorováním skoků se zjistilo, že skoky provedené agilním kmihovým pohybem těla, jsou zpravidla výšši a efektnější.

351
Schéma kmihového pohybu těla ve skoku lutz: a, b - pérování; c, d aktivní odraz

Na obr. "Schéma kmihového pohybu těla ve skoku lutz", je znázorněna pozice těla krasobruslaře: základní ( а ), poloha v konečných momentu odpisy ( b ) a v okamžiku odtržení od povrchu ledu (b, d ).

Ve fázi amortizace probíhá náklon těla vpřed, ve fázi aktivního odrazu - jeho energické napřímení, tj. nabývá otáčivý pohyb těla a volné nohy kolem osy pánevní kloubu.

Prozkoumáme vliv pohybu těla na velikost hodnoty svislé složky opěrné reakce. Vzorec závisloti hodnoty svislé složky opěrné reakce od parametrů rotačního pohybu těla a volné nohy je vyvozen analogicky a má podobu:

396

Kde:

  • Ry - svislá složka opěrné reakce;
  • Р1 - hmotnost těla, rukou a hlavy;
  • P2 - hmotnost volné nohy,
  • P3 - hmotnost opěrné nohy,
  • С1, С2, С3 - středy těžiště uvažovaných částí těla,
  • О - osa pánevního kloubu opěrné nohy,
  • l1, l2 - vzdálenost od osy pánevního kloubu ke středu těžišť částí,
  • α - úhel natočení těla a volné nohy kolem osy pánevního kloubu;
  • ω - úhlová rychlost rotace těla a volné nohy;
  • ε - úhlové zrychlení těla a volné nohy;
  • Sn1, Sn2 - normální složka odstředivé síly;
  • Sτ1, Sτ2 - tečna složky odstředivé síly.

Vzorec ukazuje, že svislá složka opěrné reakce se rovná součtu průmětů na osu souřadnic sily hmotností a odstředivé síly, vzniká činností rotačního pohybu těla a volné noze

Koeficient

91

závisí od antropometrických vlastností bruslaře.

264
Položení těla v odrazu skoku lutz.
R - vertikální složka stojné nohy; P1 - váha těla, rukou a hlavy; Р2 - váha volné nohy; Р3 - váha stojné nohy; С1, С2, С3 - středy těžišť částí těla; О - osa kyčelního kloubu stojné nohy; lx,U - vzdálenost od osy kyčelního kloubu stojné nohy ke středům částí těla; α - úhel natočení těla a volné nohy kolem osy kyčelního kloubu; Snj, Snjj - normální složky odstředivé síly; SXi, SXa- tangenciální složky odstředivé síly

Na obr. jsou jako příklad uvedený výsledky analýzy skoku dvojitý lutz. Hodnota svislé složky opěrné reakce (Ry) je zde vyjádřena v procentech k váze sportovce. Vidíme, že na začátku odrazu setrvačný pohyb těla vyvolává zvětšení svislé složky opěrné reakce a na konci tato hodnota složky se značně zmenšuje, což vysvětluje hlavně činnost odstředivé síly setrvačnosti, směřující vzhůru.

V současné době u nejlepších bruslařů rychlost kmihového podybu dosahuje 0,6 ot./sec.

Charakteristickým rysem kmihového pohybu těla od kmihového pohybu končetin je ten, že jeho účinnost do značné míry závisí na velikosti odstředivé setrvačnosti. Efektivnost kmihového pohybu závisí od hodnty tangenciální složky setrvačné síly.

Pokud je při kmihovém pohybu končetin důležitá jeho rychlost zastavení, tak u kmihového pohybu těla musí být základní pozornost věnována zvyšování jeho úhlové ryclosti. Zajímavé je zmínit, že nejmenší hodnotu svislé složky opěrné reakce získáváme v okamžiku, kdy zrychlená rotace těla přechází do zpomalené. Tehdy úhlová rychlost nabývá nejvyšší hodnoty a úhlové zrychlení se rovná nule. Proto výraz pro Ry zjednodušíme:

Změna hodnoty svislé složky opěrné reakce  (Ry) vlivem kmihového pohybu těla

284

Vzorec pro rychlost rotace těla a volné nohy, při které krasobruslař může vytvořit stav « beztíže » (svislá složka opěrné reakce se rovná nule RY = 0 ) díky setrvačnému pohybu, vypadá následovně:

237

odkud pro sin α = 1

153

Pro krasobruslaře ο vzrůstu 170 cm a hmotností 68 kg, hodnota úhlové rychlosti kmihového pohybu těla, při které se svislá složka opěrné reakce rovná nule, představuje kolem 7,8Г > ot/sec., tj.teoreticky při této rychlosti se krasobruslař může odpoutat od ledu bez odrazu nohou, jen díky setrvačného pohybu.

Koordinace kmihového pohybu a rozehnutí odrazové nohy, efektivní součinnost brusle s ledem zajišťuje za letu potřebný počet obratů při stálém pohybu osy rotace.

 


Pomohl Vám tento článek? Ohodnoťte jej prosím.


Podobná témata

Teorie členění plochy
Základní polohy těla
Teorie figur
Teorie odrazu
Teorie skluzu
Teorie mechaniky obratu
Teorie rotace
Teorie skoku ve smyslu trojky
Teorie skoku ve smyslu protizvratu
Teorie skoku - odraz, - let, - dopad
Teorie piruet
Teorie spirály smrti
Teorie zvedaček