БИОМЕХАНИЗМЫ ТЕХНИКИ БРОСКА ПИТЧЕРА В СОФТБОЛЕ

БИОМЕХАНИЗМЫ ТЕХНИКИ БРОСКА ПИТЧЕРА В СОФТБОЛЕ

Юзвенко Г.В., кафедра биомеханики и
ЦНИП по биомеханике РГАФК

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в биомеханике и работах по теории управления движениями утвердились идеи блочного строения двигательных действий человека [ Беркенблит и др. 1990] и принципов системного и иерархического многоуровневого построения системы управления движениями [Бернштейн, 1947]. В некоторых биомеханических, физиологических и психологических работах такие блоки называют синергиями [Гельфанд и др. 1962] , модулями [ Рид и др. 1990], подсистемами [Гельфанд и Цетлин 1966] или фазами, периодами, циклами и элементарными действиями [Донской 1995], патернами или гельштатами [ Рид 1990 ], механизмами [Иориш 1981, Селуянов и др. 1983], Шалманов и Шалманов 1990] или биомеханизмами [ Селуянов и др. 1995]. Хотя авторы этих работ вкладывают разный смысл в понятие блоков, всех их объединяет то, что этих блоков довольно много, что они взаимодействуют друг с другом и функционируют параллельно или последовательно. Такая организация двигательных актов позволяет решить проблему минимизации числа управляемых параметров и облегчить центральной нервной системе управление движениями человека.

В многочисленных работах по биомеханике отталкивания от опоры в прыжковых упражнениях исследователи выделяют такие основные биомеханизмы как разгибание ног (ноги) и (выпрямление) туловища, движение маховых звеньев, поворотное движение тела как целого относительно точки опоры ("механизм перевернутого маятника") и другие. Что же касается перемещающих действий (броски, метания, удары), то по мнению большинства исследователей, основным способом разгона рабочего звена тела в них является механизм ‘хлеста’. Характерной особенностью этого способа является разгон и последующее торможение звеньев тела в определенной последовательности. Однако мы предполагаем, что существуют и другие способы взаимодействия звеньев тела для решения той же двигательной задачи.

Цель данной работы заключается в том, чтобы на основе изучения некоторых кинематических характеристик техники броска питчера в софтболе раскрыть биомеханизмы, лежащие в основе данного двигательного действия, а так же сравнить технику этого броска с другими перемещающими действиями (бросок в гандболе и толкание ядра). Отличительной особенностью этого броска является то, что он выполняется снизу (круговым движением руки назад-вниз-вперед), а не так как в бейсболе (броском сверху).

МЕТОДИКА

Для расчета горизонтальных составляющих скоростей основных точек тела спортсменок использована система "Selspot" (Швеция), позволяющая измерять вертикальные и горизонтальные координаты (плоский случай съемки) опорных точек снимаемого объекта. В ее состав входят: 10 источников инфракрасного излучения (маркеров), телевизионная камера, блок предварительной обработки результатов измерений (вычислительное устройство). Светодиоды излучают свет с частотой 312 Гц, который воспринимается телевизионной камерой и далее сигнал, формируемый в ней, передается в вычислительное устройство, а затем через плату сопряжения в компьютер. Точность измерения координат маркеров находится в пределах 2 - 3 мм. Камера располагается на расстоянии 5,5 метров до мишени на высоте 1,6 м. Оптическая ось камеры перпендикулярна плоскости съемки.

Динамометрическая платформа ПД3-А (ВИСТИ) использована для регистрации горизонтальной составляющей силы реакции опоры левой ноги при выполнении броска с одного шага. Кроме того, с помощью оптико-электронной системы регистрировали скорость вылета мяча. Первая плоскость светового потока, пересекаемая мячом (в дальнейшем - створ), располагалась на расстоянии 1 метров от края тензоплатформы.

В эксперименте приняли участие 10 спортсменок из софтбольных команд г. Москвы разной квалификации (3 новичка, 4 игрока среднего уровня и 3 игрока высокой квалификации) и с разным игровым амплуа (3 питчера, 1 кетчер и 6 полевых игроков). Средний рост испытуемых составлял 167,7 см, средний вес - 63,2 кг. После предварительной разминки спортсменка выполняла три броска сверху и 30 питчеровских бросков с установкой добиться максимальной скорости вылета мяча. Во время выполнения бросков измеряли координаты, а затем рассчитывали горизонтальные скорости основных суставов правой ноги и руки. Статистическая обработка полученных данных проводилась традиционными методами с использованием пакета "Statgraphics" и "Statistica".

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В данной работе мы ограничимся рассмотрением двух групп показателей техники броска питчера. Это величины максимальных горизонтальных скоростей основных суставов правой ноги и бросающей руки и время проявления максимумов скоростей этих звеньев относительно какого-либо момента времени. В питчеровских бросках такими точками отсчета были - момент касания стопы левой ноги опоры в фазе финального разгона мяча и момент прохождения мяча первого створа фотодиодной установки.

В таблице 1 представлены средние величины выбранных показателей и их вариативность у 10 испытуемых. Средние рассчитывались на основе средних арифметических 30 попыток каждой из спортсменок. Прежде всего отметим, что как и во всех перемещающих движениях наблюдается увеличение максимальных значений скоростей звеньев тела от проксимального к дистальному. Средняя максимальная скорость дистальной фаланги среднего пальца бросающей руки достигает 19,44 м/с, что на 4 м/с меньше, чем при бросках сверху (для тех же спортсменок). Отметим, что у питчера высокой квалификации скорость вылета мяча в лучших попытках достигает 29 м/с. Эти значения близки к величинам скорости вылета мяча у полевых игроков при броске сверху, тогда как последние не добиваются таких же величин скорости в питчеровском броске. Данный факт привел к предположению, что механизм создания скорости рабочему звену в питчеровском броске отличается от способа разгона звеньев тела в броске сверху. Для проверки этого предположения были рассчитаны временные показатели достижения максимальной скорости звеньев тела, характеризующие последовательность движения звеньев тела и проведено сравнение этих данных с аналогичными показателями известными в литературе для других бросков и метаний.

Таблица 1.

Максимальная скорость звеньев тела и временные показатели бросков питчера в софтболе (n=10)

N

Показатели

х

Сv

Максимальная скорость (м/с):

1

коленного сустава

2,68

0,88

32,8

2

тазобедренного сустава

3,07

0,59

19,2

3

плечевого сустава

6,65

2,68

40,3

4

локтевого сустава

13,17

5,26

39,9

5

лучезапястного сустава

17,27

4,14

24,0

6

среднего пальца

19,44

4,30

22,1

Время от постановки левой ноги до максимальной скорости (мс):

7

коленного сустава

132

82,80

62,6

8

тазобедренного сустава

54,2

33,20

61,2

9

плечевого сустава

96,7

72,76

75,2

10

локтевого сустава

138

27,70

20,0

11

лучезапястного сустава

143

17,58

12,3

12

среднего пальца

145

19,65

13,5

Из таблицы 1 видно, что величины времени достижения максимумов скоростей коленного, локтевого, лучезапястного суставов и среднего пальца кисти статистически не различаются между собой, т.е. рука сгибается в плечевом суставе как единое целое. Лишь в движении тазобедренного и плечевого суставов наблюдается последовательность характерная для механизма хлеста. Соответствующие величины временных интервалов от момента постановки левой ноги на опору равны 54,2 и 132 мс (P<0,001). Следует подчеркнуть, что характер изменения обсуждаемых показателей имеет значительные индивидуальные различия, особенно для временных показателей звеньев ноги и плечевого сустава. Об этом свидетельствуют большие величины показателей абсолютной и относительной вариативности.

Различия в характере разгона звеньев тела в разных типах бросков более наглядно представлены на рисунках 1, 2, 3 и 4, где последовательность движения звеньев рассматривается относительно вылета снаряда. На рисунках 1 и 2 приведены средние данные обсуждаемых показателей для 30 попыток броска питчера высокой квалификации, а на рисунках 3 и 4 соответствующие данные для толкателей ядра разной квалификации, взятые из работы [Ланка и Шалманов, 1981]. Из представленных диаграмм видно, что в толкании ядра разгон снаряда осуществляется последовательно снизу вверх по механизму хлеста (рис 3), тогда как в броске питчера в движении руки этой последовательности нет (рис.1). И лишь в движении тазобедренного (163 мс) и плечевого (79 мс) суставов есть опережающее движение первого. Аналогичный вывод можно сделать при сравнении кинематических характеристик питчеровского броска и опорного броска в гандболе, представленных в работе [ Петрачева, 1995].

Отмеченные различия в технике питчеровского броска от броска в гандболе и толкания ядра свидетельствует о том, что в их основе лежат разные биомеханизмы. В первом преобладает поворотное движение руки как целого (в виде маятника), во вторых - механизм хлеста.

ВЫВОДЫ.

1. Питчеры высокой квалификации в броске достигают скорости вылета мяча около 29 м/с, что почти соответствует скорости вылета мяча в бросках сверху полевыми игроками.

2. Наибольшие межиндивидуальные различия в кинематических показателях техники питчеровского броска наблюдаются в движениях правой ноги и плечевого сустава, а наименьшие в движении бросающей руки.

3. В основе выполнения питчеровского броска лежит биомеханизм вращательного движения бросающей руки как целого (в виде маятника), что в принципе отличается от других перемещающих движений (опорный бросок в гандболе, толкание ядра), в которых основным является механизм хлеста.

Литература:

1. Бернштейн Н.А.: О построении движений. 1947.

2. Гельфанд И.М., Гурфинкель В.С., Цетлин М.Л. О тактиках управления сложными системами в связи с физиологией. // Биологические аспекты кибернетики. М., АН СССР, 1962, С. 66-73.

3. Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О математическом моделировании механизмов центральной нервной системы. // Модели структурно-функциональной организации некоторых биологических систем. / Под ред. И.М.Гельфанда и др. М. - 1966.- С. 9-26.

4. Донской Д.Д. Строение действия (биомеханическое обоснование строения спортивного действия и его совершенствования). Учебно-методическое пособие для студентов физкультурных вузов и тренеров. М. - 1995. - 69 С.

5. Иориш Ю.М. 8,90 - феноменальный прыжок. // Ж. Легкая атлетика. 1981, № 6, С. 24 - 27.

6. Ланка Я.Е., Шалманов Ан.А. Биомеханика толкания ядра. М. - Физкультура и Спорт. - 1982. - 73 С.

7. Петрачева И.В. Оценка эффективности техники броска в опорном положении гандболистов разной квалификации. Автореф. кандид.дисс. М. - 1995. 22 С.

8. Рид Э.С. Уроки по теории действия. Управление движениями. 1990. М. - "Наука", С. 7 - 19.

9. Селуянов В.Н., Шалманов Ал.А. Основные механизмы отталкивания в прыжках в длину с разбега. // Теория и практика физической культуры. - 1983. - № 3. - С. 10-11.

10. Селуянов В.Н., Шалманов Ан.А., Айед Берхаием, Анненков К.А., Григоренко А.В. Биомеханизмы как основа развития биомеханики движений человека (спорта). // Теория и практика физической культуры. - 1995. - № 7. - С. 6-10.

11. Шалманов Ал.А., Шалманов Ан.А. Основные механизмы взаимодействия с опорой в прыжковых упражнениях. Методические рекомендации для слушателей Высшей школы тренеров, факультетов усовершенствования и повышения квалификации. М. - 1990. - 48 С.

Рис. 1. Время от первого створа до максимума скорости звеньев тела при броске снизу в софтболе (питчер высокой квалификации).

Рис. 2. Максимумы скорости звеньев тела при броске снизу в софтболе (питчер высокой квалификации).

Рис. 3. Время от момента вылета ядра до максимума скорости звеньев тела в толкании ядра.

Рис. 4. Максимумы скорости звеньев тела в толкании ядра.


 Home На главную  Forum Обсудить в форуме  Home Translate into english up

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Юзвенко, Г.В. Биомеханизмы техники броска питчера в софтболе // Юбилейный сборник научных трудов молодых ученых и студентов РГАФК. - М., 1998. - С. 242-248.