Биомеханика ходьбы и бега. Величина силы реакции опоры

Динамометрические платформы позволяют зарегистрировать в обычной ходьбе три составляющие силы реакции опоры: вертикальную и горизонтальные (переднезаднюю и боковую). Повышенной скорости спортивной ходьбы сопутствуют более высокие, чем при обычной ходьбе, составляющие силы реакции опоры. Например, первый пик вертикальной составляющей может быть почти в два раза больше, чем при обычной ходьбе, но второй, относящийся к отталкиванию, больше только на 10 – 20 %. Переднезадняя составляющая обычно больше на 50 – 60 % в обеих своих частях, т. е. тормозящей и ускоряющей. Если движения бёдер и туловища, а также компенсирующие движения верхних конечностей выполняются технически правильно, то они уменьшают размах колебательного движения более высоко расположенных точек тела: таза, середины туловища и головы.

Скорость бега и способ постановки стопы на опору связаны с хаpaктером и величиной силы реакции опоры в беге. Нагрузка на нижние конечности, как правило, больше во время амортизации, чем отталкивания. При спринтерских скоростях в начале фазы опоры появляется высокий пик силы реакции опоры, который в пять раз превышает вес тела. Этот амортизационный пик снижается в соответствии со скоростью бега и способом постановки стопы на опору.

Различают четыре способа постановки стопы на опору. Основной заключается в том, что сначала в контакт с опорой вступает пятка и внешняя часть стопы: таким способом бегают спортсмены на всех дистанциях, но наиболее типичен он для стайеров. Плоскую постановку стопы применяют чаще на средних дистанциях. Более раннее вхождение в контакт с опорой внешней частью плюсны и последующая плоская опора на всю стопу типична для большинства спринтеров.

Отталкивание от опоры осуществляется посредством: 1) собственно отталкивания ногами от опоры; 2) маховыми движениями свободных конечностей тела. Эти движения должны быть тесно взаимосвязаны в едином действии – отталкивании. От их согласованности в значительной мере зависит совершенство отталкивания.

Во время отталкивания бегуна от опоры стопа зафиксирована неподвижно (трение покоя). На стопу как на опopное звено со стороны голени действует давление ускоряемых звеньев тела, направленное вниз и назад (F отт). Через стопу оно передаётся на опору. Противодействием этому давлению служит реакция опоры (R оп). Она приложена к стопе и направлена вперёд – вверх (рис. 1).

Рисунок 1. Отталкивание от опоры

Реакция опоры и давление голени приложены к стопе в противоположных направлениях; они взаимно уравновешиваются и фиксируют стопу на опоре. Реакция опоры и является той внешней силой, сообщающей ускорение ОЦТ тела во время отталкивания.

Маховые движения при отталкивании – это быстрые движения свободных звеньев тела, одинаковые в основном по направлению с отталкиванием ногой от опоры. При маховых движениях перемещаются ЦМ соответствующих звеньев тела.

Когда ускорения маховых звеньев направлены от опоры вверх вперёд, возникают силы инерции этих звеньев, направленные к опоре вниз назад. Совместно с весом тела бегуна, силой отталкивания опopной ноги – они увеличивают силу отталкивания, что дает прирост количества движения, т. е. увеличивают скорость ОЦМ тела.

Таким образом, маховые движения свободных звеньев тела, одинаковые по направлению с отталкиванием ногой от опоры, можно считать составной частью отталкивания. Маховые движения увеличивают силу отталкивания и создают условия для быстрого завершения отталкивания.

Раздел статьи: Биомеханика