Автор: Пользователь скрыл имя, 01 Апреля 2012 в 17:20, реферат
Цель моей работы - изучить физику движений фигуриста, выяснить, почему же фигурист скользит по льду и обосновать закономерность выполнения элементов программы через основные законы физики.
Введение. 4
Скольжение. 5
Условия скольжения. 5
Скольжение по дуге. 6
Прыжок. 8
Период разбега. 9
Период толчка. 10
Создание начального вращения. 11
Период полета. 15
Поступательное движение тела. 16
Период приземления. 20
Амортизационная перегрузка при приземлении. 21
Кривизна дуги и положение продольной оси при приземлении. 22
Заключение. 23
Список литературы 24
Приложение 1. 25
Приложение 2 (прыжки). 25
Приложение 3. 26
Измерения скорости вращения тела показывают, что характер изменения угловой скорости в прыжках различен.Объясняется это тем, что начало группировки, ее скорость и плотность, длительность фиксации, скорость разгруппировки зависят от числа оборотов прыжка, стиля и манеры исполнения.
Среди разных кривых угловой скорости вращения тела можно выделить две группы, соответствующие двум основным способам выполнения прыжков: с фиксацией группировки и без нее.
В прыжках с максимальным для спортсмена числом оборотов фиксация группировки, как правило, есть. Таким способом выполняют в основном прыжки в 2 и более оборотов.
Прыжки одинарные и так называемые затяжные выполняют без фиксации группировки.
Прыжок Аксель в 1,5 оборота и некоторые двойные прыжки часто выполняют в затяжном варианте. В этом случае фигурист отрывается ото льда в возможно более разгруппированном положении и группируется, только пройдя верхнюю точку траектории. Со стороны, кажется, что он повисает в воздухе (рис. 10). Мнение о том, что благодаря наибольшей величине момента инерции этот вариант группировки обеспечивает максимальную угловую скорость, ошибочно.
Рис. 10. Затяжной вариант выполнения прыжка Аксель
При постоянном значении кинетического момента максимальная угловая скорость зависит только от минимального значения момента инерции, определяемого положением наиболее плотной группировки.[4, C.91]
Отсутствие выраженной группировки делает затяжные прыжки очень эффектными. Однако из-за низкой средней угловой скорости этот вариант группировки неприемлем для прыжков с максимальным числом оборотов.
Сгибая опорную ногу, фигурист в фазе амортизации переходит к скольжению по дуге так, чтобы погасить вертикальную скорость, преобразовать остаточное вращение вокруг продольной оси в скольжение по дуге приземления и не допустить чрезмерного уменьшения горизонтальной скорости движения.
В фазе выезда спортсмен разгибает опорную ногу, добивается устойчивого скольжения в требуемой позе.
Такое деление прыжка имеет много общего с делением, принятым в других видах спортивных прыжков: в гимнастических и акробатических прыжках, в прыжках в воду, на лыжах с трамплина и т. д., отражая при этом специфику фигурного катания. При внешней схожести, заключающейся в наличии без опорной фазы, обращает внимание принципиальное отличие прыжка фигуриста от подобных упражнений в других видах спорта. Главной особенностью прыжков в фигурном катании является накопление кинетической энергии при скольжении по льду и использование ее при скольжении по дуге. Роль мышц при этом заключается в точнейшем управлении процессов преобразования энергии скольжения в энергию полета, в создании и управлении вращательным движением вокруг продольной оси.[4, C.94]
В полете тело фигуриста обладает некоторой величиной кинетической энергии. В конце амортизации величина кинетической энергии вертикального движения равна нулю. Определим приближенно среднюю величину силы, действующей в этот момент на тело фигуриста в вертикальном направлении. Назовем эту силу амортизационной перегрузкой. Величина ее может быть определена по формуле:[4, C.96]
Где (m) — масса тела фигуриста; (Vg) — вертикальная составляющая скорости основного центра тяжести тела перед приземлением; (y)—вертикальное перемещение основного центра тяжести тела при амортизации; Fам— величина амортизационной перегрузки.
Определим вертикальное перемещение основного центра тяжести при амортизации. Выполняя приземление, фигурист в первый момент касается льда зубцами конька. Поэтому здесь следует учитывать переход конька с зубцов на плоскость, значительно увеличивающий вертикальное перемещение основного центра тяжести тела при амортизации.
Расчеты показывают, что величина амортизационной перегрузки, испытываемой фигуристом при приземлении, превышает 1000 н.
В практике встречаются приземления, выполняемые не на зубцы, а сразу на всю плоскость конька. В таких случаях величина амортизационной перегрузки резко увеличивается, что объясняется уменьшением пути амортизации.
Поэтому для более мягкого приземления необходимо выполнять амортизацию, используя переход конька с зубцов на плоскость.
В момент приземления фигурист скользит по дуге. Замечено, что движение при этом зависит от того, какой был полет. Определение связи между параметрами движения тела в полете и приземлении очень важно для практики, так как облегчает работу над ошибками в приземлении.
Мы уже говорили, что в фазе, непосредственно предшествующей приземлению, тело фигуриста совершает сложное движение, состоящее из поступательного вместе с осью вращения и вращательного вокруг этой оси. При приземлении фигурист скользит на коньке опорной ноги, что в определенной степени ограничивает движение основного центра тяжести тела. Это ограничение выражается, в частности, в том, что при приземлении, (да и вообще при скольжении) основной центр тяжести тела фигуриста может двигаться в направлении, параллельном полозу конька или близком к нему (рис. 11).
Рис. 11. Движение основного центра тяжести тела и конька опорной ноги в приземлении
Приближенно считая, что траектории основного центра тяжести тела и конька опорной ноги тождественны, можно сделать вывод, что радиус дуги приземления R зависит от скорости поступательного и вращательного движения тела в полете следующим образом:
Где: Vx — горизонтальная составляющая скорости движения основного центра тяжести тела перед приземлением; - угловая скорость вращения тела вокруг продольной оси перед приземлением.[2, C.72]
С учетом сил трения величина радиуса кривизны будет переменной - уменьшаться в зависимости от характера сил сопротивления. Данное соотношение выражает связь между параметрами движения тела в полете и во время приземления. Чем больше радиус дуги приземления, тем более качественно приземление.
Таким образом, качественное выполнение приземления зависит от того, насколько хорошо была выполнена предыдущая фаза прыжка - полет. В данном случае для улучшения качества приземления следует увеличивать горизонтальную составляющую скорости и уменьшать остаточную угловую скорость.
Поскольку при приземлении тело фигуриста движется по дуге, возникает результирующая сила may и центростремительное ускорение (aц). Оно рассчитывается по формуле:
Где (V)— горизонтальная скорость движения основного центра тяжести тела, (R) —радиус кривизны дуги приземления в данной точке.
Результирующая сила инерции действует в плоскости, перпендикулярной к направлению движения, и стремится опрокинуть тело фигуриста в направлении выпуклости дуги приземления. Именно возникновением этой силы объясняется одна из наиболее распространенных ошибок в многооборотных прыжках — падение в сторону выпуклости дуги приземления. Для нейтрализации этой силы фигурист должен придать продольной оси тела наклон в сторону вогнутости дуги приземления. Причем сделать это нужно в толчке и сохранять наклон в полете.
Величина наклона продольной оси тела в плоскости льда имеет решающее значение. Если она недостаточна, то верхнюю часть тела фигуриста как бы выбрасывает наружу дуги приземления. Чрезмерный наклон встречается реже. Он вызывает падение внутрь дуги приземления. Наиболее целесообразен угол наклона 70—72°.
Для хорошего выезда после приземления очень важен наклон тела в переднезаднем направлении. В момент приземления зубцы опорного конька создают торможение, из-за чего фигуриста нередко опрокидывает назад. Для предотвращения этой ошибки нужно, чтобы к моменту приземления продольная ось тела имела наклон вперед в пределах 75—77°.[4, C.99]
Заключение.
В моей работе я отобразила законы физики, влияющие на фигурное катание. Мной изучены необходимые для фигуриста навыки, тесно связанные с физическими законами, без знания которых фигурист не способен улучшать и совершенствовать свои достижения.
Я подробно выяснила и рассказала, от чего зависит скольжение фигуриста, а также прыжки, и их осуществление с учетом физических законов.
Моя работа помогла мне лучше понять методику скольжения на коньках, и теперь я могу подойти к обучению более рационально.
Список литературы:
Самые древние коньки были обнаружены на берегу Южного Буга, недалеко от Одессы, датированные периодом бронзового века. Такие коньки изготавливались из фаланги передних ног лошадей.
Изначально коньки предназначались для более быстрого передвижения. Много тысячелетий назад люди заметили, что по льду и плотному снегу гораздо быстрее и легче передвигаться, если прикрепить к подошве какой-нибудь твердый продолговатый предмет – именно эти «бегунки» и являются прототипом современных коньков. На смену костяным конькам пришли деревянные, «подкованные» с узким железным полозом. Когда они появились впервые, трудно сказать точно. Но уже в летописях и различных книгах XIV—XV столетий можно встретить записи и гравюры, на которых изображены люди, скользящие на деревянных коньках с железными лезвиями...
Считается, что родиной фигурного катания является Голландия. Именно там, в 13-14 веках появились первые железные коньки.
Фигурное катание в России приобрело популярность во времена Петра 1. Русский царь из Европы привёз домой первые образцы коньков. Именно Пётр 1 придумал новый способ крепления коньков – прямо к сапогам и создал, таким образом, прообраз сегодняшнего оснащения фигуристов.
Название «коньки» возникло потому, что передняя часть деревянных «бегунков» обычно украшалась конской головой.[3, C.13]
Аксель — один из прыжков в фигурном катании. Является рёберным прыжком. Единственный прыжок, исполняющийся с движения вперед, в силу чего в нем «не целое» число оборотов. Одинарный Аксель — это полтора оборота, тройной — три с половиной. Прыжок назван по имени норвежского фигуриста Акселя Паульсена, впервые исполнившего его в 1882 году.
Сальхо́в - один из двух рёберных прыжков в фигурном катании. Заход на прыжок происходит с дуги назад-внутрь, одновременно с этим свободная нога делает мах вокруг тела, приземление выполняется на наружное ребро на ход назад на маховую ногу. В зависимости от количества вращений в воздухе различают одинарный, двойной, тройной или четверной Сальхов. Прыжок назван по имени шведского фигуриста Ульриха Сальхова, впервые исполнившего его в 1909 году.
Петля – прыжок в фигурном катании. Выполняется после скольжения назад на наружном ребре. Отрыв ото льда происходит за счёт увеличения центробежного ускорения вследствие уменьшения радиуса толчковой дуги. Свободной ногой выполняется мах вверх-назад. Приземление выполняется на наружное ребро той же ноги, с которой выполнялся толчок в скольжение назад. Этот прыжок назван по имени немецкого фигуриста Вернера Риттбергера, впервые исполнившего его в 1910 году, однако в англо- и франкоязычных странах прыжок называют «петля».
Тулуп— один из простейших прыжков в фигурном катании. При выполнение прыжка в полете фигурист вращается против часовой стрелки, приземление осуществляется на наружном ребре конька.
Флип — прыжок исполняется толчком зубца опорной ноги при движении назад на внутреннем ребре другой ноги. Выезд осуществляется на толчковую ногу.
Лутц — прыжок в фигурном катании, названный в честь австрийского фигуриста Алоиза Лутца, впервые исполнившего его в 1913 году. В зависимости от количества вращений в воздухе различают одинарный, двойной и тройной лутц. Лутц является вторым по сложности после Акселя. Чаще всего на лутц заходят с подсечки назад направо (по часовой стрелке). Прыжок выполняется с хода назад с наружного ребра левой ноги, удар зубцом правой ноги, фигурист приземляется на правую ногу.[6]
Фото 1
Выполнение прыжка «тулуп» (период полета).
Фото 2
Выполнение одноопорного скольжения.
26
[1].Приложение 1
[2]Приложение 3 фото 2
[3]Приложение 2
[4]Приложение 3 фото 1
[5] Существуют компьютерные программы для расчета скорости, дальности прыжка, количества оборотов и т.д. (учитывая индивидуальные показатели фигуриста)
[6] Дойной Лутц
[7] Двойной Аксель