Силы в движениях спортсменов

Движения человека представляют собой результат взаимодействия внешних и внутренних сил.

Внешние силы возникают при соприкосновении человека с окружающей средой (опорой, различными предметами, спортивными снарядами и т. п.). Только благодаря такому контакту возможно перемещение тела в пространстве.

Внутренние силы возникают при взаимодействии звеньев тела человека друг с другом. Внутренние силы не в состоянии изменить движение тела, придать ему ускорение. Однако управляя ими, тягами мышц, человек может целенаправленно повлиять на внешние силы, изменив величину и направление действия.

Силы действия среды

Спортсмену нередко приходится преодолевать сопротивление воздуха или воды. Среда, в которой движется человек, оказывает свое действие на его тело. Это действие может быть статическим (выталкивающая сила) и динамическим (лобовое сопротивление, нормальная реакция опоры).

Выталкивающая сила — это мера действия среды на погруженное в нее тело. Она измеряется весом вытесненного объема жидкости и направлена вверх. Если выталкивающая сила Q больше силы тяжести тела G, то тело всплывает. Если же сила тяжести тела больше выталкивающей силы, то оно тонет.

Лобовое сопротивление — это сила, с которой среда препятствует движению тела относительно нее. Величина лобового сопротивления (R x) зависит от площади поперечного сечения тела, его обтекаемости, платности и вязкости среды, а также относительной скорости тела.

Изменяя площадь поперечного сечения тела, можно изменить и действие среды. Так, у лыжника при спуске с горы в высокой стойке эта площадь почти в 3 раза больше, чем в низкой стойке. Значит, сопротивление воздуха при спуске можно изменять почти в 3 раза. Принимая в воде позы с лучшей обтекаемостью, нужно уменьшать сопротивление воды. Как известно, с увеличением скорости передвижения сопротивление воды или воздуха резко увеличивается (примерно пропорционально квадрату скорости).

Нормальная реакция среды — это сила, действующая со стороны среды на тело, расположенное под углом к направлению его движения. Она зависит от тех же факторов, что и лобовое сопротивление:

Нормальная реакция среды при гребке направлена перпендикулярно силе лобового сопротивления.

С нормальной реакцией среды как с подъемной силой приходится считаться (например, пловцу во время продвижения по дистанции, прыгуну на лыжах с трамплина во время полета в воздухе).