Содержание
- Ударные действия
- Основы теории удара
Ударом в механике называется кратковременное взаимодействие тел, в ре-зультате которого резко изменяются их скорости. При таких взаимодействиях возникают столь большие силы, что действием всех можно пренебречь.
Примерами ударов являются:
— удары по мячу, шайбе. В данном случае происходит быстрое, изменение скорости по величине и направлению. Подобные удары с последующим отско-ком часто встречаются в перемещающих спортивных движениях;
— приземление после прыжков и соскоков (скорость тела спортсмена резко снижается до нуля). Особенно целесообразно рассматривать приземление как удар, если оно происходит на выпрямленные ноги или связано с падением;
— вылет стрелы из лука, акробата в цирке с подкидной доски и т. п. Здесь скорость до начала взаимодействия равна нулю, а затем резко возрастает.
Изменение ударных сил во времени происходит примерно так. Сначала сила быстро возрастает до наибольшего значения, а затем падает до нуля. Мак-симальное ее значение может быть очень большим. Однако основной мерой ударного взаимодействия является не сила, а ударный импульс, численно рав-ный заштрихованной площади под кривой F (t). Он может быть вычислен как интеграл: где S ударный импульс, t1 и t2 время начала и конца удара, F (t) зависи-мость ударной силы F от времени t.
За время удара скорость тела, например мяча, изменяется на определен-ную величину. Это изменение прямо пропорционально ударному импульсу и обратно пропорционально массе тела. Другими словами, ударный импульс ра-вен изменению количества движения тела.
Последовательность механических явлений при ударе такова: сначала происходит деформация тел, при этом кинетическая энергия движения перехо-дит в потенциальную энергию упругой деформации, затем потенциальная энер-гия переходит в кинетическую. В зависимости от того, какая часть потенциаль-ной энергии переходит в кинетическую, а какая рассеивается в виде тепла, раз-личают три вида удара:
1. Вполне упругий удар вся механическая энергия сохраняется. Таких ударов в природе нет (всегда часть механической энергии при ударе переходит в тепло). Однако в некоторых случаях удары, например удар бильярдных ша-ров, близки к вполне упругому удару.
2. Неупругий удар энергия деформации полностью переходит в тепло. Пример: приземление в прыжках и соскоках, удар шарика из пластилина в сте-ну и т. п. При неупругом ударе скорости взаимодействующих тел после удара равны (тела объединяются).
3. Не вполне упругий удар лишь часть энергии упругой деформации переходит в кинетическую энергию движения.
Биомеханика ударных действий.
Ударными в биомеханике называются действия, результат которых дости-гается механическим ударом. В ударных действиях различают:
1. Замах движение, предшествующее ударному движению и приводящее к увеличению расстояния между ударным звеном тела и предметом, по которо-му наносится удар. Эта фаза наиболее вариативна.
2. Ударное движение от конца замаха до начала удара.
3. Ударное взаимодействие (или собственно удар) столкновение уда-ряющихся тел.
4. Послеударное движение движение ударного звена тела после прекра-щения контакта с предметом, по которому наносится удар.
Уже говорилось, что при механическом ударе скорость тела (например, мяча) после удара тем выше, чем больше скорость ударяющего звена непосред-ственно перед ударом. При ударах в спорте такая зависимость необязательна. Например, при подаче в теннисе увеличение скорости движения ракетки может привести к снижению скорости вылета мяча, так как ударная масса при ударах, выполняемых спортсменом, непостоянна: она зависит от координации его дви-жений. Если, например, выполнять удар за счет сгибания кисти или с расслаб-ленной кистью, то с мячом будет взаимодействовать только масса ракетки и кисти. Если же в момент удара ударяющее звено закреплено активностью мышц-антагонистов и прдставляет собой как бы единое твердое тело, то в ударном взаимодействии будет принимать участие масса всего этого звена.
