В биомеханике выделяют две группы задач, решение которых определяет ее содержание – теорию и метод:
- общая задача биомеханики;
- частные задачи биомеханики.
Общая задача охватывает всю область теории биомеханики в целом; частные же задачи важны при изучении конкретных вопросов исследуемых явлений.
Общая задача биомеханики
Общая задача изучения движений человека состоит в оценке эффективности действия внешних и внутренних сил для более совершенного достижения цели движения. Технология решения общей задачи биомеханики включает в себя три этапа:
1. Определить все силы, действующие на тело спортсмена в процессе выполнения двигательного действия.
2. Выделить силы:
- которые оказывают положительное воздействие на достижение цели движения и эффективное решение двигательной задачи;
- которые оказывают отрицательное воздействие на достижение цели движения и эффективное решение двигательной задачи.
3. Сконструировать такую технику изучаемого упражнения, при которой действие сил, оказывающих положительное воздействие на формирование рациональной структуры движения, будет максимальным, а действие тех сил, которые оказывают отрицательное воздействие – минимальным.
Рассмотрим следующий пример. Допустим, спортсмен выполняет большой оборот назад на перекладине (рис.1.1). Ставится цель движения: в момент прохождения вертикального положения над опорой приобрести максимально возможную скорость звеньев тела.
Рис. 1.1. Большой оборот назад на перекладине
В первой половине оборота (I), на тело спортсмена оказывают действие силы: сила тяжести (Р), момент силы трения кистей рук гимнаста о гриф перекладины, сопротивление внешней среды. Во второй половине оборота (II) на тело гимнаста действуют эти же силы. Допустим, гимнаст выполняет движение выпрямленным телом на всей траектории оборота. В первой половине оборота сила тяжести оказывает положительное воздействие: она разгоняет звенья тела спортсмена (+) и к моменту прохождения вертикального положения под опорой спортсмен приобретает максимальную скорость.
Во второй половине оборота эта же сила оказывает отрицательное воздействие: сила тяжести тормозит (-) звенья тела спортсмена. Совокупное тормозящее действие моментов силы тяжести и силы трения кистей рук гимнаста о гриф перекладины приведут к тому, что гимнаст, не доходя примерно 300 до вертикального положения над опорой (угол Q), остановится, что не позволит ему успешно решить двигательную задачу.
Анализ решения общей задачи биомеханики в исследуемом упражнении показывает, что для увеличения положительного действия момента силы тяжести в первой половине оборота необходимо выполнять движение выпрямленным телом (руки, туловище, ноги располагаются на одной прямой) для того, чтобы положительная работа момента силы тяжести на всей траектории оборота была наибольшей.
Для уменьшения отрицательного воздействия момента силы тяжести, во второй половине оборота, гимнасту необходимо выполнить сгибательные движения рук в плечевых и ног в тазобедренных суставах, что позволит приблизить общий центр масс звеньев тела спортсмена к опорной вертикали и поддержать набранную скорость.
Частные задачи биомеханики
Частные задачи биомеханики состоят в изучении следующих основных вопросов:
1. Строение, свойства и двигательные функции тела спортсмена.
2. Рациональная спортивная техника.
3. Техническое совершенствование спортсмена.
Первая группа частных задач направлена на выяснение вопроса об особенностях строения опорно-двигательного аппарата, его механических и функциональных свойств, особенностях работы мышечного аппарата.
Вторая группа задач ориентирована на изучение ныне существующей техники соревновательных упражнений, а также на разработку новой, более рациональной техники для конкретного исполнителя.
Третья группа задач – биомеханическое обоснование технической подготовки спортсменов, подразумевает:
- определение особенностей и уровня двигательной и физической подготовленности тренирующихся;
- построение оптимальной (наилучшей) спортивной техники;
- подбор вспомогательных упражнений и создание тренажеров для специальной физической и технической подготовки;
- оценку и контроль эффективности применяемых методов тренировки.