Зовнішньо-балістичні показники польоту ядра та їх вплив на змагальний результат штовхальників на етапі спеціалізованої базової підготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зовнішньо-балістичні показники польоту ядра та їх вплив на змагальний результат штовхальників на етапі спеціалізованої базової підготовки

Рожков В. О.

Харківська державна академія фізичної культури

В статті розглядаються закономірності дій сил та моментів, які діють на ядро після його виштовхування. Представлені результати дослідження залежності зовнішньо-балістичних показників польоту ядра з результатом штовхання ядра, спортсменів які перебувають на етапі спеціалізованої базової підготовки. ядро штовхання політ балістичний спортсмен

Ключові слова: штовхальники ядра, зовнішньо-балістичні показники, результат, етап спеціалізованої базової підготовки.

Рожков В. А.Внешне-баллистическиепоказателиполета ядра и ихвлияние на соревновательный результат толкателей на этапеспециализированнойбазовой підготовки. В статьерассматриваютсязакономерностидействий сил и моментов, действующих на ядро послееговыталкивания. Представленырезультатыисследованиязависимостивнешне-баллистическихпоказателейполета ядра с результатом толкания ядра у спортсменов, которыенаходятся на этапеспециализированнойбазовойподготовки.

Ключевые слова: толкатели ядра, внешне-баллистическиепоказатели, результат, этапспециализированнойбазовойподготовки.

Rozhkov V. О. externalballisticindicatorsoftheflightoftheshotandtheirimpactonthecompetitiveresults shot-puttersatthestageofspecializedbasicpreparation. Thearticledescribesexternalballisticindicatorsoftheflightofthenucleus. Theresultsofthestudyofthedependenceoftheexternalballisticindicatorsoftheflightofthecorewiththeresultofshotput, athleteswhoareatthestageofspecializedbasictrainingarepresented.

Theresearchwasattendedby 12 shotputters 15-17 yearswhowereatthestageofspecializedbasictraining. Inarticleusedthefollowingmethods: analysisandgeneralizationof scientific-methodical literature, analysisofvideomaterials, methodsofmathematicalstatistics.

As a resultofconductedresearch, werefoundthefollowingexternalballisticindicatorsofthekernelflightintheshot-puttersatthestageofspecializedbasicpreparation: thekineticenergyofthekernel 313,34 ± 10,24 J, thegreatest a flightaltitudeofthe shot5,02 ± 0,46 m, thesmallestoverloadoftheshot 0,004 ± 0,0004 g thelargestoverloadofshot 0,010 ± 0,0003 g, thelargestpressurewhichaffectstheshotduringitsflight 90,43 ± 2,81 Pa, thesmallestpressurewhichaffectstheshotduringitsflight 39,35 ± 4,11Pa, thelargestspeedof a flightoftheshot 12,49 ± 0,19 m/s, thesmallestspeedof a flightoftheshot 7,94 ± 0,41 m/s, lossesofresultas a resultoftheshotdeviationfromthesettrajectory 7,67 ± 1,83 sm.

Analysisoftherelationshipexternalballisticindicatorsoftheflightoftheshotwithresultoftheshotputshowingthatduringthepreparationoftheshotputtersisnecessaryinadditiontoreducinglossesresultsas a resultofthedeviationoftheshotfromthesettrajectoryduetotheactionsoftheforcesandmomentsduringhisflightinthefirstplace, firstofall, seektoinfluencetheseindicatorsexternalballistics: kineticenergyof a departureoftheshot, largestspeedof a flightoftheshotandlargestpressurewhichaffectstheshotduringitsflight.

Keywords: corepushers, externalballisticindicators, result, stageofspecializedbasictraining.

Постановка проблеми. Аналіз останніх досліджень і публікацій

Зовнішньо-балістичні показники визначають закономірності дій сил та моментів, які діють на ядро після його виштовхування і тому повинні займати ключове місце в підготовці штовхальників.

Попри такий значущий вплив зовнішньої балістики Л. Є. Шестерова, В. О. Рожков [1] зазначають, що зовнішньо- балістичні показники у штовханні ядра майже не досліджувались. Young M. [10], N. P. Linthorne [6], S. Wang [9] досліджували кут вильоту ядра та його вплив на результат штовхання. Аналіз динаміки швидкості руху ядра відображений в працях Gutierrez-Davila [5]. L. Frossword [4] досліджував особливості траєкторії руху ядра.

Дослідники зовнішньої балістики R. Trebinski [8], R. Andreas [3], Н. Медведєва [2], F. Robert [7] вважали, що найголовнішими чинниками, які впливають на дальність польоту снаряду є: кінетична енергія, що передається снаряду в момент вильоту, сила тиску та перевантаження, які діють на нього під час його польоту. Однак, попри значну важливість, ці показники в штовханні ядра досі залишаються невизначеними. Майже не досліджувався вплив зовнішньо-балістичних показників на результат штовхання ядра, особливо на етапі спеціалізованої базової підготовки, тому дуже важливо визначити зовнішньо-балістичні показники польоту ядра та їх вплив на змагальний результат.

Мета роботи: визначити зовнішньо-балістичні показники польоту ядра та виявити їх вплив на результат штовхання ядра у спортсменів на етапі спеціалізованої базової підготовки.

Методи дослідження: аналіз та узагальнення науково-методичної літератури, аналіз матеріалів відеозйомки, методи математичної статистики.

Результати дослідження та їх обговорення

У дослідженні взяли участь 12 штовхальників ядра 15-17 років, які перебували на етапі спеціалізованої базової підготовки. Зовнішньо-балістичні показники польоту ядра досліджуваних штовхальників представлені в таблиці 1.

Таблиця 1

Зовнішньо-балістичні показники польоту ядра досліджуваних штовхальників (n=12)

Аналіз отриманих даних дозволив встановити, що кінетична енергія ядра, досліджуваних штовхальників, в середньому становила 313,34 ± 10,24 Дж. Кінетична енергія, яку одержує ядро під час виштовхування - це сила, яка передається ядру в момент вильоту. За напрямом вона не співпадає з силою, яку докладає штовхальник до ядра. Це обумовлено тим, що під час виштовхування, вектор прикладеного зусилля не співпадає з центром маси ядра, частина зусиль, прикладених штовхальником, втрачається і не передається ядру. Іншою причиною відсутності збігу прикладеної сили та сили, що отримує ядро, є спосіб тримання ядра штовхальником. Оскільки під час виштовхування ядро розміщується на середніх фалангах пальців кисті руки, тому частина зусиль не передається ядру. Отже, важливо визначати не силу з якою штовхальник виштовхує ядро, а силу яку отримує ядро.

Найбільша висота польоту ядра вимірювалась в найвищій точці траєкторії польоту ядра і дорівнювала в середньому 5,02 ± 0,46 м.

У досліджуваних спортсменів спостерігалось зменшення перевантаження ядра з моменту виштовхування його до досягнення ним вершини траєкторії. Величина найменшого перевантаження ядра в середньому становила 0,00414 ± 0,0004g.

На низхідній частині траєкторії спостерігалось збільшення величини перевантаження ядра. Найбільше перевантаження ядра було зафіксовано перед його приземленням. У досліджуваних спортсменів найбільша величина перевантаження ядра дорівнювала 0,01038 ± 0,0003g.

У досліджуваних спортсменів найбільша сила тиску, що діяла на ядро, була зафіксована на низхідній частині траєкторії польоту перед приземленням 90,43 ± 2,81 Па. Найменша сила тиску, яка діяла на ядро під час його польоту, спостерігалась на вершині траєкторії польоту ядра. У досліджуваних штовхальників, вона в середньому дорівнювала 39,35 ± 4,11 Па.

Сила тиску є негативною силою, яка діє на ядро. Ця сила гальмує, сповільнює рух ядра, зменшуючи результат у штовханні. Виникнення цієї сили пов'язано, в першу чергу, із супротивом повітря. Супротив повітря є гальмуючою силою. З підвищенням швидкості польоту ядра, супротив повітря різко збільшується, тим самим, створюючи більший тиск на снаряд. Ще одним фактором, виникнення сили тиску, є зона розрядженого повітря - це порожнеча, яку залишає позаду себе снаряд виштовхуючи частки повітря, які не встигають заповнитись, попереду ядра утворюється ущільнене повітря, яке гальмує його політ. Розряджена зона позаду снаряду засмоктує ядро і цим ще більше гальмує його пересування, створюючи додатковий тиск.

Найбільша швидкість польоту ядра, в середньому була 12,49 ± 0,19 м/c та спостерігалась перед його приземленням.

Найменша швидкість польоту ядра спостерігалась на вершині траєкторії польоту 7,94 ± 0,41 м/с.

Зменшення дальності польоту ядра, внаслідок відхилення траєкторії від заданої, обумовлено дією, насамперед, нутаційно-прецесіонних коливань під час польоту ядра та силою Магнуса. Під впливом одночасної дії перекидаючої сили повітря і сили обертання, викликаної обертанням ядра під час польоту, виникають нутаційно-прецесіонні коливання. Виникає сила Мангнуса, оскільки в більшості випадків вісь ядра не співпадає за напрямком з вектором швидкості. Поряд з цим, спостерігається дія поперечної складової швидкості потоку повітря, що складається зі швидкості циркулюючого потоку, який створює з однієї сторони ядра область підвищеного тиску, а з іншої пониженого тиску, в результаті чого й виникає сила Магнуса. Разом з цими двома силами, що діють на ядро під час польоту, діє ще і гравітація та спостерігається неспівпадіння центру тиску з центром мас ядра, що викликає статичну нестійкість ядра під час польоту і збільшує перекидаючу аеродинамічну силу. Всі ці сили відхиляють траєкторію ядра від початкової, зменшуючи дальність його польоту.

За допомогою зовнішньо-балістичного моделювання було визначено ступінь відхилення траєкторії польоту ядра від траєкторії по якій штовхальник його виштовхнув. Тобто, були мінімізовані сили, дія яких викликає відхилення траєкторії ядра від траєкторії з якою штовхальник виштовхує ядро та створені оптимальні умови в яких воно не відхиляється від заданої траєкторії. Аналіз результатів зовнішньо-балістичного моделювання показав, що внаслідок відхилення траєкторії польоту ядра від заданої, результат штовхання зменшується в середньому на 7,7 ± 1,8 см.

В усіх досліджуваних показниках, окрім втрат результату внаслідок відхилення ядра від заданої траєкторії, коефіцієнти варіації не перевищували 10%, що вказує на високу однорідність результатів та на відсутність значних розбіжностей між ними.

Неоднорідність втрат результату, внаслідок відхилення ядра від заданої траєкторії, пов'язано з індивідуальними особливостями техніки штовхання ядра у досліджуваних спортсменів.

Для визначення впливу досліджуваних зовнішньо-балістичних параметрів польоту ядра на результат штовхання ядра був проведений кореляційний аналіз за методом парної кореляції Пірсона (табл. 2).

Таблиця 2

Взаємозв'язок зовнішньо-балістичних показників з результатом штовхання ядра на етапі спеціалізованої базової підготовки (n=12)

Примітка. r >r кр, при r >(0,576)

З поміж зовнішньо-балістичних показників найбільший впив на результат у штовханні ядра мали кінетична енергія вильоту ядра, найбільший тиск та перевантаження ядра, які діяли на нього під час його польоту, а також найбільша швидкість котру мало ядро в польоті.

Між кінетичною енергією, яку мало ядро в момент виштовхування, та результатом штовхання спостерігався високий ступень взаємозв'язку (r=0,972). Отримані дані вказують на те, що чим більшою буде кінетична енергія ядра в момент виштовхування, тим більшим буде результат виштовхування.

Не менш тісний взаємозв'язок спостерігався між найбільшою швидкістю ядра під час польоту та результатом (r=0,958), що також вказує на збільшення результату у штовханні ядра із підвищенням швидкості. Кореляційний аналіз показав, що чим більшим є результат, тим більшим буде найбільший тиск діючий на ядро (r=0,987). Тобто, чим більшим є результат у штовханні ядра, тим більшу швидкість воно має, а отже спостерігається більша дія супротиву повітря створюючи більший тиск на ядро. Сила тиску є негативною силою, вона зменшує результат штовхання, тому необхідно визначити способи впливу на неї щоб підвищити результат у штовханні.

Окрім зазначених показників, досить висока ступінь взаємозв'язку спостерігається між результатом штовхання ядра та найбільшим перевантаженням ядра (r=0,705). Отримані дані свідчать про збільшення результату штовхання ядра із підвищенням його перевантаження.

Висновки:

1. Аналіз наукової та методичної літератури показав, що незважаючи на велику значимість зовнішньої балістики її показники у штовханні ядра майже не досліджувались. Недостатньо визначений вплив зовнішньо-балістичних показників на результат штовхання ядра.

2. У результаті проведеного дослідження були виявлені наступні зовнішньо-балістичні показники польоту ядра у штовхальників на етапі спеціалізованої базової підготовки: кінетична енергія ядра 313,34 ± 10,24 Дж, найбільша висота польоту ядра 5,02 ± 0,46 м, найменше перевантаження ядра 0,004 ± 0,0004 g, найбільше перевантаження ядра O, 010 ± 0,0003 g, найбільший тиск, що діє на ядро під час польоту 90,43 ± 2,81 Па, найменший тиск, що діє на ядро під час польоту 39,35 ± 4,11 Па, найбільша швидкість польоту ядра 12,49 ± 0,19 м/с, найменша швидкість польоту ядра 7,94 ± 0,41 м/с, втрати результату внаслідок відхилення ядра від заданої траєкторії 7,67 ± 1,83 см.

3. Під час підготовки штовхальників ядра необхідно, окрім зменшення втрат результату внаслідок відхилення ядра від заданої траєкторії за рахунок дії сили та моментів під час його польоту, намагатись вплинути на такі показники зовнішньої балістики як: кінетична енергія в момент виштовхування, найбільша швидкість польоту ядра, найбільший тиск, що діє на ядро під час його польоту.

Перспектива подальших досліджень. передбачається визначити вплив рівня розвитку абсолютної сили на зовнішньо-балістичні показники польоту ядра.

Література

1. Шестерова Л. Є., Рожков В. О. Вплив зовнішньо-балістичних показників на дальність польоту ядра // Збірник наукових праць ІІ Всеукраїнської науково-практичної Інтернет-конференції «Основи побудови тренувального процесу в циклічних видах спорту (на честь святкування 25-річчя Незалежності України)».Харків, 2016. С. 64-66.

2. Медведева Н. П. Экспериментальнаябаллистика. Томск, 2006. Ч.1. 172 с.

3. Andreas R. BallistischeModelle. Munchen, 2011. 84 p.

4. Frossword L. Shottrajectoryparametersingoldmedalstationeryshotputtersduring world-classcompetition // AdaptationPhysicalActivityResearchQuarterly. 2007. № 24(4). P. 317-319.

5. Gutierrez-Davila М., Rojas J., Campos J., Gamez J., Encarnacion A. Biomechanicalanalysisoftheshotputatthe 12th IAAF WorldIndoorChampionships // NewStudiesinAthletics. 2009. № 24 (3). P. 45-61.

6. Linthorne N. P. Optimumreleaseangleintheshotput // JournalofSportsSciences, 2001. № 19 (5). P. 359-372.

7. Robert F. Truncated Tae-of-the MagnusForceYingTaemodifiedPointmasstrajectorymodel / F. Robert. - Aberdeen: ballisticsresearchlaboratory, 1990. - 34 p.

8. Trebinski R., Czyzewska M. Esmitionoftheincreasesinprojectileintheintermediateballisticsperiod // CentralEuropeanJournalofEnergeticMaterials. 2015. № 12(1). P. 63-76.

9. Wang S., Chen S. Dependenceofreleasevariablesintheshotput // JournalofBiomechanics. 2002. № 35 (2). P. 299-301.

10. Young M. Li L. Determinationofcriticalparametersamongelitefemaleshotputters //SportsBiomechanics. 2005. № 4.

Размещено на Allbest.ru