Биомеханика удара в боксе

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ УДАРА…………………………………………4 1.1. Биомеханика ударных действий……….……………………………………7

ГЛАВА 2. БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДВИЖЕНИЙ БОКСЕРА …13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….15 СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ…………...…………………………………………...16

ВВЕДЕНИЕ

Задача биомеханики заключается в том, говорил А. А. Ухтомский, чтобы установить «те условия, при которых движущие силы мускулатуры действуют на твердые части скелета и могут превращать тело животного в рабочую машину с определенным полезным эффектом». Удары и защитные действия боксера заключают в себе как поступательное, так и вращательное движения. Поступательным называется такое движение, когда любая линия, условно проведенная внутри тела, перемещается параллельно самой себе (например, движение боксера вперед при атаке прямым ударом левой в голову). При вращательном движении все точки тела описывают окружности, центры которых лежат на прямой, называемой осью вращения.  Движение может быть больше поступательным, чем вращательным, или наоборот. Поступательные и вращательные движения, совершаемые одновременно, образуют сложное движение. В ряде случаев действия боксера включают движения в вертикальном направлении. Так, удар, нанесенный правой или левой рукой снизу в голову в ближней дистанции, связан с разгибанием ног, с направляющим усилием вверх.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ УДАРА

Ударом в механике называется кратковременное взаимодействие тел, в результате которого изменяются их скорости. Ударная сила зависит, согласно закону Ньютона, от эффективной массы ударяющего тела и его ускорения:

где
F - сила,
m - масса,
a - ускорение.

Если рассматривать удар во времени, то взаимодействие длится очень короткое время – от десятитысячных (мгновенные квазиупругие удары), до десятых долей секунды (неупругие удары). Ударная сила в начале удара быстро возрастает до наибольшего значения, а затем падает до нуля (рис. 1). Максимальное ее значение может быть очень большим. Однако основной мерой ударного взаимодействия является не сила, а ударный импульс, численно равный 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) – зависимость ударной силы F от времени t.

Так как процесс соударения длится очень короткое время, то в нашем случае его можно рассматривать как мгновенное изменение скоростей соударяющихся тел. В процессе удара, как и в любых явлениях природы должен соблюдаться закон сохранения энергии. Поэтому закономерно записать следующее уравнение:

где
E1 и E2 – кинетические энергии первого и второго тела до удара,
E'1 и E'2 – кинетические энергии после удара,
E1п и E2п – энергии потерь при ударе в первом и во втором теле.

Соотношение между кинетической энергией после удара и энергией потерь составляет одну из основных проблем теории удара. Последовательность механических явлений при ударе такова, что сначала происходит деформация тел, во время которой кинетическая энергия движения переходит в потенциальную энергию упругой деформации. Затем потенциальная энергия переходит обратно в кинетическую. В зависимости от того, какая часть потенциальной энергии переходит в кинетическую, а какая теряется, рассеиваясь на нагрев и деформацию, различают три вида удара:

1.     Абсолютно упругий удар – вся механическая энергия сохраняется. Это идеализированная модель соударения, однако, в некоторых случаях, например в случае ударов бильярдных шаров, картина соударения близка к абсолютно упругому удару.

2.     Абсолютно неупругий удар – энергия деформации полностью переходит в тепло. Пример: приземление в прыжках и соскоках, удар шарика из пластилина в стену и т. п. При абсолютно неупругом ударе скорости взаимодействующих тел после удара равны (тела слипаются).

3.     Частично неупругий удар — часть энергии упругой деформации переходит в кинетическую энергию движения.

В реальности все удары являются либо абсолютно, либо частично неупругими. Ньютон предложил характеризовать не вполне упругий удар гак называемым коэффициентом восстановления.                                                 Он равен отношению скоростей взаимодействующих тел после и до удара. Чем этот коэффициент меньше, тем больше энергии расходуется на некинетические составляющие E1п и E2п (нагрев, деформация). Теоретически этот коэффициент получить нельзя, он определяется опытным путем и может быть рассчитан по следующей формуле:

Где  v1 , v2  –  скорости тел до удара,  v'1 , v'2 – после удара.

При k = 0 удар будет абсолютно неупругим, а при k = 1 – абсолютно упругим. Коэффициент восстановления зависит от упругих свойств соударяемых тел. Например, он будет различен при ударе теннисного мяча о разные грунты и ракетки разных типов и качества. Коэффициент восстановления не является просто характеристикой материала, так как зависит еще и от скорости ударного взаимодействия - с увеличением скорости он уменьшается. В справочниках приведены значения коэффициента восстановления для некоторых материалов для скорости удара менее 3 м/с.

1.1. Биомеханика ударных действий

Ударными в биомеханике называются действия, результат которых достигается механическим ударом. В ударных действиях различают:

1. Замах – движение, предшествующее ударному движению и приводящее к увеличению расстояния между ударным звеном тела и предметом, по которому наносится удар. Эта фаза наиболее вариативна.

2. Ударное движение – от конца замаха до начала удара.

3. Ударное взаимодействие (или собственно удар) – столкновение ударяющихся тел.

4. Послеударное движение – движение ударного звена тела после прекращения контакта с предметом, по которому наносится удар.

При механическом ударе скорость тела после удара тем выше, чем больше скорость ударяющего звена непосредственно перед ударом. При ударах в спорте такая зависимость необязательна. Некоторые спортсмены, владеющие очень сильным ударом (в боксе, волейболе, футболе и др.), большой мышечной силой не отличаются. Но они умеют сообщать большую скорость ударяющему сегменту и в момент удара взаимодействовать с ударяемым телом большой ударной массой.

Многие ударные спортивные действия нельзя рассматривать как «чистый» удар, основа теории которого изложена выше.

В теории удара в механике предполагается, что удар происходит настолько быстро и ударные силы настолько велики, что всеми остальными силами можно пренебречь. Во многих ударных действиях в спорте эти допущения не оправданы. Время удара в них хотя и мало, но все-таки пренебрегать им нельзя; путь ударного взаимодействия, по которому во время удара движутся вместе соударяющиеся тела, может

достигать 20-30 см.

Поэтому в спортивных ударных действиях, в принципе, можно изменить количество движения во время соударения за счет действия сил, не связанных с самим ударом.

Удар - это воздействие на противника с целью нанесения травмы. Удар наносится с некоторой дистанции. Нет дистанции - нет удара.

Удар нанесенный с маленькой дистанции называется тычком. Для достижения результата тычок должен наноситься в болевые точки тела и быть достаточно резким.

Если ударная поверхность не развивает достаточной скорости то удар переходит в толчок, при условии, что в удар вложена масса.

Если в удар не загружена масса, он переходит в тычок. Для нанесения сильного жесткого удара следует учесть:

F = m

То есть для увеличения силы удара необходимо увеличить массу, вложенную в удар, и скорость удара, и уменьшать время действия удара.

1. В удар должна быть вложена масса. Для увеличения этой составляющей удара можно, перенося тяжесть тела на переднюю ногу, нанести удар до постановки ноги на землю. Однако, следует учитывать возможность "провала" вперед, поэтому вектор силы тяжести не должен выходить за площадь опоры после постановки ноги. Это достигается за счет

удлинения шага и понижения центра тяжести (подседа).

2.Удар должен быть быстрым. То есть сила удара зависит от скорости ударной поверхности до контакта.

Числитель дроби (1) можно представить как разность начальной и

конечной скоростей за время действия удара. Конечная скорость не всегда равна нулю, так как противник может, смягчая удар, отступать назад, и скорость ударной поверхности в конце контакта будет равна скорости противника.

Скорость достигается за счет расслабления до удара. Это необходимо, чтобы мышцы-антогонисты не препятствовали атакующему действию, так как время расслабления мышцы приблизительно в 1,5...2 раза больше, чем время напряжения. Кроме того увеличению скорости способствует "волна", т.е. последовательное включение в работу разных групп мышц.

3. Удар должен быть коротким. Удар должен быть нанесен "рамой", т.е. тело должно превратиться в жесткую распорку между землей и противником. Для этого необходимо убрать люфт из суставов, задействованных в ударе.

Например, при прямом ударе кулаком - это лучезапястный, локтевой, плечевой суставы, суставы позвоночника, тазобедренный, коленный и голеностопный суставы.

В каратэ жесткость достигается скручиванием руки в продольном направлении, опусканием локтя, реверсом другой руки, вращением таза в прямом направлении, выпрямлением "задней" ноги и жесткой опорой на пятку.

В боксе удар наноситься таким образом, что рука составляет единое целое с плечевым поясом, для чего плечо выдвигается вперед (в отличие от классических стилей каратэ); кроме того удар наноситься немного сверху, так чтобы линия силы совпала с линией расположения костей.

Удар типа боксерского как правило слабее удара каратэ, но вследствие того что он делается с большим "проносом" в глубину вероятность "зацепить" им противника выше, кроме того он более "дальнобойный" из-за выдвигаемого вперед плеча и легче включается в серию.

Некоторая "размазанность" во времени хотя и уменьшает силу

удара, но делает воздействие на противника полнее.

На рисунке синим цветом показан удар каратэ, а красным удар боксера. Рассмотрен “идеальный” случай, когда удар не попадает в цель. В случае попадания в цель изменение скорости происходит почти мгновенно.

Необходимо, чтобы попадание произошло если не в точке максимума скорости, то хотя бы в некоторой зоне эффективности, иначе удар "замнется" или бьющая конечность сама замедлит свое движение. Как видно из графика зона эффективности боксерского удара несколько больше.                                                                          ПРИМЕР. Автомобиль, едущий со скоростью 30 км/час, ударяется о подвижное препятствие. При этом возможны три ситуации:

1. Автомобиль едет с неработающим двигателем и не включенными тормозами. В системе «автомобиль – препятствие» действуют только ударные силы.

2. Двигатель включен, более того – автомобиль двигается ускоренно. Тогда в конце удара его скорость будет больше, чем в начале, количество движения (импульс) системы возрастет, а на ударяемое тело подействует еще дополнительная сила, вызванная действием двигателя автомобиля.

3. Двигатель выключен, а тормозная система включена. Скорость и количество движения автомобиля уменьшатся из-за включенных тормозов.  Описанное можно сравнить с действием мышц человека при ударах. Если ударное звено во время удара дополнительно ускоряется за счет активности мышц, ударный импульс и соответственно скорость вылета снаряда увеличиваются; если оно произвольно тормозится, ударный импульс и скорость вылета уменьшаются (это бывает нужно при точных укороченных ударах, например при передачах мяча партнеру).

Некоторые ударные движения, в которых дополнительный прирост количества движения во время соударения очень велик, вообще являются чем-то средним между метаниями и ударами .

Координация движений при максимально сильных ударах подчиняется двум требованиям:

1) сообщение наибольшей скорости ударяющему звену к моменту соприкосновения с ударяемым телом. В этой фазе движения используются те же способы увеличения скорости, что и в других перемещающих

действиях;

2) увеличение ударной массы в момент удара. Это достигается «закреплением» отдельных звеньев ударяющего сегмента путем одновременного включения мышц-антагонистов и увеличения радиуса вращения. Например, в боксе и карате сила удара правой рукой увеличивается примерно вдвое, если ось вращения проходит вблизи левого плечевого сустава, по сравнению с ударами, при которых ось вращения

совпадает с центральной продольной осью тела.

Время удара настолько кратковременно, что исправить допущенные ошибки уже невозможно. Поэтому точность удара в решающей мере обеспечивается правильными действиями при замахе и ударном движении.

Тактика ведения поединка нередко требует неожиданных для противника ударов («скрытых»). Это достигается выполнением ударов без подготовки (иногда даже без замаха), после обманных движений (финтов) и т. п. Биомеханические характеристики ударов при этом меняются, так как они выполняются в таких случаях обычно за счет действия лишь дистальных сегментов (кистевые удары).

Скорость и сила удара зависят от рационального последовательного импульсного включения в ударное движение элементов тела, а именно: движение последующей части тела вызывается импульсом, созданным движением предыдущей части тела и, таким образом, каждая последующая часть тела начинает свое движение не с нулевой скорости, а с конечной скорости движения предыдущей части тела, которая как бы выполняет роль последней ступени в многоступенчатой ракете - создается впечатление пробегания по телу "волны". Таким образом, техническая составляющая силы удара является результатом последовательного разгона (последовательного увеличения скоростей) отдельных частей тела снизу вверх: ноги, бедра, руки.

Методы разгона в различных видах единоборств могут быть различны.

ГЛАВА 2. БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДВИЖЕНИЙ БОКСЕРА

                                                                                                                  Движения в боксе в зависимости от морфологических, физиологических и психологических особенностей боксера имеют свои пространственные, временные, скоростные и динамические характеристики. Поэтому их вариативность не имеет предела. Для биомеханического анализа ударных действий боксера можно изложить несколько фрагментов из работы В.М. Клевенко.                                                                                                  Если посмотреть на кинематическую структуру тела человека, то легко представить оси вращения и точки опоры при нанесении ударов. Участие нижней части тела боксера в механике ударов происходит по следующей трехсуставной кинематической цепи: стопа – голень – бедро. Эта кинематическая цепь, передавая поступательное движение туловищу, способствует ускорению вращения таза. При опоре на левую ногу вращение происходит вокруг вертикальной оси, проходящей через левую стопу и левый тазобедренный сустав; при опоре на правую ногу – вращение происходит вокруг оси, проходящей через правую стопу и правый тазобедренный сустав. Диагональная ось вращения при опоре на левую стопу проходит через левую стопу и правый тазобедренный сустав; при опоре на правую стопу – через правую стопу и левый тазобедренный сустав.                    От кинематической цепи – голень – бедро движение передается в следующую трехсуставную цепь: плечо – предплечье – кисть. Звенья пояса верхней конечности подвижны, например, одна половина пояса может производить движения независимо от другой (правая от левой или левая от правой).                                                                                                                При нанесении ударов усилия передаются от стопы на голень и бедро, затем на таз, туловище к поясу верхней конечности и от него на ударную часть кисти. Таким образом, начиная с первого момента ударного действия (от толчка стопой) и до заключительного (действия ударной части кисти), сила и скорость как бы нарастают в каждой цепи. Чем меньше мышцы, тем быстрей они могут сокращаться, но вместе с тем они должны быть достаточно сильными, чтобы поддержать поступательный эффект крупных мышц и ускорит действие, т. е. увеличить силу удара.                                        В зависимости от направления удара (прямой, боковой, снизу или комбинированный – снизу сбоку, прямой сбоку и т. д.) в активную работу включаются те или иные группы мышц, от качественного действия которых зависят скорость, сила. Поэтому при построении тренировок очень важно учитывать данные анатомии для выработки наиболее правильной программы подготовки спортсмена.                                                                           Особенно большое внимание следует уделить развитию внутренних и наружных косых мышц живота, широчайшей мышцы спины, большой и малой грудных мышц, трапециевидной, участвующих в «скручивании» верхней части туловища вокруг вертикальной оси. После нанесения удара и некоторого закручивания туловища тело, естественно, стремиться к раскручиванию, а следовательно, создаются биомеханические условия для нанесения последующих ударов другой рукой.                                                     Серия коротких ударов в ближнем бою, независимо от движения ног, в основном наносится за счет активных действий мышц пояса верхней конечности при весьма малых вращательных движениях туловища. Наиболее сложные движения совершают части тела при защитных действиях, когда боксеру необходимо не только уйти от удара противника, но и создать исходное положение для собственных активных действий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

-  Чем больше опора -  тем сильнее удар.                                                           -  При смещении центра тяжести в сторону удара возрастает его мощность.
-  Чем ниже находится центр тяжести тела, тем устойчивей будет позиция, тем сильнее будет удар.
-  М х V = F, масса х скорость = сила удара (для увеличения силы удара необходимо увеличить массу или скорость).
-  При последовательном участии большего количества мышц увеличивается сила удара.
-  Если большую силу применить в меньший отрезок времени, резко возрастает эффект от действия этой силы.
-  Дистанция играет большую роль в ударе (или толчок, или удар не достает).
-  Сильнее удар по прямой линии (параллельно полу).
-  Мощность удара Р = Ркинет.+ Рстатич.
-  Скорость тела (передв.) = ударная скорость конечностей + Рк Рст
-  Скорость удара зависит:
1. От реакции мозга.
2. От реакции тела (импульс).
3. От скорости работы мышц (координация), конечностей.
4. От скорости движения тела.
-  Разница между закрепощением и расслаблением определенных мышц увеличивает скорость удара.
-  Разрушительная сила удара зависит от того, под каким углом он нанесен к ударяемой плоскости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дегтярев И.П. Тренированность боксеров / И.П.Дегтярев // Киев. 1985.  2. Клевенко В.М. Быстрота в боксе/ В.М. Клевенко // - М. 1968.            4. Морозов Г.М. Уроки профессионального бокса / Г.М. Морозов // - М. 1992.                                    

5. Никифоров Ю.Б. Эффективность тренировки боксеров / Ю.Б. Никифоров // - М. 1987.                           

6. Романенко М.И. Бокс / М.И. Романенко //  Киев. 1978. - 31 с.               7. Матвеев Л.П. Основы спортивной тренировки боксеров / Л.П. Матвеев // Звезды бокса. – 2008. - №7. – С.15-28                                                                 8. Филимонов В.И. Бокс. Спортивно-техническая и физическая подготовка / В.И. Филимонов. -  М.: Инсан, 2000.- 425 с.