Теоретические основы биомеханики удара в футболе

[gosha]

б

А когда скорость максимальна? Неужто когда сила действовать перестаёт? Вы же попрежнему считаете, что после окончания фазы удара на мяч продолжаетдействовать сила в направлении удара?

Мне надоело общение с Вами, изучаете математику и производные.

Вот это вам в помощь. http://egetrener.ru/view_post.php?id=152

Ну и живите дальше с мыслью, что машина продолжает набирать скорость после того как двигатель от колёс отсоединили. По инерции, так сказать

В своё время у американцев развалился свеже построенный коллайдер,в разработку которого были вложены десятки миллиардов.
Во время разбора полётов выяснилось,что великолепно зная физику элементарных частиц американцы позабыли законы Ньютона и магниты просто разнесло силами инерции.
В связи с этим есть предложение отложить тонкости механики и вернутся к сути вопроса и первой части данной задачи.
думаю,что уже всем очевидно,что сила удара по мячу зависит от: самого мяча,какой частью тела наносится удар и собственно говоря самой силы удара.
Первое от нас не зависит,со вторым,вроде как всё очевидно,а сама суть вопроса явно кроется в третьей составляющей-силе.
Получается,что сила удара зависит от некой массы и ускорения,которое этой массе придаётся.
Выскажу предположение,что под массой имеется в виду мышечная масса,а ускорение этой массы зависит от мышечной композиции и нервной системы человека.

[edisson]

А время воздействия?

[Al]

Рассмотрите ногу как систему отрезков на шарнирах.

1. Далее попробуйте рассчитать зависимости массы системы от её жесткости.

2. Далее попробуйте рассчитать как зависит суммарная скорость точки удара от техники движения каждого отрезка.

3. Далее попробуйте рассчитать в каких пределах тренируется быстрота и скорость каждого отрезка.


Есть ощущение, что 2 первых составляющих, основанные на технике удара, вносят куда больший вклад, нежели последние.

С точки зрения энергии увеличение массы в 2 раза даст двукратный прирост энергии, а увеличение скорости в 2 раза даст четырёхкратный прирост энергии.

[gosha]

Рассмотрите ногу как систему отрезков на шарнирах.

1. Далее попробуйте рассчитать зависимости массы системы от её жесткости.

2. Далее попробуйте рассчитать как зависит суммарная скорость точки удара от техники движения каждого отрезка.

3. Далее попробуйте рассчитать в каких пределах тренируется быстрота и скорость каждого отрезка.


Есть ощущение, что 2 первых составляющих, основанные на технике удара, вносят куда больший вклад, нежели последние.

С точки зрения энергии увеличение массы в 2 раза даст двукратный прирост энергии, а увеличение скорости в 2 раза даст четырёхкратный прирост энергии.

Боксёры утверждают,что техника на силу влияет в первые 2 года тренировок.
По их же данным,некоторые фитнес боксёры обладают более сильным ударом,чем профессиональные боксёры и даже призёры ЧЕ.

[Al]

Правильно. Когда техника поставлена, то за счёт данного компонента уже не прибавишь.

Только удар у наших детей технически редко совершенен.

[gosha]

Правильно. Когда техника поставлена, то за счёт данного компонента уже не прибавишь.

Только удар у наших детей технически редко совершенен.

Внимательно вдумайтесь в информацию от боксёров.
В зал приходят люди, практически с улицы,бьют в мешок, с установленным для фиксации силы оборудованием и у них удар оказывается сильнее,чем у профессионалов.
И это в боксе,где от техники зависит твоё здоровье.
Да и в футбольной жизни,Вы слышали когда нибудь выражение,НЕ ТЕХНИЧНЫЙ УДАР ?

[Al]

Можете описать удар в боксе, схожий по своему движению с ударом в футболе? Какие силы и в каком направлении действуют на каждое сочленение?

[gosha]

Можете описать удар в боксе, схожий по своему движению с ударом в футболе? Какие силы и в каком направлении действуют на каждое сочленение?

Естественно не могу,да и удары в боксе несколько другие.
Остаётся тайский бокс.
Спрошу у биомеханников,что у них есть по удару.

[gosha]

Л. ЧХАИДЗЕ, ДОКТОР БИОЛОГИЧЕСКИХ  НАУК

Механика 2ЦЕЛЬ статьи — ознакомить тре­неров и игроков с некоторыми закономерностями биомеханики уда­ра по мячу. Знание биомеханиче­ских законов двигательной дея­тельности и их умелое использова­ние в практике позволяет рациона­лизировать и ускорять процесс ов­ладения а совершенствования техники.

Ногу футболиста с биомеханической точки зрения следует предста­вить в виде трехзвенной цепи {бедро-голень-стопа), которая снача­ла (замахом) накапливает опреде­ленную энергию, а затем передает ее мячу. Поскольку сочленения звеньев имеют по несколько степе­ней подвижности, то конечное зва­но цепи (стопа, которая обычно . входит в соприкосновение с мячом) имеет возможность двигаться .ми­нимум по шести независимым трае­кториям, если считать корпус игро­ка неподвижным. Это и придает технике игры в футбол ту слож­ность, которая, с одной стороны, требует высокой координации движений, а с другой — создает боль­шой арсенал приемов, так как, вы­полняя удар, футболист может в различных комбинациях высвобож­дать минимально нужные степени подвижности сочленений и гасить остальные,  излишние.

Но это не все. Удар подчиняется всем законам механики. А они для данного случая говорят; чем боль­ше, масса и скорость ударяющего предмета, тем большую началь­ную скорость приобретет мяч» Но если скорость перемещения нашей цепи зависит в основном от быстроты сокращения мышц не­ги, то увеличить массу стопы в момент ее соприкосновения с мя­чом можно только одним путем — превратить всю цепь из мягкой в жесткую. Тогда масса, участвую­щая в конечной фазе удара, будет состоять из массы всей ноги а не только стопы. Превращение мягкой цепи в жесткий рычаг даст еще од­ну выгоду. Дело в том. что удар производится по мячу, в камере ко­торого поддерживается известное давление воздуха. Естественно, что стопа, входя в соприкосновение в мячом, вминает часть его к этим давление в камере повышается. Стремясь расшириться, мяч отска­кивает в свободную сторону. Игро­ку выгодно вминать стопу в мяч не только как можно глубже, но к продолжительнее (заметим попутно что внимание протекает сотую долю секунды). Мяч, получая от сто­пы известную силу, «ответит» ей такой же, стремясь отбросить сто­пу в обратном направлении. Стопа не должна амортизировать. Ненуж­ную в данном случае амортизацию стопы можно свести почти на нет, если превратить ногу в жесткий рычаг. Игроки, правда, иногда со­знательно придают стопе некото­рую возможность амортизировать удар, но это бывает только при обманных ударах и т. д.

Итак, игрок, ударяя по мячу, должен накопить замахом опреде­ленную энергию, придавая при этом стопе нужную скорость и траекто­рию перемещения и, наконец, пе­ред самым соприкосновением стопы с мячом превратить ногу из мягкой трехзвенной цепи в жесткий рычаг. В результате при достаточ­ной подготовке футболиста движе­ние принимает определенную био­механическую   картину.

Рассмотрим ее. В положении I игрок производит замах, точнее, за­канчивает его, готовясь ударить па мячу, находящемуся в воздухе Уси­лия, приложенные к центрам тяже­сти бедра и голени (звеньев, имею­щих наибольшую массу), направле­ны по ходу движения, примерно я той точке, где стопа может встре­титься с мячом. Этими усилиями ноге придается нужная скорость перемещения и осуществляется на­копление энергии движения.

Механика 2В положении I мы не наблюдаем ничего непонятного. Но в следую­щем положении (II) сталкиваемся с первым неясным на поверхностный взгляд явлением — усилия, прило­женные к центру тяжести бедра, вскоре после тога как кончик сто­пы миновал самое высокое положе­ние замаха, резко изменяют свое направление и вместо того, чтобы тянуть бедро вперед, напротив, тор­мозят его, хотя казалось бы, что до завершения удара тягу бедра в нужном направлении прекращать не следовало бы. Лишь к стопе усилия приложены так, что тяга на­правлена к месту будущей встречи с  мячом.

Чем объясняется «странное» явленна. Волевых, тем, что даль­нейшее перемещение бедра ограни­чено эластичностью связок тазобед­ренного, сочленения. А во-вторых и это, пожалуй, важнее), стремлением игрока использовать реактивные си­лы торможения бедра. Эти силы возникают ко взаимососедних звеньях, как результат торможе­ния одного из них. В высокоавго-тизированных движениях (напри­мер, в ходьбе) человек исполь­зует их весьма широко и этим экономит основные мышечные усилия. При ударе торможение бедра создает реактивные силы, которые отбрасывают голень и сто­пу книзу. Чтобы придать стопе нужную скорость движения, остает­ся лишь подхватить движение мощ­ным четырехглавым разгибателем бедра. Оговорим, что все это прису­ще в достаточной мере лишь игро­кам известного технического уров­ня, способным четко напрягать и расслаблять нужные мышцы. Начи­нающие футболисты использовать подобным образом, реактивные си­пы не могут и выполняют удары в основном за счет прямых мышеч­ных усилий. В результате они не только не добиваются ударов нужной силы, но и испытывают неприятные (иногда даже болезнен­ные) ощущения в перегруженных мышцах  ног.

Положение III иллюстрирует на­правление и величину мышечных усилий, приложенных к звеньям бьющей ноги перед соприкосно­вением с мячом. Здесь положение еще сложнее. Усилия, приложен­ные ко всем звеньям ноги, направ­лены не по ходу движения, а, на­против, в обратную сторону, т. е« налицо активное торможение всех звеньев. Изложенные выше сообра­жения о необходимости превраще­ния ноги а жесткий рычаг легко объясняют это столь непонятное (и, заметим в скобках, неизвестное до сих пор футболистам) явление. Но как раз только таким торможением всех звеньев движущейся цепа и возможно превратить ее в жесткий рычаг. Это явление свойствен­но всем баллистическим движениям человека и животных и после ска­занного становится совершенно понятным.

Описываемое предударное щт вращение нога в единый рычаг или, пользуясь термином известного советского физиолога Л. А, Орбелец изучавшего этот вопрос с разных  точек зрения*) в единую сплошную «палку», является важ­нейшим биомеханическим узлом всего движения, и хотя оно непо­средственно не ощущается, но именно на него следует обратить внимание при обучении игрока ударам по мячу. Правильное и своевременное  использование   торможения не только позволит    вы­полнять удар биомеханически целесообразно   (а значит, и технически правильно), но и, что не менее важно, обезопасит будущего футбо­листа от травм задней поверхности бедра, которые в этот момент дол­жны (как будет показано ниже) осу­ществить фактически все торможе­ния, находясь в тяжелых условиях предварительного растяжения.

Важность торможения заключает­ся еще и в том, что оно носит в известной мере охранительный ха­рактер. Как показывает положение IV, после удара возможно переразгибание ноги в коленном суста­ве. Образование переразгибания ни­сколько не удивительно, если учесть, что в момент, предшество­вавший соприкосновению с мячом, кончик стопы перемещался (при до­статочно сильном ударе) со скоро­стью до 21 метра в секунду, а сама стопа испытывает почти пяти­десятикратную перегрузку (правда, в течение всего двух-трех сотых до­лей секунды) — чего нельзя даже в отдаленной мере наблюдать при каких-либо иных движениях чело­века. Опасность такого переразги­бания для связок колена очевид­на. Чтобы избежать ее, мало под­готовить связки, следует соответ­ствующими мышечными усилиям» погасить его. Это достигается толь­ко тем, что голень и стопа резко тормозятся, но не только перед ударом, но и некоторое время пос­ле него. Если к этому торможению добавить, как показывает рис. IV, приложение небольшого усилия вверх к бедру, то  переразгибание сходит  на   нет.

Естественно полагать, что все описываемые явления должны вы­текать из конкретной деятельности мышечных групп ноги. Для того чтобы определить, как взаимодействуют эти мышцы при ударах по мя­чу, мы ответили и записали биоэлек­трические потенциалы ряда веду­щих  мышц.

В результате было установлено, что вписываемое торможение осу­ществляется путем «рефлекторнго» включения мышц задней поверхности бедра и голени. Этим и выполняется превращение ноги в единый   рычаг.

Механика 3В ходе замаха, придавая звеньям ноги необходимую скорость и тра­екторию перемещения, футболист в строгой последовательности высво­бождает нужные для этого степени подвижности суставов и гасит из­лишние. Мышечные усилия расхо­дуются в минимальной мере — в перемещении звеньев ноги макси­мальнее используются реактивные силы. Однако перед самым сопри­косновением стопы с мячом в эту филигранно отМеханика 3точенную работу гру­бо вторгается нечто совершенно инородное и противоречивое — в той или иной мере резко выражен­ное торможение всех перемещаю­щихся звеньев ноги. Последнее мгновенно сбивает всю предыдущую биомеханическую картину начавше­гося движения: тончайшая дозировка усилий сменяется общим сковыванием всех суставов, и дальней­шее перемещение ноги происходит уже по инерции, как одного целого.

Следует считать, что это сбива­ние биомеханической картины дви­жения во многом связано с техни­ческой подготовленностью игрока— чем лучше он подготовлен, тем меньше она должна сказываться на самом важном — точности удара. Действительно, если присмотреться, как бьет по мячу новичок, и срав­нить его удар с техникой мастера» то станет заметным, что у начина­ющего превращение ноги в «пал­ку» не только занимает ощутитель­но большее время, но и влияет на качество удара в целом. Мастер до последнего мгновения задерживает торможение звеньев и не позволяет этому противоречивому явлению влиять на точность удара.

[Егор]

Боксёры утверждают,что техника на силу влияет в первые 2 года тренировок.
По их же данным,некоторые фитнес боксёры обладают более сильным ударом,чем профессиональные боксёры и даже призёры ЧЕ.

Внимательно вдумайтесь в информацию от боксёров.
В зал приходят люди, практически с улицы,бьют в мешок, с установленным для фиксации силы оборудованием и у них удар оказывается сильнее,чем у профессионалов.
И это в боксе,где от техники зависит твоё здоровье.

Я Вас правильно понял,  что техника в играх и единоборствах на пару порядков важней, чем сила фитнесеров? Им бы настучали и наколотили в серьезном деле, не так ли?

[Наречие]

Хорошая все-таки тема. Интересная. Многолюдная. И не случайно. Ежедневно тысячи юных футболистов черпают здесь полезнейшую информацию.
И только старомодный Конеджер какие то сборы ещё проводит...

[Егор]

У меня каждый день занятия и что? - советуете не разбираться во всяких ошибках автора старомодной "монографии"? Да и информация полезнейшая действительно здесь, судя по количествам просмотров. Обширный раздел Конеджера уже позади!

[pashtet]

А когда скорость максимальна? Неужто когда сила действовать перестаёт? Вы же попрежнему считаете, что после окончания фазы удара на мяч продолжаетдействовать сила в направлении удара?

Да. она продолжает действовать, своим вопросом о машине Вы меня немного поставили в тупик, но ответ-то оказалось очень прост.
Инертность (или инерция) — свойство физических тел, проявляющееся в сохранении движения, а также изменении его под действием сил.
 Физическое тело, взаимодействуя с другими телами, может изменить свое движение. Если же никакого взаимодействия с другими телами нет, то нет приложенных к телу сил и движение его не изменяется (в инерциальной системе отсчета).

По влиянию на движение различают силы а к т и в н ы е(или задаваемые) и реакции связи. Связи — это ограничения движения объекта, осуществляемые другими телами. Сила, с которой связь противодействует движению, и представляет собою реакцию связи. Она заранее неизвестна и зависит от действия на тело других сил и движения самого тела.
Сила инерции внешнего тела в инерциальной системе отсчета (реальная сила) — это мера действия на тело человека со стороны тела, ускоряемого им. Она равна произведению массы внешнего тела на его ускорение, направлена в сторону, противоположную ускорению, и приложена к рабочей точке тела человека (место его контакта с ускоряемым телом или опорой).
 В инерциальной системе отсчета источником силы для данного тела всегда служит другое материальное тело. Коль скоро взаимодействуют два материальных объекта, то в этих условиях проявляется 3-й закон Ньютона.
 Если на одно тело действует другое тело, то оно изменяет движение первого. Но и первое тело в этом взаимодействии также изменяет движение другого. Обе силы приложены к разным объектам, каждая проявляет соответствующий эффект. Их нельзя заменить одной равнодействующей, поскольку они приложены к разным объектам. Именно поэтому они друг друга и не уравновешивают.

Так вот когда перестает действовать сила, т.е. F1=0, то остается сила инерции  F2 = равная произведению  массы тела на его  ускорение.
А ускорение это и есть изменение скорости в единицу времени.
Так что скорость при взаимодействии двух тел никак не может быть максимальной.

[Наречие]

У меня каждый день занятия и что? - советуете не разбираться во всяких ошибках автора старомодной "монографии"? 

В футболе нет понятий старомодная или современная. Вернее есть, но это для лохов.
А так эффективно или не эффективно.

[vinni]

Да с таким подходом к теме, мы скоро мяч в космос вокруг Марса запустим, осталось только точку удара нащупать.

Мне кажется, что если бы охотник в Тайге лет 150-200 назад, к примеру, начал задумываться над формулой натяжения тетивы во время стрельбы, то не видать ему шкурки и сытого ужина.
Есть чувство лука, расстояния, повадки и расположения зверя и быстрой оценки ситуации момента. Роберто Карлосу или к Куману подойдите и покажите формулы, что надо было бить по-другому.

Вы что в серьез думаете, что над каждым ударом или техническим приемом игрок тренируется?
Да пока он выучит, как положено пяток технических действий, карьера закончиться.
У меня простой вопрос. Сколько времени надо человеку, чтобы овладеть техническим действием?

Отвечу сразу: нисколько. Достаточно человеку увидеть это действие. В процессе мы можем подправить, подшлифовать, но если игрок не может перенести образ действия, то это показатель его уровня.
Как пример можете взять танцы, на ТНТ идут танцы. Танцору два раза показывают набор действий, дальше идет только работа над синхронностью и  отшлифовка четкости или плавности, по ситуации. Срисовать набор действий не можешь, будешь долго думать отставать, а значит, его скоро попросят на выход.

Так и здесь есть мяч, который ощущает футболист, расстояние, ситуацию игрового момента и т.п.
Все зависит от умения игрока исполнить: тремя пальцами, большим, подъемом, внутренней,
по центру, с подрезкой, проводкой, уводом ноги в сторону или стопор и т.д.
Попал, обнимемся, поздравим, нет, подзатыльник в раздевалке, что пас не отдал Васе.

Просто не понимаю такие диспуты по поводу физики и механики удара.