Бег на 100 метров реферат: Реферат по теме Бег на 100 метров 10класс

Реферат по теме Бег на 100 метров 10класс

Бег на 100 метров
Бег на 100 метров относится к такой дисциплине легкой атлетики, как бег на короткие дистанции. Но если во время преодоления отрезков в 200 и 400 метров скорость спортсмена постепенно снижается, то во время стометровки поддерживается предельный темп. Именно поэтому результаты бега на сто метров являются показателем, определяющим скоростные качества человека.

Особенности бега на 100 метров

При преодолении стометровки, как ни в одной другой беговой дисциплине, огромное значение имеют физиологические и биологические факторы. Чтобы достигать высоких результатов, необходимы длительные силовые тренировки. Также, нужно постоянно развивать координационные качества.

При перемещении по дистанции с предельной скоростью спортсмен должен уметь контролировать каждое свое движение, так как малейшая ошибка может привести к значительной потере скорости или к травме.

Поэтому необходимо не только выработать правильную технику бега, но и довести до совершенства координацию своих движений.

Техника бега на 100 метров

Во время бега по дистанции корпус должен быть расположен вертикально. Именно такое положение туловища обеспечивает предельное сгибание опорной ноги в коленном, тазобедренном и голеностопном суставах, что, в свою очередь, позволяет максимально отталкиваться от дорожки и делать эффективный беговой шаг.

Выпрямляется опорная нога только после того, как вторая совершает мах и выносится вперед. Во время ее выпрямления осуществляется энергичная работа рук и незначительный поворот плечевого пояса. Это помогает по инерции устремлять вперед голень и стопу маховой ноги.

Руки должны быть постоянно согнуты под прямым углом, при этом кисти находятся в состоянии полного расслабления, а пальцы могут быть либо прямые, либо слегка согнуты. Главное — руки должны быть полностью свободны и не мешать бегуну.

Когда опорная нога отрывается от дорожки, начинается короткая «фаза полета». Это момент, когда спортсмен никак не может повлиять на скорость своего движения, но может подготовиться к следующему отталкиванию. Также в этой фазе ноги делают разводящие и сводящие движения. Быстрое сведение ног позволяет быстрее опустить ногу на дорожку для следующего толчка, что может иметь решающее значение для увеличения скорости.

Тренировка бегуна на 100 метров

Бег на сто метров требует от спортсмена отличной координации движений и скоростной выносливости. Поэтому при его тренировке необходимо использовать упражнения, которые будут максимально способствовать развитию этих качеств. В основном применяется метод повторного бега на отрезки, сначала 10–30 метров с максимальной скоростью, затем с увеличением длины отрезков до 80 метров и снижение скорости до 95 процентов от максимальной. Забеги проводятся в 4–5 сериях по 3–4 забега

Кроме того, в тренировку включаются упражнения с отяжелителями, развивающие все группы мышц ног и их силовую выносливость. Эффективными средствами повышения скоростных качеств и координации движений являются бег в гору и кроссы по пересеченной местности.

Бег на 100 метров: техника, нормативы и рекорды

Бег на 100 метров является одной из самых зрелищных дистанций в легкой атлетике и традиционно собирает множество болельщиков. Он относится к коротким (спринтерским) дистанциям.

Эта дистанция заслужила свою популярность благодаря высокой скорости и динамичности, частой смене лидера и непредсказуемому финалу. Побывав на стадионе можно заметить, как после завершения соревнований по стометровке ряды трибун заметно пустеют.

Что такое бег на 100 метров?

Основной характеристикой стометровки является выполнение кратковременной работы на максимальном уровне интенсивности. Это значит, что спортсмен не экономит силы на старте или по ходу дистанции, а с первых метров показывает свой лучший результат.

Стометровка требует от спортсмена слаженной работы всех систем организма. Особое внимание уделяется физиологическим факторам, которые проявляются с течением возраста спортсмена. Особенно важно учитывать физиологию при подготовке молодых спортсменов. Например, первые годы подготовки необходимо уделить техническим аспектам, иначе говоря обучиться базовым и специальным движениям. Только после изучения азов техники рекомендуется приступать к серьезной и целенаправленной тренировке спортивных качеств.

Основным фактором, который во многом определяет результат в беге на 100 метров является степень развития скоростно-силовых качеств. Стоит отметить, что данное качество поддается тренировке в любом возрасте, однако лучше всего развивается в возрасте 12-16 лет. В этот период стоит уделить внимание развитию частоты шагов.

Вторым фактором является координация, которая помогает выполнять технические элементы максимально точно, что позволяет прикладывать усилия только вперед и набирать скорость за 20-30 метров.

Нормативы в беге на 100 метров

Поскольку бег на стометровку входит в список регламентируемых дистанций ИААФ специально для этой дистанции разработаны разрядные нормативы для мужчин и женщин. Чтобы получить один из разрядов необходимо показать результат, соответствующий конкретному званию.

Получение какого-либо разряда не требует строгой последовательности, т.е. показав результат, который соответствует первому взрослому разряду спортсмен именно его и получит, а все позади стоящие звания пропустит.

При этом стоит помнить, что звания КМС, МС и МСМК можно получить только на соревнованиях соответствующего уровня. Например, КМС и МС можно получить на областных соревнованиях. Для получения МСМК необходимо выйти в финал Международных соревнований, либо пробежать за указанное время в полуфинале.

Ниже представлены нормативы для мужчин и женщин. Посмотреть расшифровку разрядов, а также ознакомиться с полным списком беговых нормативов можно здесь.

Мужские нормативы

МСМК	МС	КМС	Взрослые спортивные разряды			Юношеские спортивные разряды
			I	II	III	I	II	III
10,34	10,64	10,94	11,44	12,04	12,94	13,64	14,44	15,44

Женские нормативы

МСМК	МС	КМС	Взрослые спортивные разряды			Юношеские спортивные разряды
			I	II	III	I	II	III
11,34	11,84	12,54	13,24	14,04	15,04	16,04	17,24	18,24

Также разработаны школьные нормативы, которые учитывают физиологические особенности взросления организма и разницу в скоростно-силовых качествах между юношами и девушками.

	Юноши			Девушки
	5	4	3	5	4	3
10 класс	14,4	14,8	15,5	16,5	17,2	18,2
11 класс	13,8	14,2	15,0	16,2	17,0	18,0

Как видно из таблицы официальные нормативы для школы разработаны только на 10-11 классы. Это не значит, что ученикам 9 и ниже классов нельзя бегать стометровку, но любое выставление оценки в данном случае будет носить спорный характер.

Рекорды в беге на 100 метров

Было бы несправедливо забыть о лучших достижениях человечества в беге на сто метров. Ниже приводятся официальные рекорды, которые актуальны на момент завершения Олимпиады в Рио.

Мужчины	Усейн Болт	Ямайка	9,58 сек.	Чемпионат Мира — 2009
Женщины	Гриффит-Джойнер Флоренс	США	10,49 сек.	Чемпионат США

Во время написания статьи мы руководствовались данными из Википедии, однако даже такому сайту понадобилась наша помощь. Пришлось обратиться к администрации Wikipedia, чтобы они исправили рекорд Усейна Болта ровно на секунду.

Техника бега на сто метров

Каждая из спринтерских дистанций включает в себя 4 этапа от старта до финиша:

1. Старт
2. Стартовый разгон
3. Бег по дистанции
4. Финиширование

Успех гарантирован спортсмену, который идеально выполнит каждый из четырех этапов. Но в современном спринте еще не было такого спортсмена. Даже король коротких дистанций Усейн Болт зачастую проигрывает своим соперникам первые 2 этапа.

Специалисты биомеханики связывают неудачные старты Болта с его ростом, который превышает норму на 4 см. Казалось бы, что четыре сантиметра не могут сыграть столь значительную роль, но на самом деле каждый раз отражаются на результате атлета.

По этому поводу Усейн Болт однажды сказал:

“Ну и пусть рост мешает мне вырываться со старта. Но зато после 50 метров мне нет равных!”

Слова легкоатлета подтверждаются многочисленными видео. Рассмотрим на примере забега, в котором был установлен последний действующий рекорд в беге на 100 метров с результатом 9, 58 секунд по автохронометражу.

Техника преодоления 4 этапов.

Старт. Любая дистанция в спринтерском беге приветствует низкий старт. Более того на международных соревнованиях высокий старт вовсе недопустим.

Низкий старт позволяет набрать значительную скорость, не совершив ни единого шага. Чем лучше удается оттолкнуться от колодок, тем вероятнее спортсмен покажет хороший результат.  Поэтому каждый спринтер уделяет большое внимание тому, как он стартует.

Стартовый разгон. После выхода со старта начинается второй этап, который подразумевает набор максимальной скорости за минимальное расстояние. Чтобы набрать максимальную скорость профессиональному спринтеру требуется 40-60 метров дистанции.

“Чтобы набрать скорость быстрее рекомендуется сделать три коротких шага из стороны в сторону с максимальной частотой. При этом стоит помнить о том, что наступать на линию дорожки соперника запрещено”

Бег по дистанции. Этап, который больше других нравится болельщикам. Именно на третьем этапе стометровки спортсмены показывают свою максимальную скорость. Основной задачей на данном отрезке является не потерять набранную скорость и сохранить ее до самого финиша.

Профессиональные атлеты никогда не смотрят по сторонам, потому что лишние движения становятся причиной к потере скорости, а значит ухудшают результат в финишном протоколе.

Финиширование. Последние метры дистанции в беге на короткие дистанции редко бывают легкими. Именно благодаря спринту человечеству пришлось изобретать фотофиниш, который позволяет определить, кто из спортсменов на сотые доли секунды был на финише первым.

Существуют две уловки, которые позволяют оставить в неуделе соперников на последних сантиметрах дистанции.

Первая уловка – бросок грудью. Заключается в резком движении вперед грудью при финишировании. При этом руки отводятся назад, а головка наклоняется вперед. На самом деле первой частью тела, которая пересекает финиш является голова, но для простоты понимания решили назвать именно бросок грудью, ибо бросок головой звучит весьма двояко.

Вторая уловка – финиш боком. Суть примерно одинакова, за тем исключением, что выполняется поворот правого плеча вперед. В данном случае нужно быть аккуратным, поскольку подобное движение на высокой скорости может привести к потере координации и падению.

Каждый из этапов важен, но выиграв один или два этапа не существует гарантии, что первым на финише будешь именно ты. На примере Усейн Болта можно видеть, как за счет феноменальной скорости и умения финишировать он отыгрывает у своих соперников проигранные 2 этапа.

Тренировка бега на 100 метров

В беге на сто метров ключевое значение играют частота и ширина шагов. Чем удачнее сочетание этих двух компонентов, тем выше максимальная скорость. При этом существует парадокс, который заключается в следующем: чем выше рост спортсмена, тем шире шаг, но ниже частота движений.

На каждом этапе подготовки необходимо работать над длиной и частотой шагов. Чтобы стало понятней, как осуществлять тренировку этих параметров приведу примеры.

Для частоты шагов базовым упражнением является бег с высоким поднимание коленей или бедра. Это упражнение можно выполнять на месте или с минимальным продвижением вперед. Выполняйте 3-5 подходов в течение 15-20 секунд каждый.

Ширина шага зависит от растяжки, поэтому здесь подойдет практически любое упражнение на растяжку: барьерный сед, растяжка при помощи гимнастической лестницы, шпагат. Выполняйте растяжку в течение 10-15 минут после каждой тренировки.

Еще одним важным фактором, определяющим скорость бега, является уровень развития скоростно-силового качества. Это качество может быть хорошо развито от рождения, но также поддается тренировке в любом возрасте.

Для тренировки скоростно-силовых качеств часто применяется челночный бег, который часто выполняется в качестве тестирования в школах или при поступлении в ВУЗы. Челнок был придуман специально для тестирования данного качества, и конечно многократным повторением упражнения можно добиться улучшения показателя.

При развитии качеств и факторов, влияющих на скорость спортсмена, не стоит забывать о технической подготовке. Если атлет будет уникален в отношении физических качеств, но абсолютно не подготовлен технически, то его результат будет далек от максимального.

Реферат На Тему Бег 100 Метров – Telegraph

>>> ПОДРОБНЕЕ ЖМИТЕ ЗДЕСЬ <<<

Реферат На Тему Бег 100 Метров
Бег на 100 метров относится к легкоатлетическим дисциплинам, при которых забеги проводятся на короткие дистанции. Такой бег требует высочайшей координации движений и умения развивать большие скорости за малые промежутки времени. Стометровый бег должен выполняться с соблюдением особой техники, а также требует длительной подготовки.
Во время преодоления стометровки важнейшее значение придается биологическим и физиологическим факторам. Для достижения высоких результатов требуется очень долго тренироваться, вкладывая массу сил и времени. Кроме того, от спортсмена требуется непрестанно совершенствовать координацию движений. Именно от координационных качеств будет зависеть результат стометровых забегов.
При движении по дистанции с максимальной скоростью бегуну необходимо уметь контролировать все свои движения тела. Даже пустяковая ошибка в техническом плане способна привести к резкой потере скорости бега, а иногда – даже к травме. По этой причине техника и координация движений должны быть доведены до совершенства.
Стометровый бег входит в обязательную программу физической подготовки студентов, школьников, служащих в армии. Для определения результатов забегов существуют специальные нормативы. Чтобы стать мастером спорта, мужчине необходимо пробежать дистанцию за 10,4 секунды, а женщине – за 11,6 секунд.
Чтобы ребенок гармонично развивался, в школьных программах физкультуры большое значение отводится беговым тренировкам. Во время выполнения циклических движений у школьников укрепляется сердечно-сосудистая система, нормализуется артериальное давление. Согласно мнению специалистов, для школьников лучше всего подходит бег на короткие дистанции – бег на 60 метров, на 100 метров или бег на 1000 метров.
Обычно упражнение выполняют с положения «высокий старт». Юный спортсмен принимает исходную позицию. Услышав команду «Внимание», он замирает и сосредоточивается на предстоящему старту, демонстрируя полную готовность. Школьник начинает движение по дистанции с командой «Марш». Победителем будет считаться тот, кто первым пересечет финишную черту.
Норматив стометровки для школьников-юношей составляет 14,2 секунды, для девушек – 17 секунд. Для студентов эти цифры несколько отличаются. На факультеты, связанные с физическим воспитанием, а также в военные вузы принимают юношей, показавших результат стометровки не менее 12,8 с, а девушки должны пробежать это же расстояние за 14,5 секунды. Если речь идет о непрофильных вузах, норматив будет равняться 13,4 секунды для юношей и 16 секунд для девушек. Для служащих в армии нормативы будут составлять от 13,0 до 15 с, в зависимости от возраста.
Бег на 100 метров, как и бег на 60 метров, состоит из четырех этапов: старта, разгона, передвижения по дистанции и последнего этапа – финиширования. При забегах на любые короткие дистанции применяется низкий старт, который бывает обычным, сближенным, растянутым и узким. Обычный старт представляет собой позицию, при которой расстояние между колодками и стартовой линией составляет 1-2 стопы. Начинающим бегунам лучше увеличить это расстояние на длину голени.
Растянутый старт характеризуется расстоянием от первой колодки до стартовой линии в две-три стопы, при этом расстояние между первой и второй колодкой должно составлять 1,5-2 стопы. Если речь идет о сближенном старте, дистанция до стартовой линии будет равна 1,5 стопы, а до второй колодки – 1 стопа. При узком старте расстояние между колодками будет меньше чем от стартовой линии до первой колодки на полстопы. Выбор старта зависит от силы мышц спортсмена и его способности быстро реагировать на подачу сигнала.
Фитнес-клуб «Adept Gym»
AdeptGym
Фитнес-клуб «Adept Gym» – время работы, отзывы, фото и панорама
Отзывы
Фото
Цены
Адрес и телефонМосква
Дистанция стартового разгона составляет 15-30 метров. На протяжении этого расстояния спортсмен двигается с немного наклоненным корпусом. Руки перемещаются размашисто и энергично. Дальнейшую дистанцию спортсмен преодолевает с прямым корпусом. Отталкивание от земли осуществляется согнутой ногой. Между приземлением ноги бедра должны быть сведены вместе. Руки расположены вплотную к телу, их работа должна быть максимально активной. Наиболее интенсивно работают только те мышцы, которые нужны именно сейчас, в остальное время туловище расслаблено.
Если спортсмену удалось сохранить скорость бега вплоть до финишной черты, значит, тренировки не прошли зря. Чтобы уложиться в требуемые нормативы, нужны очень долгие изматывающие тренировки. Поддерживать постоянную скорость можно повышением частоты шагов и активным движением рук. Завершение дистанции происходит в момент касания финишной ленты плечом или грудью спортсмена.
Самым эффективным методом тренировки стометровых забегов является челночный бег. Особенно полезен он будет для отработки правильного старта и стартового разбега. Челночный бег применяется для оценки быстроты и техники при условиях, когда выполнить стометровый забег не представляется возможным.
Максимальная длина дистанции в челночном беге составляет 30 метров (иногда чуть больше), при этом спортсмен должен осуществить 4-10 таких коротких забегов. Для военнослужащих применяется техника 10х10 метров. Преимущество в таких пробежках получает тот спортсмен, кто наиболее эффективно стартует и у кого более развита ловкость во время поворотов и торможений на высокой скорости. Осуществить быстрый поворот можно, если последний шаг перед ним выполнить скачкообразно, развернувшись на опорной ноге.
Существует также техника челночного бега 3х10. Для ее выполнения используется высокий старт с опорой на одну руку. С началом движения спортсмен ускоряется вплоть до линии разворота, затем резко меняет свое положение, используя стопорящий шаг – эта техника хорошо известна футболистам и баскетболистам. Самый опасный момент в челночном беге – финиширование. На этом участке спортсмены часто получают травмы. Поэтому необходимо проследить, чтобы никаких препятствий на пути бегуна не было.
Челночный бег позволяет выработать отличную координацию движений, правильную технику дыхания. Во время таких тренировок мобилизуются все резервы организма, что позволяет спортсмену физически развиваться. Со временем бегун начинает точно определять, где нужно набирать скорость, а где тормозить. Челночный бег повышает кровообращение и помогает укреплять иммунную систему.
Лучше всего проводить занятия челночным бегом во второй половине дня, потому что в утренние часы организм находится в полусонном состоянии и резкая нагрузка, свойственная челночному бегу, может привести к травмам и возникновению проблем с легкими и сердцем.
Бегом на 100 м нельзя заниматься людям, страдающим от сердечно-сосудистых патологий, особенно при врожденных пороках сердца или сердечной недостаточности. Также данный вид бега противопоказан при гипертонической болезни, острых фазах хронических заболеваний и проблемах с позвоночником. Это же относится и к такой тяжелой дисциплине, как бег на 100 км. Прежде чем приступать к тренировкам, рекомендуется получить одобрение у врача.

Для вопросов и предложений: [email protected]
Использование текстовых материалов данного сайта допускается только с указанием активной ссылки на сайт
(Источник: http://runnerclub.ru/ ) Видео и фото материалы не являются собственностью сайта и взяты из открытых источников.

runnerclub.ru © 2014-2020

Бег на 100 метров: техника, нормативы, отработка навыков
Техника бега на 100 метров
Бег на 100 метров: история, техника, нормативы, рекорды
Бег на 100 метров: техника, нормативы и рекорды
Бег на короткие дистанции | Развитие бега на 100 метров
Сочинение Про Школьную Жизнь
Огэ 2021 Русский Язык Цыбулько Ответы Сочинения
Реферат На Тему Международные Отношения
Контрольно Надзорная Деятельность Реферат
Телевизор Сочинение На Английском

Реферат на тему: Бег на короткие дистанции

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

1. Реферат на тему: Загрязнение окружающей среды
2. Реферат на тему: Информатика
3. Реферат на тему: Опера
4. Реферат на тему: Петр 1

Введение

Бег является одним из старейших и наиболее проверенных медицинских препаратов. В Древней Греции на одном из камней высечены слова: «Если хочешь быть сильным, беги, если хочешь быть красивым — беги, если хочешь быть умным — беги». Мы также получили предложение, автором которого считается Гораций: «Если ты не будешь бегать, когда будешь здоров, ты будешь бегать, когда будешь болен». Эти слова пропитаны верой в исцеляющую силу бега.

Это эссе посвящено бегу на короткие дистанции. Короткий пробег определяется как пробег от 30 до 400 метров.

Цикл этого упражнения состоит из четырех основных этапов:

1. Cтарт (низкий старт).
2. Начинай второй заезд.
3. бег по трассе.
4. завершение.

Задачи:

• Узнать больше об истории спринта
• Определить основные аспекты техники бега на короткие расстояния
• Выполните анализ дистанции спринта

В этом эссе мы используем теоретико-научный метод для ознакомления с дистанциями спринта, их анализа и определения дальнейших преимуществ или недостатков.

Актуальность темы: В настоящее время легкой атлетикой занимаются миллионы людей. Множество упражнений и их высокая работоспособность, широкие возможности для регулирования физических нагрузок, простая экипировка — все это позволило легкой атлетике стать популярным видом спорта, доступным каждому. Не случайно легкую атлетику называют «Королевой спорта».

История бега на короткие дистанции

История бега на короткие дистанции начинается с Олимпийских игр в древности (776 г. до н.э.). В то время были очень популярны две дистанции — бег в несколько этапов (192,27 м) и два этапа. Забег проходил по отдельным дорожкам и состоял из заездов и финалов, бегуны и дорожки распределялись жеребьевкой.

Гонка началась со специальной команды. Спортсмены, которые были раньше, были наказаны плетьми или штрафами. Для женщин Олимпийские игры проводились отдельно. Они состояли из одного типа — бегущих на расстояние, равное 5/6 длины стадиона (160,22 м). Тогда, в течение более длительного периода времени, не было конкуренции в беге на короткие расстояния.

В 19 веке спринт-бег, как и многие другие формы легкой атлетики, был возрожден. Первые Олимпийские игры сегодняшнего дня проходили в Греции с 5 по 14 апреля 1896 года на афинском стадионе, и на этих соревнованиях спринтерская гонка была представлена двумя дистанциями — 100 и 400 м для мужчин. Победителем на обеих дистанциях стал американский спортсмен Т. Берк (12,0 и 54,2 с). Во II. К Олимпийским играм (Париж, 1900 г.) добавились еще две спринтерских дистанции — 60 и 200 метров. На этих соревнованиях все спринтерские дистанции выиграли американские спортсмены (60 м — Е). Кренцлейн (7,0 сек.), 100 м — F. Джарвис (11.0 сек.), 200 м — D.

Тьюксбери (22,2 сек.), 400 м — М. Длинный (49,4 секунды). С IV. Олимпийские игры (Лондон, 1908 г.) гонка на 60 м не была включена в программу соревнований. Выдающиеся результаты в спринте показал американский спринтер D Оуэн, победитель XI Олимпийских игр в Берлине (1936 г.) на дистанциях 100 и 200 м (10,3 и 20,7 сек.). Мировой рекорд, который он установил более чем на 100 м (10,2 с), длился 20 лет.

Несмотря на убедительные победы американских спортсменов на короткой дистанции, первый спортсмен из Германии в гонке на 100 м добрался до «А» за первые 10,0 секунды. Хари (1960), в 200 м, был показан Т. Смитом (США) в 1966 году. На дистанции 400 м 44,0 м Л. Эванс первым преодолел в 1968 г. — 43,8 секунды.

В 1928 году женщины впервые приняли участие в современных Олимпийских играх. (IX Олимпийские игры, Амстердам). Женщины соревновались на дистанции 100 метров. Победителем в этой форме стал спортсмен из США Э. Робинсон со счетом 12,2 секунды. Забег на 200 м для женщин был включен в программу XIV Олимпийских игр (Лондон, 1948). В этих соревнованиях обе дистанции спринта выиграл голландский спортсмен Ф. Бланкерс-Коэн с результатом 11,9 секунд на 100 м и 24,4 секунды на 200 м. В беге на 100 м женщины завоевали медали только на XVIII Олимпийских играх (Токио, 1964). Победителем в этом виде программы стал спортсмен из Австралии Б. В. Ленин. Катберт (52,0 секунды).

В первые годы появления легкой атлетики в Америке старт в движении использовался как старт в скачках. Затем у них был высокий старт, когда спортсмен поставил одну ногу назад и наклонился вперед. На I Олимпийских играх нашего времени Т. Берк изначально показал слабую стартовую позицию в официальных соревнованиях, хотя его предложил знаменитый американский тренер Мерфи в 1887 году и впервые использовал его соотечественник Шеррил. Они начинали с маленьких ямочек, вырытых в земле. Они появились в 30-х годах 20 века. Стартовые площадки позволили усовершенствовать технологии низкого пуска. Сегодня Low Start также используется в гонках на коротких дистанциях.

Определение и краткое описание

Понятие «бег на короткие дистанции» объединяет группу видов бега из программы легкой атлетики. В эту группу входят беговые дорожки длиной до 400 м, а также различные виды эстафетного бега, в том числе спринтовые ступени. В программу Олимпийских игр включены эстафеты 100 м, 200 м и 400 м, 4*100 м и 4*400 м для мужчин и женщин. Станции длиной более 30, 50, 60 и 300 м включены в программу соревнований по легкой атлетике в закрытых помещениях и юниорской атлетике.

Спринт-бег является частью ряда видов легкой атлетики (все виды прыжков, многоборья и некоторые техники броска), а также во многих видах спорта. Различные гонки на короткие дистанции включены в регламенты комплекса ГТО всех уровней.

В беге на короткие дистанции успешны спортсмены разного размера и роста, но, как правило, физически здоровые, сильные и быстрые.

Короткий путь обычно характеризуется максимальной интенсивностью всего пути в анаэробном режиме. На дистанциях до 200 м бегуны стремятся достичь максимальной скорости движения за минимальное время и поддерживать ее до финиша.

Анализ техники ходьбы

Краткий курс (спринт) условно разделен на четыре этапа: старт (старт), взлет, бег по трассе и финиш.

Начало пробежки (Start).

Спринт использует низкий старт, так что вы можете стартовать быстрее и достичь максимальной скорости на короткой дистанции. При низком старте бегун сразу же удаляется от опоры, как только руки спортсмена отделяются от дорожки.

Стартер и колодки используются для быстрого выхода с самого начала. Они обеспечивают прочную опору для выталкивания, устойчивые ноги и углы наклона опорных платформ.

Существует три основных варианта расположения стартовых блоков:

• при «нормальном» старте передний блок располагается на расстоянии 1-1,5 фута от линии старта, а задний блок — на расстоянии большей берцовой кости (около 2 футов) от переднего блока;
• на «растянутом» старте бегуны сокращают расстояние между колодками до 1 фута или меньше, расстояние от линии старта до передней колодки составляет около 2 футов спортсмена
• для «близкого» старта расстояние между блоками также будет уменьшено до 1 фута или меньше, но расстояние от линии старта до передней колодки будет составлять 1-1,5 фута длины спортсмена.

Тщательно продуманные стартовые блоки обеспечивают одновременное приложение силы с обеих ног для начала бега и генерируют большее ускорение для бегуна на первом этапе. Однако, плотное положение ног и почти одновременное отталкивание обеих ног затрудняют переключение на попеременное отталкивание в следующем порядке.

Опорная платформа переднего блока наклонена под углом 45 — 50°, заднего блока — под углом 60 — 80°. Расстояние (по ширине) между осями блоков обычно составляет 18 — 20 см.

В зависимости от положения колодок изменяется и угол наклона опорных колодок: если колодки приближаются к линии старта, то уменьшается, если их снимать, то увеличивается. Расстояние между колодками и их дистанция от стартовой линии зависит от характеристик тела бегуна, скорости, силы и других характеристик.

По команде «На старт» бегун стоит перед подушками, приседает и кладет руки перед линией старта. Из этого положения он опирается ногой вперед в области опоры стартовой колодки, а другой ногой — на заднюю часть стартовой колодки. Носки тапочек касаются линии старта или первые два шипа останавливаются на треке. Стоя на коленях на спине стоящей ноги, бегун поднимает руки над линией старта и ставит их близко к линии старта. Пальцы образуют эластичную дугу между большим и малым пальцами, которые закрыты друг против друга. Прямые, расслабленные руки укладываются по ширине плеч. Туловище прямо, а голова прижата непосредственно к туловищу. Вес тела равномерно распределяется между руками, передней ногой и коленом другой ноги.

По команде «Внимание!» бегун слегка выпрямляет ноги, отделяет колено за опорной ногой от дорожки. Это немного двигает DMC вверх и вперед. Теперь вес тела распределяется на руки и ноги перед ним, но таким образом, чтобы проекция ADPC на дорожку не достигала стартовой линии на 15 — 20 см. Ноги крепко опираются на опорные подушки. Туловище держится прямо. Туз поднимается на 10 — 20 см над уровнем плеч до положения, когда голени параллельны. В этом положении важно не переносить избыточный вес тела на руки, так как это негативно скажется на низком стартовом времени.

В положении ожидания важен угол изгиба коленных суставов.

Увеличение этого угла (в известных пределах) способствует более быстрому отталкиванию. В положении ожидания оптимальный угол между бедром и голенью ноги, опирающейся на передний блок, составляет 92-105°, ноги, опирающиеся на задний блок, — 115-138°, угол между верхней частью туловища и бедром перед стоящей ногой — 19-23° (В. Борзов, 1980). При заданных значениях угла можно построить оптимальную стартовую позицию, сначала установив тело спортсмена в соответствии с оптимальными углами сгибания ведущих конечностей тела с помощью транспортера, а затем «заменив» стартовые колодки.

Положение бегуна, принимаемое по команде «Внимание!», не должно быть излишне напряженным и ограниченным. Важно сконцентрироваться только на ожидаемом сигнале старта. Временной интервал между командой «Внимание!» и стартовым сигналом не регламентируется правилами. Интервал может быть изменен пуском по разным причинам. Это требует от бегунов сосредоточиться на восприятии сигнала.

Когда бегун слышит выстрел (или любой другой сигнал старта), он сразу же мчится вперед. Это движение начинается с энергичного удара и быстрой волны рук (сгибание рук). Отталкивание от стартовых колодок производится одновременно двумя ногами со значительным давлением на стартовые колодки. Но это сразу же превращается в многовременную работу. Задняя нога лишь слегка согнута и быстро переносится вперед из бедра; в то же время передняя нога резко вытянута во всех суставах.

Угол отталкивания на первой ступени от площадки 42-50°, бедро мухоловки приближается к туловищу под углом около 30° (В. Петровский, 1978). Это приводит к сердечной недостаточности спортсмена в нижнее положение, а сила прямой ноги больше направлена на тело бегуна. Такое положение способствует сильному отталкиванию от колодок и поддержанию общего наклона тела во время первых шагов бега.

Начинай пробежку. Для достижения лучших результатов в спринте очень важно достичь скорости, близкой к максимальной, на этапе старта после старта.

Правильные и быстрые первые шаги с самого начала зависят от выталкивания тела под острым углом к беговой дорожке, а также от силы и скорости бегуна. Первая ступенька заканчивается полным выпрямлением ноги, выталкиванием переднего блока и одновременным поднятием бедра другой ноги. Бедро поднимается над (более) прямым углом по отношению к вытянутой опорной ноге. Слишком большой подъем тазобедренного сустава невыгоден, так как он увеличивает подъем тела и затрудняет движение вперед. Это особенно заметно при малом наклоне тела. При правильном наклоне тела бедро не доходит до горизонтали и из-за инерции создает силу, которая направлена намного дальше вперед, чем вверх. Первый шаг заканчивается активным опусканием ноги вниз — назад и превращается в энергетическое отталкивание. Чем быстрее это движение, тем быстрее и энергичнее будет следующее отталкивание.

Первый шаг должен быть сделан как можно скорее. При большом угле туловища длина первой ступени составляет 100 — 130 см. Не рекомендуется намеренно укорачивать длину шага, так как более длинный шаг обеспечит большую скорость на тех же самых частотах шага, но нет смысла намеренно удлинять шаг.

Наилучшие условия для увеличения скорости достигаются, когда DMC бегуна находится перед фазой поддержки в большинстве случаев эталонной фазы. При этом получается наиболее выгодный угол выстрела, и значительная часть силы, создаваемой выстрелом, уходит на увеличение горизонтальной скорости.

Если техника бега совершенна и первые движения достаточно быстры, бегун может поставить ногу на дорожку в первые один-два шага за проекцией DMC. На следующих этапах нога ставится на проекцию DTMT, а затем перед ней.

Одновременно с увеличением скорости и ускорения уменьшается наклон тела и техника бега постепенно приближается к технике бега на расстояние. Переход на дистанцию заканчивается на 25-30 метрах (13-15-й беговой шаг), когда достигается 90-95% максимальной скорости, но нет четкой линии между стартовым ускорением и дистанционным пробегом. Следует учитывать, что элитные спринтеры достигают максимальной скорости 50-60 метров трассы, а дети в возрасте 10-12 лет — 25-30 метров. Бегуны любой квалификации и возраста достигают 55% максимальной скорости в 1-й секунде забега, во 2-76%, в 3-91%, в 4-95%, в 5-99% (Л. Жданов, 1970).

Скорость движения при стартовом ускорении увеличивается в основном за счет удлинения ступеней и небольшого увеличения скорости. Наиболее значительное увеличение длины шага наблюдается до 8-10 шагов (10-15 см), после чего увеличение становится меньшим (4-8 см). Резкие, резкие изменения длины шага указывают на нарушение ритма бегущих движений. Быстрое опускание ноги назад и вниз (относительно багажника) важно для увеличения скорости движения. По мере того, как тело движется с возрастающей скоростью с каждым шагом, время полета увеличивается, а время контакта с опорой уменьшается.

Важны энергичные движения рук вперед и назад. В стартовой гонке они, как правило, такие же, как и в дистанционной гонке, но с большой амплитудой из-за большой окружности бедра на первых шагах от старта. На первых шагах с самого начала ноги немного шире, чем на бегущей дистанции. При увеличении скорости ножки располагаются ближе к центральной линии. По сути, бег со старта — это бег по двум линиям, которые сходятся на расстоянии до 12-15 метров.

Сравнивая результаты одного и того же бегуна в гонке на 30 м от старта до финиша, легко определить время старта и увеличить скорость. Хорошие бегуны должны иметь его в диапазоне 0,8-1,0 секунды.

Иду по курсу. При достижении максимальной скорости тело бегуна слегка (72-80°) наклонено вперед. Сила наклона изменяется во время бега. Во время отжимания наклон тела уменьшается, а во время полета наклон тела увеличивается.

Ногу устанавливают на эластичную шину спереди стопы на расстоянии 33-43 см от проекции точки бедра до дистальной точки стопы. Затем следует сгибание в колене и сгибание (подошва) в голеностопных суставах. В момент наибольшей амортизации сгибания стоячей ноги угол в коленном суставе составляет 140-148° (В. Жулин, Х. Гросс и др., 1981). В случае квалифицированных спринтеров не происходит полного опускания всей стопы. Бегун, попавший в положение отталкивания, энергично выполняет муху — ногу вперед и вверх. Выпрямление опорной ноги происходит тогда, когда бедро мухоловки поднимается достаточно высоко и скорость ее подъема снижается. Отжимание заканчивается раскладыванием опорной ноги в коленном и голеностопном суставах (сгибание подошвы). В момент освобождения опорной ноги от шины угол в коленном суставе составляет 162-173° (В. Тюпа, 1978). Во время фазы полета тазобедренные суставы активно сокращаются как можно быстрее. Нога немного двигается назад и вверх после окончания отталкивания из-за инерции. Затем бедро начинает быстро двигаться вниз и вперед, когда колено согнуто, что снижает тормозной эффект, когда нога поддерживается. Посадка происходит в передней части стопы.

Если курс проходит с относительно постоянной скоростью, то каждый участник получает характерное соотношение длины и частоты шагов, которое определяет скорость бега. На дистанции 30 — 60 м спринтеры с высокой квалификацией обычно показывают самую высокую частоту шага (4,7 — 5,5 Вт/с), длина шага в этом случае слегка меняется и составляет 1,25 ± 0,04 относительно длины тела спортсмена. На дистанции 60 — 80 м спринтеры обычно показывают самую высокую скорость, в то время как на последних 30-40 м дистанции соотношение скоростных составляющих существенно меняется: Средняя длина ступеней составляет 1,35 ± 0,03 относительно длины тела, при этом частота ступеней уменьшается. Это изменение в структуре пробега помогает достичь самых высоких значений скорости движения и поддерживать их, особенно во второй половине дистанции.

Ступени с правой и левой ногой часто бывают разными: с самой сильной ногой они немного длиннее. Желательно добиться одинаковой длины шага с каждой ногой, чтобы бег был ритмичным, а темп равномерным. Этого можно достичь путем развития мышечной силы в более слабой ноге. Это также позволяет достичь более высокой скорости работы. При беге на спринтерской дистанции по прямой стопе следует надевать носки прямо. Если вы поворачиваете их слишком далеко наружу, их отталкивание будет затронуто.

Как в старте, так и в дистанции, руки, наклонные в локтевых суставах, быстро двигаются вперед и назад в устойчивом ритме с движениями ног. Стрелки слегка двигаются вперед внутрь и назад, слегка наружу. Угол сгибания в локтевом суставе не постоянен: при движении руки вперед она больше всего сгибается, а при движении туда и обратно она слегка сгибается.

Щетки сжимаются наполовину или (вытянутыми пальцами) выпрямляются во время бега. Не рекомендуется выпрямлять кисть или сжимать ее кулаком. Энергичные движения рук не должны вызывать подъем и наклон плеч — первые признаки чрезмерного напряжения.

Частота движений ног и рук взаимосвязана. Перекрестная координация помогает увеличить частоту шагов за счет более частых движений рук.

Техника бега спринтера нарушается, если она не расслабляет мышцы, которые в данный момент не принимают активного участия в работе. Успех в развитии скорости движения во многом зависит от способности легко, свободно и без лишнего стресса бежать.

Завершение. Максимальная скорость на бегах 100м и 200м должна поддерживаться до конца дистанции, но на последних 10-15м скорость обычно снижается на 3-8%.

Забег заканчивается в тот момент, когда бегун касается фюзеляжа вертикальной плоскости, проходящей через финишную линию. Сначала бегун прикасается к ленте (нитке), которая натягивается на высоте груди на линии, обозначающей конец трассы. Чтобы быстрее дотронуться до него, последний шаг — наклонить острую грудь вперед, бросив руки назад. Этот метод называется «подбрасывание груди».

Характеристики техники бега на разных спринтерских дистанциях

Пройди 100 ярдов. Это расстояние должно быть покрыто как можно быстрее. Быстрый ход от старта до финиша переходит в быстрый разгон, так что максимальная скорость может быть достигнута как можно быстрее без необходимости снижать ее до финиша.

Пробеги 200 ярдов. Данный маршрут отличается от маршрута длиной 100 м стартовой точкой, а первая половина маршрута — поворотом трассы. Для того, чтобы проехать большее расстояние по прямой от начала, стартовые колодки располагаются на внешнем краю колеи по касательной к кривой.

При беге на кривой бегун должен наклонить все свое тело внутрь, иначе он будет оттеснен в сторону центробежной силой, создаваемой при беге на кривой. В этом случае правая нога в момент вертикального сгибания колена меньше левой. Увеличьте наклон тела влево — постепенно внутрь. Только после достижения максимально возможной скорости (в стартовом режиме) бегун останавливается, увеличивая наклон тела, и сохраняет его в оставшейся части кривой. Для того, чтобы сократить расстояние, пройденное при беге по кривой колеи, лучше разместить ноги как можно ближе к бордюру, повернув их влево.

Движения рук также немного отличаются от движений рук, когда они бегут по прямой линии. Правая рука указывает больше внутрь, а левая слегка наружу. Плечи немного повернуты влево. На последних метрах кривой наклон тела должен быть плавно уменьшен, а тело выпрямляется, как только достигается прямая линия.

При пробеге свыше 200 м бегун может сделать 2-3 шага при выходе из кривой, как будто отворачиваясь от предельного усилия, а затем снова пробежать на полной интенсивности до финиша. Рекомендуется бежать 0,1-0,3 в первой половине дистанции, худшее время — 100 м (при беге по прямой).

Пробег 400 метров. Техника бега на 400 м основана на свободном от спринта шаге. Пробег выполняется с относительно меньшей интенсивностью, чем 100 и 200 метров. Наклон тела на кривых участках Бег начинается на старте так же, как и 200-метровый спринт. Как только достигается требуемая скорость, бегун делает свободный шаг, чтобы как можно дольше поддерживать достигнутую скорость. Он должен стараться преодолевать расстояние в относительно постоянном темпе.

Кривая бега на 400 м очень быстро и высоко поднимается в начале первых 100 м, держит вторую 100 м примерно на том же уровне, затем постепенно опускается вокруг третьей 100 м и резко падает на последних 100 м, особенно на 70-50 м перед финишем.

Бегун на 400 м должен бежать первые 100 м только на 0,3-0,5 м медленнее, чем он может бежать только 100 м, а первые 200 м должны бежать на 1,3-1,8 м медленнее, чем его личный рекорд на этой дистанции.

Техника бега меняется лишь незначительно в течение первых 300 м. На последних 100 м она существенно изменяется в связи с быстрым прогрессированием усталости, с уменьшением частоты полетов (за счет увеличения времени поддержки и полета) и, в меньшей степени, длины полета (Ф. Гусейнов, 1983).

Заключение

Техника старта и бега по трассе — решающие факторы в реализации скорости — потенциал производительности спринтера. Результат зависит от того, насколько рационально, экономно и эффективно спортсмен сможет использовать силу мышц при стартовом ускорении для использования своих энергетических ресурсов на трассе. При беге со старта наиболее важным фактором является сила, которую спринтер может развить в первые несколько метров забега.

Общее влияние бега на организм связано с изменением функционального состояния ЦНС, компенсацией недостатка энергии, функциональными сдвигами в системе кровообращения и снижением заболеваемости.

В результате многократного воздействия бега на центральную нервную систему во время регулярных длительных упражнений меняется также тип личности и психическое состояние бегуна. Особым эффектом беговых тренировок является повышение функциональности сердечно-сосудистой системы. Увеличение функциональных возможностей проявляется, прежде всего, в увеличении сократительной и «насосной» функций сердца, росте физической работоспособности.

Прогресс спортсмена в спринте зависит не только от максимальной силы мышц ног, но и от того, насколько хорошо они сбалансированы в мышцах антагоʜᴎϲтах.

Способность быстро набирать скорость зависит, главным образом, от скоростно-силовых характеристик разгибателей бедра, в то время как максимальная скорость бега предъявляет очень высокие требования к скоростно-силовым возможностям берцовых мышц, оптимальному соотношению мышечной силы — антагоʜᴎϲтов и высокоорганизованной структуре движений.

Список литературы

1. А. К. Кузнецов. Физическая культура в жизни общества. 2013.
2. НК Коробейников, А.А. Михеев, И.Г. Николенко. Физическое воспитание: пособие для Ми, кр. сᴨец. Учеб. Заведение, — М. Выш.шк. 2016, -336 р., Шлик.
3. Э.С. Озолин. Принтер работает. -M. Физическая культура и спорт, 2005, -159 с., Шлик.
4. А.ПБондарчук. Тренировки по легкой атлетике. — К,: Здравствуйте, 2013, -160 секунд.

Техника бега на короткие дистанции реферат по физкультуре и спорту

Введение Бег является одним из популярнейших занятий в мире. Занятия этим видом спорта являются важным средством физического воспитания, занимают одно из первых мест по своему характеру двигательных действий. За последнее двадцатилетие наука о спорте, в том числе и теория, и методика бега, начала развиваться быстрыми темпами. Если раньше она в основном занимала объяснительную функцию и мало помогала практике, то в настоящее время ее роль существенно изменилась. Спортивные соревнования – это уже не просто индивидуальные поединки и не только соревнование команд, это, прежде всего демонстрация силы и умения спортсмена, высокого тактического мышления преподавателя-тренера. Каждый, кто начинает заниматься бегом, ставит перед собой определенную цель: один хочет стать чемпионом, другой – просто сильнее и выносливее, третий стремится с помощью ходьбы на лыжах похудеть, четвертый — укрепить волю. И все это возможно. Нужно лишь регулярно, не делая себе поблажек и скидок, упорно тренироваться . Бег включает в себя несколько самостоятельных видов спорта: спринт, стайер, легкая атлетика, пятиборье, а также и другие. По этим видам спорта есть правила проведения соревнований и предусмотрено присвоение разрядов и званий в соответствии с требованиями Единой спортивной классификации. Это стимулирует систематические занятия и рост спортивных достижений бегунов. Названные виды бега включены в программы чемпионатов и Кубков мира, Олимпийских игр. 1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК Бег на короткие дистанции является самым древним видом легкоатлетических упражнений, входящих в современную легкую атлетику. Еще на античных олимпиадах атлеты соревновались в беге на один стадий (192,27 м). В наше время бег на короткие дистанции в соревнованиях стал проводиться впервые в Англии, и предпочтение было отдано дистанции 100 ярдов (91,4 м, 1860 г.). Первым официальным мировым рекордсменом в беге на 100 м с результатом 10,6 с ИААФ утвердила Д. Липпинкотта (США). Этот результат он показал в полуфинале Стокгольмской олимпиады (1912 г.). Результат 10,3 с был показан в 1930 г. канадцем Перси Уильямсом. В 1936 г. Джесси Оуэнс (США) доводит рекорд до 10,2 с. Этот рекорд продержался до 1956 г. и был улучшен соотечественником рекордсмена Вилли Уильямсом (10,1 с). Рубеж 10,0 с впервые преодолел спортсмен из США Джеймс Хайнс в 1968 г. (9,9 с). В этом же году на Олимпийских играх в Мехико был зарегистрирован его рекорд по электронному хронометражу — 9,95 с, который был улучшен лишь в 1983 г. на 0,02 с соотечественником экс-рекордсмена Кельвином Смитом (9,93 с). Рекорды мира в беге на 200 м на дорожке с полным (100- метровым) поворотом фиксируются с 1951 г. Первый рекорд мира (20,6 с) был установлен Эндрю Стенфилдом (США). Результат 20,0 с был показан лишь в 1966 г. — американцем Томми Смитом, который через два года, на Олимпийских играх в Мехико, показывает результат 19,83 с. Следующий шаг в росте рекорда был сделан в высокогорном Мехико итальянцем Пьетро Меннеа в 1979 г. (19,72 с). В беге на 400 м первый рекорд мира был зафиксирован в 1864 г. — англичанин Дербишир пробежал 440 ярдов (402,25 м) за 56,0 с. Этот результат был превышен в 1880 г. французом Гутером, который показал результат 51,6 с. В последующие годы усилиями английских и американских спринтеров рекорд был доведен к 1899 г. до 48,5 с. До 1950 г. рекорд улучшался трижды: 45,8 с — Д. Роден (Ямайка), 45,4 и 45,2 с — Л. Джонс (США). В финальном забеге Римской олимпиады (1960) О. Дэвис (США) и К. Кауфман (ФРГ) финишировали с результатом 44,9 с. Этот результат только через 3 года в 1964 г. удалось повторить А. Пламмеру и М. Ларраби (оба США). Т. Смит в 1967 г. довел рекорд до 44,5 с, а в 1968 г. В. Мэтьюз преодолевает дистанцию за 44,4 с, Л. Джеймс — за 44,1 с и Л. Эванс — за 44,0 с (США). В этом же году на Играх XIX Олимпиады в Мехико Л. Эванс (США) показал в условиях высокогорья рекордное время — 43,86 с. Бег на короткие дистанции раньше других видов легкой атлетики был признан доступным для женщин и был включен в программу Олимпийских игр 1928 г. (в беге на 100 м результат победительницы, американки Э. Робинсон, был равен 12,2 с). Через 20 лет олимпийская женская программа пополнилась новой дистанцией — 200 м, в 1964 г. спортсменки стали выступать и на дистанции 400 м. Понятие «бег на короткие дистанции» объединяет группу беговых видов легкоатлетической программы. В эту группу видов входит бег на дистанции протяженностью до 400 м, а также различные виды эстафетного бега, включающие этапы спринтерского бега. Бег 100, 200 и 400 м, эстафетный бег 4х100 м и 4х400 м, как для мужчин, так и для женщин, включается в программу олимпийских игр. Дистанции 30, 50, 60 и 300 м включаются в соревнования в закрытых помещениях и в соревнования юных легкоатлетов. Спринтерский бег входит составной частью в ряд видов легкой атлетики (все виды прыжков, многоборий и некоторые виды метаний), а также во многие виды спорта. Различные виды бега на короткие дистанции включены в нормативы комплекса ГТО всех ступеней. В беге на короткие дистанции добиваются успеха спортсмены различного роста и телосложения, но, как правило, хорошо физически развитые, сильные и быстрые (табл. 1). Таблица 1. Некоторые данные о сильнейших бегунах и бегуньях на 100 м. № Спортсмен Страна Результат и год Рост, см Вес, кг Мужчины 1. Б.Джонсон Канада 9,83 (1987) 180 75 2. К.Льюис США 9,93 (1987) 188 80 3. Дж.Хайнс США 9,95 (1968) 183 81 4. И.Чиди Нигерия 10,00 (1986) 188 77 5. В.Брызгин СССР 10,03 (1986) 180 72 6. В.Борзов СССР 10,07 (1972) 182 82 Женщины 1. Э.Эшфорд США 10,76 (1983) 165 54 2. М.Гер ГДР 10,81 (1983) 165 54 3. М.Кох ГДР 10,83 (1983) 171 60 4. X.Дрехслер ГДР 10,91 (1986) 181 70 5. М.Жирова СССР 10,98 (1985) 170 58 6. Л.Кондратьева СССР 11,02 (1984) 168 56 Бег на короткие дистанции, как правило, характеризуется максимальной интенсивностью пробегания всей дистанции в анаэробном режиме. На дистанциях до 200 м бегуны стремятся за минимальное время набрать максимальную скорость бега и поддерживать ее до финиша. 2.2. АНАЛИЗ ТЕХНИКИ СПРИНТЕРСКОГО БЕГА Бег на короткие дистанции (спринт) условно подразделяется на четыре фазы: начало бега (старт), стартовый разбег, бег по дистанции, финиширование. Начало бега (старт). В спринте применяется низкий старт, позволяющий быстрее начать бег и развить максимальную скорость на коротком отрезке. Для быстрого выхода со старта применяются стартовый станок и колодки. Они обеспечивают твердую опору для отталкивания, стабильность расстановки ног и углов наклона опорных площадок. В расположении стартовых колодок можно выделить три основных варианта: 1. При «обычном» старте передняя колодка устанавливается на расстоянии 1—1,5 стопы спортсмена от стартовой линии, а задняя колодка — на расстоянии длины голени (около 2 стоп) от передней колодки; 2. При «растянутом» старте бегуны сокращают расстояние между колодками до 1 стопы и менее, расстояние от стартовой линии до передней колодки составляет около 2 стоп спортсмена; 3. При «сближенном» старте расстояние между колодками также сокращается до 1 стопы и менее, но расстояние от стартовой линии до передней колодки составляет 1—1,5 длины стопы спортсмена. Стартовые колодки, расположенные близко друг к другу, обеспечивают одновременное усилие обеих ног для начала бега и создают большее ускорение бегуну на первом шаге. Однако сближенное положение ступней и почти одновременное отталкивание обеими ногами затрудняют переход к попеременному отталкиванию ногами на последующих шагах. Опорная площадка передней колодки наклонена под углом 45— 50°, задняя — 60—80°. Расстояние (по ширине) между осями колодок обычно равно 18—20см. В зависимости от расположения колодок изменяется и угол наклона опорных площадок: с приближением колодок к стартовой линии он уменьшается, с удалением их увеличивается. Расстояние между колодками и удаление их от стартовой линии зависят от особенностей телосложения бегуна, уровня развития его быстроты, силы и других качеств. По команде «На старт!» бегун становится впереди колодок, приседает и ставит руки впереди стартовой линии. Из этого положения он движением спереди назад упирается ногой в опорную площадку стартовой колодки, стоящей впереди, а другой ногой — в заднюю колодку. Носки туфель касаются рантом дорожки или первые два шипа упираются в дорожку. Встав на колено сзади стоящей ноги, бегун переносит руки через стартовую линию к себе и ставит их вплотную к ней. Пальцы рук образуют упругий свод между большим пальцем и остальными, сомкнутыми между собой. Прямые ненапряженные руки расставлены на ширину плеч. Туловище выпрямлено, голова держится прямо по отношению к туловищу. Тяжесть тела равномерно распределена между руками, стопой ноги, стоящей впереди, и коленом другой ноги. По команде «Внимание!» бегун слегка выпрямляет ноги, отделяет колено сзади стоящей ноги от дорожки. Ступни плотно упираются в опорные площадки колодок. Туловище держится прямо. Таз приподнимается на 10—20 см выше уровня плеч до положения, когда голени будут параллельны. В этой позе важно не перенести чрезмерно тяжесть тела на руки, так как это отрицательно отражается на времени выполнения низкого старта. В позе готовности важное значение имеет угол сгибания ног в коленных суставах. Увеличение этого угла (в известных пределах) способствует более быстрому отталкиванию. В позе стартовой готовности оптимальные углы между бедром и голенью ноги, опирающейся о переднюю колодку, равны 92—105°; ноги, опирающейся о заднюю колодку,— 115—138°, угол между туловищем и бедром впереди стоящей ноги составляет 19—23°. Указанные значения углов можно использовать для построения оптимальной стартовой позы; вначале с помощью транспортира расположить тело спортсмена в соответствии с оптимальными углами сгибания ведущих звеньев тела, а затем «подставить» ему стартовые колодки. Положение бегуна, принятое по команде «Внимание!», не должно быть излишне напряженным и скованным. Важно только сконцентрировать внимание на ожидаемом стартовом сигнале. Промежуток времени между командой «Внимание!» и сигналом для начала бега правилами не регламентирован. Интервал может быть изменен стартером в связи с различными причинами. Это обязывает бегунов сосредоточиться для восприятия сигнала. Услышав выстрел (или другой стартовый сигнал), бегун мгновенно устремляется вперед. Это движение начинается с энергичного отталкивания ногами и быстрого взмаха руками (сгибание их). Отталкивание от стартовых колодок выполняется одновременно двумя ногами значительным давлением на стартовые колодки. Но оно сразу же перерастает в разновременную работу. Нога, стоящая сзади, лишь слегка разгибается и быстро выносится бедром вперед; вместе с этим нога, находящаяся впереди, резко выпрямляется во всех суставах. Угол отталкивания при первом шаге с колодки составляет у квалифицированных спринтеров 42—50°, бедро маховой ноги приближается к туловищу на угол около 30°. Указанное положение удобно для выполнения мощного отталкивания от колодок и сохранения общего наклона тела на первых шагах бега. Стартовый разбег. Чтобы добиться лучшего результата в спринте, очень важно после старта быстрее достичь в фазе стартового разбега скорости, близкой к максимальной. Таблица 2. Характеристики соревновательной деятельности спринтеров (100 м мужчины и женщины) на Играх доброй воли в 1986 г. Показатели Женщины Мужчины Э.Эш- форд Э.Бар- башина И.Слю- сарь А.Нуне- ва Б.Джон- сон К.Льюи с В.Му- равьев Н.Юшма- нов Рост, см 165 166 160 167 180 188 178 180 Вес, кг 54 57 49 57 75 80 75 70 Результаты на 100 м 10,91 11,12 11,22 11,40 9,95 10,06 10,20 10.26 Время на отрезке 0—30 м, с 4,13 4,21 4,17 4,24 3,86 3,92 3,94 3,82 Время на отрезке 0—60 м, с 7,01 7,17 7,17 7,29 6,47 6,61 6,65 6,65 Средняя скорость бега на отрезке 30— 60 м, м/с 10,27 10,14 10,00 9,84 11,49 11,19 11,07 10,99 Средняя скорость бега на отрезке 60 — 100 м, м/с 10,35 10,13 9,88 9,79 11,49 11,59 11,27 11,08 Кол-во шагов на дистанции 52 52,5 53,5 52,5 46,5 44 47 46,5 Средняя длина шагов на отрезке 0 — 30 м, м 1,57 1,58 1,58 1,62 1,87 1,88 1,76 1,82 Средняя длина шагов на отрезке 30 — 60 м, м 2,07 2,00 1,94 2,00 2,14 2,31 2,30 2,22 Средняя длина шагов на отрезке 60 — 100 м, м 2,16 2,16 2,11 2,10 2,42 2,67 2,35 2,42 Средняя частота шагов, на отрезке 0—30 м, ш/с 4,96 4,86 4,91 4,70 4,43 4,36 4,61 4,50 Средняя частота шагов на отрезке 30 — 60 м, ш/с 4,97 5,07 5,15 4,92 5,37 4,83 4,80 4,95 Средняя частота шагов на отрезке 60— 100 м, ш/с 4,74 4,35 4,79 4,57 4,79 4,69 4,68 4,62 Шаги с правой и левой ноги часто неодинаковы: с сильнейшей ноги они немного длиннее. Желательно добиться одинаковой длины шагов с каждой ноги, чтобы бег был ритмичным, а скорость равномерной. Добиться этого можно путем развития силы мышц более слабой ноги. Это позволит достичь и более высокого темпа бега. В спринтерском беге по прямой дистанции стопы надо ставить носками прямо — вперед. При излишнем развороте их наружу ухудшается отталкивание. Как в стартовом разбеге, так и во время бега по дистанции руки, согнутые в локтевых суставах, быстро движутся вперед-назад в едином ритме с движениями ногами. Движения руками вперед выполняются несколько внутрь, а назад — несколько наружу. Угол сгибания в локтевом суставе непостоянен: при выносе вперед рука сгибается больше всего, при отведении вниз-назад несколько разгибается. Кисти во время бега полусжаты или разогнуты (с выпрямленными пальцами). Не рекомендуется ни напряженно выпрямлять кисть, ни сжимать, ее в кулак. Энергичные движения руками не должны вызывать подъем плеч и сутулость — первые признаки чрезмерного напряжения. Частота движений ногами и руками взаимосвязана. Перекрестная координация помогает увеличить частоту шагов посредством учащения движений рук. Техника бега спринтера нарушается, если он не расслабляет тех мышц, которые в каждый данный момент не принимают активного участия в работе. Успех в развитии скорости бега в значительной мере зависит от умения бежать легко, свободно, без излишних напряжений. Финиширование. Максимальную скорость в беге на 100 и 200 м необходимо стараться поддерживать до конца дистанции, однако на последних 20—15 м дистанции скорость обычно снижается на 3-8%. Бег заканчивается в момент, когда бегун коснется туловищем вертикальной плоскости, проходящей через линию финиша. Бегущий первым касается ленточки (нити), протянутой на высоте груди над линией, обозначающей конец дистанции. Чтобы быстрее ее коснуться, надо на последнем шаге сделать резкий наклон грудью вперед, отбрасывая руки назад. Этот способ называется «бросок грудью». Применяется и другой способ, при котором бегун, наклоняясь вперед, одновременно поворачивается к финишной ленточке боком так, чтобы коснуться ее плечом. При обоих способах возможность дотянуться до плоскости финиша практически одинакова. При броске на ленточку ускоряется не продвижение бегуна, а момент соприкосновения его с плоскостью финиша за счет ускорения движения верхней части тела (туловища) при относительном замедлении нижней. Опасность падения при броске на финише предотвращается быстрым выставлением маховой ноги далеко вперед после соприкосновения с финишной лентой. Финишный бросок ускоряет прикосновение бегуна к ленточке, если бегун всегда затрачивает на дистанции одно и то же количество шагов и бросок на нее делает с одной и той же ноги, примерно с одинакового расстояния (за 100— 120 см). Бегунам, не овладевшим техникой финишного броска, рекомендуется пробегать финишную линию на полной скорости, не думая о броске на ленточку. 3. ЗАДАЧИ, СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ ТЕХНИКЕ БЕГА НА КОРОТКИЕ ДИСТАНЦИИ В беге на короткие дистанции развиваются максимальные усилия, и это создает предпосылки к возникновению скованности и искажения рациональной формы движений и целесообразной координации развиваемых усилий. Напрягаются мышцы, не участвующие в выполнении беговых движений. Все это вызывает лишние энерготраты и снижает частоту рабочих движений. Следует с первых же занятий уделять большее внимание сохранению свободы движений и предупреждению возникновения скованности. Стремление новичка проявить себя с лучшей стороны приводит к чрезмерным напряжениям и искажениям естественных движений. На формирование правильной координации сокращения и расслабления мышц тела бегуна отрицательное влияние оказывает раннее начало обучению бегу со старта, и особенно с низкого. Понятие «раннее начало» сугубо индивидуально, и обучающий должен умело определить время готовности отдельно каждого ученика к изучению техники бега со старта, особенно старта по сигналу. Задача 1. Ознакомиться с особенностями бега каждого занимающегося, определить его основные недостатки и пути их устранения. Средство. Повторный бег 60—80 м (3—5 раз). Методические указания. Количество повторных пробежек может быть различно. Оно зависит от того, как скоро занимающийся пробежит дистанцию в свойственной ему манере. Задача 2. Научить технике бега по прямой дистанции. Средства. 1. Бег с ускорением на 50—80 м в 3/4 интенсивности от максимальной. 2. Бег с ускорением и бегом по инерции (60—80 м). 3. Бег с высоким подниманием бедра и загребающей постановкой ноги на дорожку (30—40 м). 4. Семенящий бег с загребающей постановкой стопы (30—40 м). 5. Бег с отведением бедра назад и забрасыванием голени (40—50 м). 6. Бег прыжковыми шагами (30—60 м). 7. Движения руками (подобно движениям во время бега). 8. Выполнить 3, 4 и 6-е упражнения в повышенном темпе и перейти на обычный бег. Методические указания. Перечень упражнений и их дозировка подбираются для каждого занимающегося с учетом недостатков в технике бега. Все беговые упражнения вначале выполняются каждым в отдельности. По мере освоения техники бега упражнения выполняются группой. В беге с ускорением нужно постепенно увеличивать скорость, но так, чтобы движения бегуна были свободными. Повышение скорости следует прекращать, как только появится излишнее напряжение, скованность. При достижении максимальной скорости нельзя заканчивать бег сразу, а нужно его продолжить некоторое время, не прилагая максимальных усилий (свободный бег). Дистанция свободного бега увеличивается постепенно. Бег с ускорением — основное упражнение для обучения технике спринтерского бега. Все беговые упражнения необходимо выполнять свободно, без излишних напряжений. При выполнении бега с высоким подниманием бедра и семенящего бега нельзя откидывать верхнюю часть туловища назад. Бег с забрасыванием голени целесообразнее проводить в туфлях с шипами. В этом упражнении следует избегать наклона вперед. Количество повторений рекомендуемых упражнений устанавливается в зависимости от физической подготовленности (3— 7 раз). медленном и быстром беге (6—10 раз). 3. Наклон вперед на ленточку с поворотом плеч на медленном и быстром беге индивидуально и группой (8—12 раз). Методические указания. Обучая финишированию с броском на ленточку, надо воспитывать умение проявлять волевые усилия, необходимые для поддержания достигнутой максимальной скорости до конца дистанции. Важно также приучать бегунов заканчивать бег не у линии финиша, а после нее. Для успешности обучения нужно проводить упражнения парами, подбирая бегунов, равных по силам, или применяя форы. Задача 10. Дальнейшее совершенствование техники бега в целом. Средства. 1. Все упражнения, применявшиеся для обучения, а также бег по наклонной дорожке с выходом на горизонтальную, бег вверх по наклонной дорожке. 2. Применение тренажерных устройств: тяговые и тормозящие устройства, световой и звуковой лидер и др. 3. Пробегание полной дистанции. 4. Участие в соревнованиях и прикидках. Методические указания. Техника спринта лучше всего совершенствуется при беге в равномерном темпе с неполной интенсивностью; в беге с ускорением, в котором скорость доводится до максимальной; при выходах со старта с различной интенсивностью. Стремление бежать с максимальной скоростью при неосвоенной технике и недостаточной подготовленности почти всегда приводит к излишним напряжениям. Чтобы избежать этого, на первых порах следует применять преимущественно бег в 1/2 и 3/4 интенсивности, так как при легком, свободном, ненапряженном беге спортсмену легче контролировать свои движения. С каждым последующим занятием скорость бега должна повышаться. Но как только спринтер почувствует напряженность, закрепощение мускулатуры и связанность движений, скорость нужно снижать. В результате совершенствования навыков излишнее напряжение будет появляться позднее, спринтер будет достигать все большей скорости бега, выполняя движения легко и свободно. Надо постоянно следить за техникой низкого старта. Особое внимание необходимо уделять сокращению времени реакции на стартовый сигнал, не допуская при этом преждевременного начала бега. Обязательно подавать сигнал возвращения бегунов, если кто-то начал бег раньше сигнала. При описании обучения технике бега на короткие дистанции указано количество повторений каждого упражнения для одного урока. При включении большего количества упражнений дозировку следует уменьшить. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, я вкратце, на мой взгляд, указала основные задачи, средства и методы обучения технике бега на короткие дистанции. Также я подробно проанализировала технику спринтерского бега, без знания которой невозможна подготовка спортсмена высшей категории. Бегун должен уметь быстро выбегать со старта, развить высокую скорость в стартовом разбеге, достичь максимальной скорости во время бега на дистанции и по возможности еще увеличить ее на финише или сохранить скорость до финишной черты. В своей работе я указала комплекс упражнений для улучшения техники бега на короткие дистанции, ознакомила с комплексом упражнений для совершенствования низкого старта, стартового разбега, бега по дистанции и финиширования. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Анатомия человека. Учебник для институтов физической культуры. Под ред.В.И.Козлова.-М.:ФиС,1978 2. Анищенко В.С. Физическая культура: Методико-практические занятия для студентов: Учеб.пособие.-М.:Изд-во РУДН,1999 3. Иванов Г.Д. Физическое воспитание. Учебник. Алматы: РИК, 1995. 4. Ильинич В.И. Студенческий спорт и жизнь. М.:АО «Аспект Пресс»,1995 5. Ильинич В.И. Профессионально-прикладная физическая подготовка студентов вузов.- М.:Высшая школа,1978 6. Кун Л. Всемирная история физической культуры и спорта. Пер. с венгр. Под общ.ред.В.В.Столбова.-М.:Радуга,1982 7. Матвеев Л.П. Теория и методика физической культуры.-М.: ФиС,1991 8. Приказ Минобразования России «Об организации процесса физического воспитания в образовательных учреждениях начального, среднего и высшего профессионального образования» от 01.12.99 N 1025 9. Реабилитация здоровья студентов средствами физической культуры: Учебное пособие/ Волков В.Ю., Волкова Л.М., СПб.гос.техн.ун-т.Санкт-Петербург, 1998 10.Теория спорта/ Под ред.Платонова В.Н.: Киев: Высшая школа,1987 11. Федеральный закон «О физической культуре и спорте в Российской Федерации» от 29.04.99 N 80-ФЗ 12. Физическая культура студента. Учебник для студентов вузов. /Под общ.ред.В.И.Ильинича-М.:Гардарики,1999 13. Физическая культура (курс лекций): Учебное пособие/Под общ.ред.Волковой Л.М., Половникова П.В.:СПбГТУ,СПб,1998.-153 с.

«Виды бега и их влияние на здоровье человека».

Реферат по теме: «Виды бега и их влияние на здоровье человека».

Способность и желание бегать заложены в каждом человеке природой. Бег считается одним из основных механизмов, предусмотренных эволюцией для сохранения здоровья и жизни. Древние люди уже прекрасно знали о множестве полезных эффектов, которые дарят человеку регулярные пробежки.

Бег является наиболее простым и доступным (в техническом отношении) видом циклических упражнений, а потому и самым массовым. По самым скромным подсчетам, бег в качестве оздоровительного средства используют более 100 млн. людей среднего и пожилого возраста нашей планеты. Согласно официальным данным, в нашей стране зарегистрировано 5207 клубов любителей бега, в которых занимается 385 тыс. любителей бега; самостоятельно бегающих насчитывается 2 млн. человек. Техника бега настолько проста, что не требует специального обучения, а его влияние на человеческий организм чрезвычайно велико.

. Виды бега

Существует большое количество видов бега. В спортивной практике он делится в зависимости от длины дистанции.

Беговые виды лёгкой атлетики объединяют следующие стадионные дисциплины:

 спринт (100 м, 200 м и 400 м),

 бег на средние дистанции (от 800 до 3000 м , в том числе бег на 3000 м с препятствиями), 

бег на длинные дистанции (классические дистанции 5000 м и 10 000 м), 

барьерный бег (110 м, 400 м),  

эстафетный бег (4×100 м, 4×200 м, 4×400 м, 4×800 м, 4×1500 м),

Все они проходят на дорожках стадиона.

В оздоровительных целях различают следующие виды бега:

легкий,

средний,

на месте,

босиком,

трусцой,

для похудения.

Легкий – это оздоровительно-укрепляющий вид бега, который скорее можно отнести к спортивной ходьбе. Этот вид еще называют футинг – ходьба в скоростном темпе. Легкий бег, отлично подойдет тучным людям.

Средний – самый распространенный вид бега, является оздоровительным и пользуется спросом у большинства непрофессиональных спортсменов, а также у пенсионеров. Миллионы людей во всем мире бегают по утрам и вечерам именно таким способом.

Бег на месте – практически ничем не уступает другим видам, им можно заниматься и дома. Его техника элементарна. Вы делаете те же движения что и при обычном беге, только на одном месте, не передвигаясь горизонтально, только вертикальные движения. Руки при этом активно работают назад и вперед, а колени поднимаются вверх или захлестываем голени назад.

Бег босиком приносит удивительно приятные ощущения. Подошвы ног почти так же чувствительны, как и ладони рук. Травяные покровы лугов и песчаные пляжи покажутся мягче шелка и вельвета. Нельзя бегать босиком до тех пор, пока ноги не привыкли к ходьбе босиком и лодыжки достаточно не окрепли. При беге босиком по песку дополнительная работа, которую вы выполняете, отталкиваясь от него, придаст большую силу мышцам ног.

Если вам хочется побегать по берегу водоема, то бегите по кромке прибоя, где песок твердый, спрессованный и в то же время достаточно мягкий. Сухой песок слишком мягок, пятки будут тонуть в нем, и вы можете слишком перетрудить ахилловы сухожилия или подвернуть лодыжку.

Бег трусцой – это бег в очень медленном темпе, приблизительно один км за 6 минут. Этот темп можно посоветовать начинающим бегунам. Опытные бегуны так же используют бег трусцой, но, как правило, во время разминки, восстановительных этапов или реабилитации после травм.

Бег трусцой отличаются от обычного техникой движений, которая направлена на уменьшение нагрузки на суставы, связки и сердечно-сосудистую систему. В нем гораздо короче фаза полёта: как только одна нога отталкивается от земли и начинается период безопорного состояния, вторая нога тут же опускается на землю. Характерные особенности техники: «шлёпанье» расслабленной стопой и иногда жёсткий удар пяткой об опору в результате «натыкания», скорость передвижения несколько больше, чем при быстрой ходьбе.

Специалисты США научно обосновали факт, что бег трусцой способствует значительному ускорению роста клеток человеческого мозга, причем в той области, где происходят процессы запоминания и обучения.

Бег для похудения – один из самых простых и результативных способов сбросить вес. Убежать от лишних килограммов очень просто. За полчаса легкого бега трусцой сжигается в среднем 300 калорий. Но сжигание жира происходит неравномерно и начинается не сразу, а после 30 минут непрерывной работы мышц. До этого расходуются запасы АТФ (нуклеотид, универсальный источник энергии) и гликогена в печени.

Бег для похудения нужно практиковать 5 раз в неделю. Продолжительность каждого занятия 40 — 60 минут. Предпочтение необходимо отдавать утренним пробежкам. Это связано с особенностями расщепления жиров и городским воздухом, который по утрам в несколько раз чище, чем вечером. Бегайте естественно, так, как вам подсказывает организм.

Какая именно польза от бега и как повысить положительное влияние этого вида спорта на организм?

Общее влияние бега на организм

Бег является самым простым и эффективным физическим упражнением, которое позволяет задействовать почти все части связочного и мышечного аппарата. Кроме того, полезную нагрузку во время бега получают и суставы человеческого тела. Бег повышает кровообращение, насыщает кислородом все органы и ткани. Он тренирует сосудистую систему и предотвращает многие болезни сердца.

Занятия бегом способствуют очищению организма от вредных токсинов и шлаков. Во время упражнений кровь начинает двигаться по сосудам с высокой интенсивностью. Через стенки сосудов в нее поступает множество отработанных веществ, которые выводятся через пот. При медленном продолжительном беге нормализуются обменные процессы организма, а также уменьшается содержание холестерина в крови.

Согласно научным исследованиям, занятия бегом способствуют выработке эндорфинов – гормонов, которые вызывают у человека ощущение радости, счастья и оптимизма. Кроме того, бег повышает выносливость человека, делая его более работоспособным.

Регулярные беговые тренировки улучшают восстановительные функции организма. Данный эффект будет особенно полезен людям, которые часто работают в ночную смену. В итоге, небольшая пробежка оказывается более эффективной для придания бодрости, чем расслабляющий отдых и даже сон.

Установленный факт, что пробежки оказывают положительное влияние на нервную систему. Тот человек, у которого бег стал повседневной нормой жизни, становится менее вспыльчивым и более уравновешенным, он эффективнее контролирует свои эмоции и легче переносит стрессовые ситуации.

Также доказано, что пробежки положительно влияют и на умственные способности человека, поскольку они повышают уровень концентрации, самоконтроль и мозговую деятельность. Бег может оказать неоценимую помощь и при различных нарушениях сна, поскольку оказывает успокаивающее воздействие на эмоциональное и психологическое состояние человека.

Нельзя забывать и о том, что бег – это отличный инструмент для повышения физической силы и выносливости. При помощи бега активно развивается мускулатура ног, пресса, рук, шеи, ягодиц. Человек становится более ловким и сильным.

Как сделать бег максимально эффективным

Место и время для бега. Лучше всего для тренировок подойдет стадион или парк. В таких местах выгуливать собак обычно запрещено, к тому же, там не ездят машины, поэтому воздух сохраняется свежим и чистым, чтобы польза бега была максимальной. Если поблизости нет парков или стадионов, рекомендуется выбирать тихие улочки или переулки, где нет интенсивного движения транспорта. Бегать рекомендуется по утрам, перед завтраком, или по вечерам – именно в это время организм наиболее подготовлен к физическим нагрузкам.

Разминка. Перед тем, как приступать к пробежке, нужно обязательно хорошенько размяться и растянуться. Наклоны и повороты туловища, приседания, выпады усилят кровообращение в мышцах и помогут предотвратить растяжение связок.

Техника бега. Стопы необходимо ставить правильно, чтобы предотвратить излишнюю нагрузку на тазобедренный сустав, колени и позвоночник. При опускании ногу лучше ставить равномерно на всю стопу. Туловище следует держать с небольшим наклоном вперед, при этом раскачивать им во время бега не рекомендуется. Рекомендуется избегать резких скачков вверх и жестких опусканий на поверхность. Руки должны быть согнуты в локтях, движение их свободное, в такт шагам. Некоторые бегуны предпочитают вообще не двигать руками – здесь нужно руководствоваться собственными ощущениями и выбирать такие движения рук, которые покажутся наиболее удобными.

Дыхание. Во время бега нужно дышать и носом, и ртом. Если дыхание сбивается и большую часть воздуха приходится «заглатывать» при помощи рта, значит, нагрузка чересчур высокая и требуется снизить темп.

Обувь и одежда. Чтобы польза бега была максимальной, нужно позаботиться о правильно подобранной одежде и обуви. Они должны быть удобными, нигде не сдавливать тело. Лучшей обувью для бега являются спортивные кроссовки со специальными амортизирующими подушечками.

Продолжительность и частота тренировок. Не стоит сразу подвергать себя изнурительным нагрузкам. Неподготовленному человеку следует начинать с 10-15 минут в день и постепенно наращивать интенсивность и продолжительность тренировок. Начинающим бегунам рекомендуется интервальная техника бега, при которой несколько минут бега чередуются с несколькими минутами ходьбы. Если возникли неприятные или болевые ощущения, надо снизить темп или полностью прекратить занятия.

Питание. За час до беговых тренировок не желательно принимать пищу. В крайнем случае можно съесть банан, яблоко или другой фрукт. После окончания занятий нужно выждать хотя бы час, прежде чем налегать на еду. Перед самим бегом не следует пить жидкость, а сразу после тренировок желательно выпить стакан чистой воды. Это позволит водному балансу организма пришел в норму

Прежде чем начинать заниматься бегом, нужно проконсультироваться с врачом. Особенно важно это для людей, страдающих от каких-либо хронических заболеваний. При некоторых болезнях занятия бегом противопоказаны. К ним относятся: острая форма инфекционных заболеваний, болезни или травмы опорно-двигательного аппарата, тяжелые поражения сосудов и сердца.

Техника бега на короткие дистанции (1) (Реферат)

Введение

Бег является одним из популярнейших занятий в мире. Занятия этим видом спорта являются важным средством физического воспитания, занимают одно из первых мест по своему характеру двигательных действий.

За последнее двадцатилетие наука о спорте, в том числе и теория, и методика бега, начала развиваться быстрыми темпами. Если раньше она в основном занимала объяснительную функцию и мало помогала практике, то в настоящее время ее роль существенно изменилась. Спортивные соревнования – это уже не просто индивидуальные поединки и не только соревнование команд, это, прежде всего демонстрация силы и умения спортсмена, высокого тактического мышления преподавателя-тренера.

Каждый, кто начинает заниматься бегом, ставит перед собой определенную цель: один хочет стать чемпионом, другой – просто сильнее и выносливее, третий стремится с помощью ходьбы на лыжах похудеть, четвертый — укрепить волю. И все это возможно. Нужно лишь регулярно, не делая себе поблажек и скидок, упорно тренироваться .

Бег включает в себя несколько самостоятельных видов спорта: спринт, стайер, легкая атлетика, пятиборье, а также и другие. По этим видам спорта есть правила проведения соревнований и предусмотрено присвоение разрядов и званий в соответствии с требованиями Единой спортивной классификации. Это стимулирует систематические занятия и рост спортивных достижений бегунов. Названные виды бега включены в программы чемпионатов и Кубков мира, Олимпийских игр.

1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Бег на короткие дистанции является самым древним видом легкоатлетических упражнений, входящих в современную легкую атлетику. Еще на античных олимпиадах атлеты соревновались в беге на один стадий (192,27 м). В наше время бег на короткие дистанции в соревнованиях стал проводиться впервые в Англии, и предпочтение было отдано дистанции 100 ярдов (91,4 м, 1860 г.).

Первым официальным мировым рекордсменом в беге на 100 м с результатом 10,6 с ИААФ утвердила Д. Липпинкотта (США). Этот результат он показал в полуфинале Стокгольмской олимпиады (1912 г.). Результат 10,3 с был показан в 1930 г. канадцем Перси Уильямсом. В 1936 г. Джесси Оуэнс (США) доводит рекорд до 10,2 с. Этот рекорд продержался до 1956 г. и был улучшен соотечественником рекордсмена Вилли Уильямсом (10,1 с). Рубеж 10,0 с впервые преодолел спортсмен из США Джеймс Хайнс в 1968 г. (9,9 с). В этом же году на Олимпийских играх в Мехико был зарегистрирован его рекорд по электронному хронометражу — 9,95 с, который был улучшен лишь в 1983 г. на 0,02 с соотечественником экс-рекордсмена Кельвином Смитом (9,93 с).

Рекорды мира в беге на 200 м на дорожке с полным (100-метровым) поворотом фиксируются с 1951 г. Первый рекорд мира (20,6 с) был установлен Эндрю Стенфилдом (США). Результат 20,0 с был показан лишь в 1966 г. — американцем Томми Смитом, который через два года, на Олимпийских играх в Мехико, показывает результат 19,83 с. Следующий шаг в росте рекорда был сделан в высокогорном Мехико итальянцем Пьетро Меннеа в 1979 г. (19,72 с).

В беге на 400 м первый рекорд мира был зафиксирован в 1864 г. — англичанин Дербишир пробежал 440 ярдов (402,25 м) за 56,0 с. Этот результат был превышен в 1880 г. французом Гутером, который показал результат 51,6 с. В последующие годы усилиями английских и американских спринтеров рекорд был доведен к 1899 г. до 48,5 с. До 1950 г. рекорд улучшался трижды: 45,8 с — Д. Роден (Ямайка), 45,4 и 45,2 с — Л. Джонс (США). В финальном забеге Римской олимпиады (1960) О. Дэвис (США) и К. Кауфман (ФРГ) финишировали с результатом 44,9 с. Этот результат только через 3 года в 1964 г. удалось повторить А. Пламмеру и М. Ларраби (оба США). Т. Смит в 1967 г. довел рекорд до 44,5 с, а в 1968 г. В. Мэтьюз преодолевает дистанцию за 44,4 с, Л. Джеймс — за 44,1 с и Л. Эванс — за 44,0 с (США). В этом же году на Играх XIX Олимпиады в Мехико Л. Эванс (США) показал в условиях высокогорья рекордное время — 43,86 с.

Бег на короткие дистанции раньше других видов легкой атлетики был признан доступным для женщин и был включен в программу Олимпийских игр 1928 г. (в беге на 100 м результат победительницы, американки Э. Робинсон, был равен 12,2 с). Через 20 лет олимпийская женская программа пополнилась новой дистанцией — 200 м, в 1964 г. спортсменки стали выступать и на дистанции 400 м. Мировой рекорд (1934 г.) польской бегуньи С. Власевич в беге на 100 м был равен 11,7 с (в 1935 г.), в беге на 200 м — 23,6 с. В 1948 г. голландка Ф. Бланкерс-Кун улучшила рекорд в беге на 100 м, пробежав дистанцию за 11,5 с. Через 4 года М. Джексон (Австралия) показывает в беге на 100 м 11,4 с, а в беге на 200 м — 23,4 с. Советская бегунья М. Иткина в 1956 г. повторяет рекорд М. Джексон в беге на 200 м, а в 1958 г. В. Крепкина — рекорд Ш. Стриклэнд де ла Ханти (Австралия) в беге на 100 м, установленный в 1955 г. (11,3 с). На Олимпийских играх 1964 г. в Риме В. Рудольф (США) повторяет рекорд в беге на 100 м (11,3 с), а в следующем, 1965 г. улучшает его на 0,1 с. На Олимпийских играх в Мехико в беге на 100 м победительница финала В. Тайес (США) улучшает мировой рекорд — 11,0 с. Этот результат повторили Чи Чен (о. Тайвань), Р. Мейснер (ГДР), Э. Штропаль (ГДР) и Е. Глезкова (ЧССР). В 1973 г. этот рубеж дважды был преодолен Р. Штехер-Мейснер (ГДР). Рекорд стал равен 10,8 с. Р. Штехер успешно выступала и в беге на 200 м. В 1979 г. она повторяет рекорд Чи Чен, установленный в 1970 г. (22,4 с), а затем улучшает его на 0,3 с.

Удивительное долголетие в спринтерском беге показала И. Шевиньская (ПНР). Первый свой мировой рекорд в беге на 200 м она установила в 1965 г. (22,7 с), в 1974 г. показывает результат 22,0 с и в 1976 г. устанавливает первый рекорд при электронном хронометрировании в беге на 200 м (22,21 с), затем и на 400 м (49,29 с).

В беге на 100 м у женщин первый рекорд при электронном хронометрировании был зафиксирован в 1968 г. В. Тайес из США (11,08 с). Рубеж 11,0 с впервые был пройден М. Ольснер-Гёр (ГДР) в 1977 г. — 10,88 с. В 1983 г. спортсменка из США Э. Эшфорд показывает результат 10,79 с, в следующем году — 10,76 с. После И. Шевиньской в беге на 200 и 400 м в конце 70-х — начале 80-х годов выдающиеся результаты показывала бегунья из ГДР Марита Кох. В 1979 г. она доводит рекорд в беге на 200 м до 21,71 с, в 1982 г. в беге на 400 м — до 48,16 с. В следующем году Я. Кратохвилова (ЧССР) впервые показывает результат лучше 48 с — 47,99 с.

Спринтерский бег в России получил распространение позже, чем в западных странах. В первых официальных соревнованиях по легкой атлетике в России (1897) в программу был включен бег на 300 футов (91,5 м) и на 188,5 сажени (401,5 м). Дореволюционные рекорды России в беге на 100 м равнялись 10,8 с у мужчин (В. Архипов) и 13,1 с у женщин (Н. Попова).

После Великой Октябрьской социалистической революции начался новый этап в развитии легкой атлетики в нашей стране. Уже на Всесоюзной спартакиаде 1928 г. рекордные результаты показывают Т. Корниенко (100 м — 10,8 с, 200 м — 22,0 с) и М. Подгаецкий (400 м — 50,2 с).

В женском спринте довоенного времени значительный след оставила М. Шаманова. На Всесоюзной спартакиаде 1928 г. она побеждает в беге на 100 м (12,6 с), в эстафете, в прыжках в длину и троеборье.

В послевоенные годы на первенстве Европы 1946 г. успеха добилась Е. Сеченова, которая завоевала золотые медали в беге на 100 и 200 м. Чемпионом Европы стал Н. Каракулов, победивший в беге на 200 м. На смену своему учителю, Н. Каракулову, пришел В. Сухарев. Он в 1951 г. установил новый рекорд в беге на 100 м (10,3 с). Л. Бартеневу удалось превысить этот рекорд на 0,1 с, но по техническим причинам этот результат не был утвержден. И только в 1958 г. рекордом СССР стал результат 10,2 с, показанный Э. Озолиным. В 1968 г. В. Сапея пробежал 100 м за 10,0 с.

Чемпионат Европы 1954 г. был ознаменован успехами спринтеров-женщин. И. Турова победила в беге на 100 м с результатом 11,8 с, а М. Иткина первой финишировала на 200-метровой дистанции (24,3 с). Эстафета 4х100 м была также выиграна нашими девушками. У мужчин на чемпионате Европы 1954 г. чемпионом в беге на 400 м стал А. Игнатьев с результатом 46,6 с. В период с 1952 по 1955 г. он 9 раз улучшал рекорд страны, доведя его до 46,0 с. Лишь в 1969 г. А. Братчикову удается улучшить его на 0,1 с. Первенство Европы 1969 г. стало началом успехов советских спортсменов нового поколения. В. Борзов стал чемпионом Европы. Он успешно выступал во встречах с сильнейшими американскими и европейскими спринтерами. В 1969 г. В. Борзов повторяет рекорд СССР и Европы, пробежав 100 м за 10,0 с. На трех чемпионатах Европы (1969, 1971 и 1974) завоевывает 3 золотые медали на дистанции 100 м и одну — в беге на 200 м. Наибольшего успеха В. Борзов добивается на Олимпиаде в Мюнхене в 1972 г., победив в беге на 100 и 200 м, при этом на 200 м был показан рекордный результат для бегунов СССР и Европы (20,0 с), а в беге на 100 м — новый рекорд СССР (10,07 с). На Олимпийских играх в Москве в 1980 г. золотые олимпийские медали завоевали Л. Кондратьева (бег 100 м), В. Маркин с новым рекордом СССР и Европы (бег 400 м), а также эстафетные команды 4х100 м и 4х400 м у мужчин и 4х400 м у женщин.

2. ТЕХНИКА БЕГА

(PDF) Механические факторы, определяющие эффективность бега на 100 м в спринте

Beneke R, Taylor MJD (2010) Что дает Bolt преимущество — A.V. Hill

уже знал это! J Biomech 43: 2241–2243

Best CH, Partridge RC (1928) Уравнение движения бегуна,

, прилагающего максимальное усилие. Proc R Soc B 103: 218–225

Bret C, Messonnier L, Nouck Nouck JM, Freund H, Dufour AB,

Lacour JR (2003) Различия в обмене и удалении лактата

способностей у спортсменов, специализирующихся на беге на разных треках события

(от 100 до 1500 м).Int J Sports Med 24: 108–113

Bundle MW, Hoyt RW, Weyand PG (2003) Высокоскоростной бег

performance: новый подход к оценке и прогнозированию.

J Appl Physiol 95: 1955–1962

Chelly SM, Denis C (2001) Сила ног и жесткость подпрыгивания:

взаимосвязь с эффективностью бега на короткие дистанции. Med Sci Sports

Упражнение 33: 326–333

Cormie P, McGuigan MR, Newton RU (2011) Развитие максимальной нервно-мышечной силы

: часть 2 — рекомендации по тренировке для

, улучшающие максимальную выработку мощности.Sports Med 41: 125–146

Coyle EF (2005) Повышенная мышечная эффективность, продемонстрированная на турнире Tour de

, чемпион Франции взрослеет. J Appl Physiol 98: 2191–2196

Cronin J, Hansen KT (2005) Сила и предикторы мощности в спорте

скорости. J Strength Cond Res 19: 349–357

Cronin J, Sleivert G (2005) Проблемы в понимании влияния

тренировок максимальной мощности на улучшение спортивных результатов.

Sports Med 35: 213–234

Di Prampero PE, Fusi S, Sepulcri L, Morin JB, Belli A, Antonutto G

(2005) Спринт: новый энергичный подход.J Exp Biol

208: 2809–2816

Dorel S, Couturier A, Lacour JR, Vandewalle H, Hautier C, Hug F

(2010) Взаимосвязь силы и скорости в езде на велосипеде снова: преимущества двухмерной педали

силовой анализ. Med Sci Sports Exerc

42: 1174–1183

Фришберг Б.А. (1983) Анализ наземных и беговых дорожек

спринт. Med Sci Sports Exerc 15: 478–485

Фурусава К., Хилл А.В., Паркинсон Дж. Л. (1927) Энергия, используемая в «спринте»

бега.Proc R Soc B 102 (713): 43–49

Голлник П.Д., Матоба Х. (1984) Состав мышечных волокон скелетных мышц

как предиктор спортивного успеха. Обзор.

Am J Sports Med 12: 212–217

Харрис Н.К., Кронин Дж., Хопкинс В.Г., Хансен К.Т. (2008) Взаимосвязь

между временем спринта и выходной мощностью

приседаний в машине. J Strength Cond Res 22: 691–698

Hirvonen J, Rehunen S, Rusko H, Harkonen M (1987) Распад

высокоэнергетических фосфатных соединений и накопление лактата

во время коротких сверхмаксимальных упражнений.Eur J Appl Physiol Occup

Physiol 56: 253–259

Hunter JP, Marshall RN, McNair PJ (2005) Взаимосвязь между импульсом силы реакции опоры

и кинематикой ускорения

при беге на короткие дистанции. J Appl Biomech 21: 31–43

Jaskolska A, Goossens P, Veenstra B, Jaskolski A, Skinner JS (1999)

Измерение на беговой дорожке взаимосвязи силы и скорости и

выходной мощности у субъектов с разной максимальной скоростью бега

скорости.Sports Med Train Rehab 8: 347–358

Jones AM (2006) Физиология рекордсменки мира в женском марафоне

. Int J Sports Sci Coach 1: 101–116

Караманидис К., Альбрахт К., Браунштейн Б., Катала М.М., Гольдманн JP,

Брюггеманн GP (2011) Геометрия опорно-двигательного аппарата нижней части ноги

и спринтерские результаты. Походка 34: 138–141

Киви Д.М., Марадж Б.К., Жерве П. (2002) Кинематический анализ бега на высокоскоростной беговой дорожке

в диапазоне скоростей.Med Sci

Sports Exerc 34: 662–666

Lacour JR, Messonnier L, Bourdin M (2009) Физиологические корреляты

производительности. Кейс-стади гребца мирового класса. Eur J Appl

Physiol 106: 407–413

Lucia A, Olivan J, Bravo J, Gonzalez-Freire M, Foster C (2008) Ключ

к высшим характеристикам бега на выносливость: уникальный пример

. Br J Sports Med 42: 172–174

McMahon TA, Green PR (1979) Влияние соответствия трека

на бег.J Biomech 12: 893–904

Меро А., Коми П.В. (1986) Взаимосвязь силы, ЭМГ и эластичности-скорости

при субмаксимальной, максимальной и супрамаксимальной скорости бега

скоростей у спринтеров. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 55: 553–561

Moravec P, Ruzicka J, Susanka P, Dostal E, Kodejs M, Nosek M (1988)

Международная любительская легкоатлетическая федерация / IAAF Sci-

отчет о проекте. : временной анализ бега на 100 метров на II чемпионате мира по легкой атлетике

.New Stud Athl 3: 61–96

Morin JB, Se

`ve P (2011) Характеристики бега в спринте: сравнение

между беговой дорожкой и полевыми условиями. Eur J Appl Physiol

111: 1695–1703

Morin JB, Hintzy F, Belli A, Grappe F (2002) Взаимосвязь силы и скорости

и показатели бега на короткие дистанции у подготовленных спортсменов.

Sci Sport 17: 78–85 (французский)

Morin JB, Samozino P, Bonnefoy R, Edouard P, Belli A (2010) Прямое

измерение мощности во время одного спринта на беговой дорожке.

J Biomech 43: 1970–1975

Морин Дж. Б., Эдуард П., Самозино П. (2011a) Технические возможности применения силы

как определяющий фактор результатов спринта. Med

Sci Sports Exerc 43: 1680–1688

Морин Дж. Б., Самозино П., Эдуард П., Томазин К. (2011b) Влияние усталости

на выработку силы и технику приложения силы

во время повторных спринтов. J Biomech 44: 2719–2723

Рахмани А., Локателли Э., Лакур Дж. Р. (2004) Различия в морфологии

и соотношение силы / скорости между сенегальскими и итальянскими спринтерами

.Eur J Appl Physiol 91: 399–405

Roberts TJ, Scales JA (2002) Выходная механическая мощность во время

ускорений бега у диких индеек. J Exp Biol 205: 1485–1494

Сало А.И., Безодис И.Н., Баттерхэм А.М., Кервин Д.Г. (2011) Элит

Спринт

: зависит ли индивидуальная частота шагов или длина шага

спортсменами? Med Sci Sports Exerc 43: 1055–1062

Самозино П., Рейк Э., Ди Прамперо П. Е., Белли А., Морин Дж. Б. (2012)

Оптимальный профиль силы и скорости при баллистических движениях.Altius:

citius или fortius? Med Sci Sports Exerc 44: 313–322

Sleivert G, Taingahue M (2004) Взаимосвязь между максимальной мощностью

в прыжке-приседе и ускорением спринта у спортсменов. Eur J Appl

Physiol 91: 46–52

van Ingen Schenau GJ, de Koning JJ, de Groot G (1994) Оптимизация

показателей спринта при беге, езде на велосипеде и скоростном беге на коньках.

Sports Med 17: 259–275

Волков Н.И., Лапин В.И. (1979) Анализ кривой скорости в спринте

бег.Med Sci Sports 11: 332–337

Ward-Smith AJ, Radford PF (2000) Исследование кинетики анаэробного метаболизма

путем анализа производительности элитных спринтеров

. J Biomech 33: 997–1004

Watts AS, Coleman I, Nevill A (2011) Изменяющаяся форма

характеристик, связанных с успехом у спринтеров мирового класса.

J Sports Sci. doi: 10.1080 / 02640414.2011.588957

Weyand PG, Davis JA (2005) Беговые характеристики имеют структурную основу

.J Exp Biol 208: 2625–2631

Weyand PG, Sternlight DB, Bellizzi MJ, Wright S (2000) Более высокая максимальная скорость бега

достигается с большими наземными силами не более

быстрых движений ног. J Appl Physiol 89: 1991–1999

Weyand PG, Bundle MW, McGowan CP, Grabowski A, Brown MB,

Kram R, Herr H (2009) Самый быстрый бегун на искусственных ногах:

разных конечностей, схожая функция? J Appl Physiol 107: 903–911

Weyand PG, Sandell RF, Prime DNL, ​​Bundle MW (2010) Биологические ограничения скорости бега

устанавливаются с уровня земли

и выше.J Appl Physiol 108: 950–961

Eur J Appl Physiol

123

(PDF) Развитие мировых рекордов в беге на 100 метров и динамика факторов, влияющих на производительность спринтеров

9

постоянный отскок (или возврат энергии) и тяга. В качестве примера Mondo-track, это покрытие использовалось даже на летних Олимпийских играх 2016 года

в Рио-де-Жанейро, Бразилия. (https://en.wikipedia.org/wiki/All-weather_running_track)

 Шипы: Первые всплески на треке относятся к 1850-м годам.Они были изготовлены бегунами, стремящимися увеличить тягу на грунтовых дорогах

. Первые «шипы» представляли собой не более чем гвозди, вбитые в подошву обуви. Кожа кенгуру,

, известная своей прочностью и малым весом, нашла свое место в верхней части ранних шипов. Эта кожа продолжала развиваться до

и до 1970-х годов широко использовалась в верхней части спортивной обуви. В 1900-е гг. В сельском баварском городке

Херцогенаурах сапожник по имени Ади Дасслер начинает вручную создавать спортивную обувь, в том числе трековые шипы.Его обувь

стала известна своим качеством сборки, и на деньги, которые он зарабатывает, он основывает Adidas, сегодня одну из

крупнейших компаний по производству спортивной одежды в мире. В 1936 году Ади Дасслер обратил внимание на выступления на олимпийских испытаниях

американца по имени Джесси Оуэнс. Несмотря на риск быть пойманным нацистским режимом, Дасслер связался с

Оуэнсом и убедил его использовать свои шипы во время предстоящих Игр в Берлине. Оуэнс выиграл четыре золотые медали.Быстро

перенесемся в 1960 год, когда американская спринтерка Вильма Рудольф, провозглашенная самой быстрой женщиной в мире, носила шипы

с голенищем средней части стопы и нейлоновой шипованной пластиной. Структуру обеспечивали чашечка на пятке и знаковый логотип adidas

с тремя полосками, приобретенный у финского бренда Karhu Sports. Хотя съемные шипы были впервые разработаны примерно в 1930-х годах, фиксированные шипы

оставались популярными благодаря своей прочности и весу в течение нескольких десятилетий. Шипы, которые носил Альберто

Хуанторена на Олимпийских играх 1976 года, были одними из первых, в которых была установлена ​​современная съемная система шипов, позволяющая

настраивать конфигурацию шипов в соответствии с поверхностью трассы и личными предпочтениями.Сделайте еще один прыжок на 20 лет

, и вы получите легендарные золотые кроссовки Майкла Джонсона. Эти туфли привлекли всеобщее внимание всего мира во время Олимпийских игр

в Атланте в 1996 году. Изготовленные из Zytel — легкого сочетания нейлона и стекловолокна, эти шипы весили 90 г на весах

и рассчитаны на одноразовое использование. (http://blog.runningwarehouse.com)

 Одежда: Впервые обязательная одежда была введена организаторами на крупных соревнованиях по легкой атлетике

на Стокгольмских Олимпийских играх 1912 года.В официальном олимпийском отчете 1912 г. указано, что «каждый участник должен носить футболку

с короткими рукавами и ящиками до колен, а также иметь на спине и спереди во время соревнований отличительный номер

, соответствующий номеру в программе, назначенной ему. бюллетенями ». С годами обувь

стала легче, а одежда — более плотной. В 1970-х годах синтетические материалы начали применяться в форме для бега

, и разница между одеждой для бегунов на короткие и длинные дистанции стала расти.Ориентируясь на аэродинамику, спринтеры

выбрали более плотно прилегающие скоростные костюмы, в то время как марафонцы сосредоточились на легких материалах, которые не утяжелялись

на милю за милей пота. Олимпийская форма США 1984 года была разработана при консультации с ученым NASA

Лоуренсом Кузнецем. Используя технологию, используемую в скафандрах американских астронавтов, Кузнец и Каппа

Sport создали ткань двойного переплетения с алюминиевым покрытием, предназначенную для отражения солнечных лучей и отвода пота с тела

.В 1988 году на Олимпийских играх в Сеуле самая большая история летних игр, посвященная униформе, была сосредоточена вокруг Флоренции

Гриффит Джойнер. На олимпийских испытаниях Фло Джо был одет в культовый одноногий костюм яркого цвета (справа), костюм

, запрещенный в Сеуле. К началу 90-х спринтеры выбрали тесную синтетическую форму. К 1996 году на олимпийских трассах частенько можно было увидеть одежду

и

. К Олимпиаде 2008 года в Пекине компьютерное моделирование было широко включено в дизайн спортивной формы, с аэродинамическими поправками, направленными на снижение сопротивления ветру.Идея

о том, что технологии могут и должны сокращать время на спринтерские гонки, становилась стандартизированной.

 Тренировка, восстановление: Спринтерские тренировки присутствовали с 19 века. Философия тренировок претерпела

изменений из-за, в частности, опыта спортсменов и тренеров, а позже в 20 веке, из-за мультидисциплинарного подхода

к обучению спортсменов. Вообще говоря, подготовка спринтеров

в зависимости от онтогенетического развития спортсмена учитывает несколько методических аспектов, которые в конечном итоге сводятся к повышению работоспособности

.Они рассматривают как улучшение техники старта и бега

, так и развитие определенных физических качеств. Таким образом, тренировка спринтеров следует за развитием общей и

специфической выносливости, развитием скорости во всех ее формах проявления, развитием общей и специфической силы

групп мышц, участвующих в усилии, обучении и развитии силы, совершенствовании. техники старта и бега

с помощью специальных упражнений и вспомогательных упражнений, тщательной и правильной периодизации спортивной тренировки

, правильного использования параметров усилий в каждой тренировке и принятия ощутимых промежуточных и конечных целей

и не в последнюю очередь умственных и умственная тренировка.С другой стороны, в сегодняшней конкурентной спортивной среде,

открытие эффективных методов достижения оптимальных спортивных результатов имеет первостепенное значение для успеха. Период восстановления

необходим для поддержания физического и психологического благополучия спортсменов и имеет решающее значение для интенсивной физической подготовки

и удовлетворительных результатов. В целом, научная база восстановления учитывает

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Возрастные различия в результативности бега на 100 м среди бегунов-профессионалов

Цель: Это исследование было предпринято для изучения возрастных различий в скорости и выбранных параметрах шага у мастеров-спринтеров мужского и женского пола и для определения того, какие характеристики шага были связаны с общим снижением производительности на 100 м с возрастом.

Методы: Выступления 70 финалистов (мужчины 40-88 лет, женщины 35-87 лет) на чемпионате Европы по легкой атлетике среди ветеранов были записаны с помощью двух высокоскоростных камер (200 Гц) с применением техники панорамирования и маркеров расстояния с 10-метровыми интервалами. Скорость, длина шага (SL), скорость шага (SR), время контакта с землей (CT) и время полета (FT) во время фаз ускорения, пиковой скорости и замедления 100-метрового забега определялись по видеозаписям с с помощью системы анализа пиковой производительности.

Полученные результаты: С возрастом общее снижение показателей в беге на короткие дистанции становилось более очевидным в возрасте 65-70 лет. Скорость во время различных фаз бега снижалась в среднем с 5 до 6% за декаду у самцов и с 5 до 7% за декаду у самок. Аналогичным образом SL демонстрировал явное снижение с увеличением возраста, тогда как SR оставался неизменным до самых старших возрастных групп у обоих полов.Кроме того, CT, который коррелировал со скоростью, был значительно длиннее, а FT, который коррелировал как со скоростью, так и со скоростью SL, был короче в старших возрастных группах.

Заключение: Наши результаты показали, что возрастные различия в скорости у элитных мастеров-спринтеров были одинаковыми на каждой фазе бега на 100 м. Ухудшение общих показателей с возрастом в первую очередь связано с уменьшением SL и увеличением CT.

Тренировка и развитие элитных спринтерских выступлений: интеграция научной литературы и литературы по передовому опыту | Sports Medicine — Open

Спринт на 100 м традиционно делится на три основные фазы: ускорение, максимальная скорость и замедление [19, 20]. Фаза ускорения, в свою очередь, может быть разделена на начальную (стартовый блок и реакция), среднюю и конечную части [21]. Время реакции у спринтеров мирового класса обычно равно 0.17–0,18 ± 0,03 с [22]. Форма кривой скорости одинакова для разных уровней производительности, но продолжительность и качество каждой фазы варьируются от спортсмена к спортсмену. В целом, максимальная скорость сильно коррелирует с результатами спринта на 100 м, и лучшие спринтеры ускоряются на более длинных дистанциях, чем их менее успешные собратья [23, 24]. В таблице 1 представлен обзор наблюдаемых промежуточных значений времени в зависимости от уровня результативности спринта на 100 м [25,26,27,28,29,30,31,32], и ее можно использовать для определения индивидуальных сильных и слабых сторон на различных этапах. .

Таблица 1 Промежутки времени (среднее значение ± стандартное отклонение) на уровне результативности в спринте на 100 м

Мощность, техника и выносливость, зависящая от спринта, считаются ключевыми определяющими факторами эффективности спринта на 100 м [3, 11,12,13,14 , 15,16, 24, 33, 34]. Существует очень сильная взаимосвязь между максимальной выходной мощностью по горизонтали и характеристиками спринта; чем короче дистанция спринта, тем выше связь с максимальной горизонтальной выходной мощностью [35]. Потребность в выходной мощности при беге на короткие дистанции увеличивается экспоненциально со скоростью [35, 36].Slawinski et al. [23] сообщили, что усредненная максимальная выходная мощность в горизонтальной плоскости у мужчин и женщин-спринтеров мирового класса составляла 30,3 ± 2,5 и 24,5 ± 4,2 Вт кг ^–1 соответственно, что обычно достигается после ~ 1 секунды спринта. Наивысшие индивидуальные значения для мужчин и женщин составили 36,1 и 29,3 Вт / кг ^–1 соответственно, что соответствует текущим верхним пределам для людей [37].

Хотя основные принципы спринта относительно просты и регулируются законами движения, то, как спортсмен решает механические ограничения и использует степени свободы в рамках этих ограничений, намного сложнее [24].Обзор исследовательской литературы показывает, что наибольшее внимание привлекли следующие кинематические переменные [38,39,40,41,42,43,44,45,46,47]:

• Пространственно-временные переменные (например, длина шага, частота шагов, время контакта, время полета / полета)

• Конфигурация сегмента при приземлении и отрыве

• Скорости сегмента нижних конечностей непосредственно перед приземлением или во время контакт с землей

• Передняя и задняя механика

Действительно, механические переменные спринта запутаны, и ни одна переменная не связана с лучшей производительностью [24].Поскольку кинетика и кинематика взаимосвязаны, спортсмены не могут применять механику спринта, к которой они недостаточно предрасположены. Для получения дополнительной информации о технике бега на короткие дистанции мы ссылаемся на ранее опубликованные биомеханические анализы (например, [20, 24, 33, 34, 38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48, 49,50,51]).

Выносливость, специфичная для спринта, относится к фазе замедления спринта. Снижение скорости обычно сопровождается уменьшением скорости шагов [24]. Утомляемость, связанная с бегом, связана с нарушениями в центральной нервной системе и периферическими факторами в скелетных мышцах [52,53,54,55].Доступные исследования показывают, что жесткость ног, которая влияет на запасание упругой энергии, особенно важна для выносливости в спринтерских гонках [56, 57, 58, 59, 60, 61]. Специфическая для бега выносливость также определяется мгновенной подачей энергии [24]. По оценке накопленного дефицита кислорода, относительный вклад анаэробной энергетической системы (от накопленного аденозинтрифосфата, накопленного фосфокреатина и анаэробного гликолиза) составляет около 80% для спринта на 100 м [62].

Спринт во многом зависит от генетических особенностей.Чарли Фрэнсис, признанный тренер по спринту, заявил, что «спринтеры рождаются, а не становятся» [14]. Однако вопрос о том, какие генетические профили вносят наибольший вклад, был предметом многочисленных дискуссий [63, 64], поскольку генетические предрасположенности включают не только антропометрические характеристики и пропорции мышечных волокон, но и способность адаптироваться к тренировкам [65, 66]. . В целом, элитные характеристики кажутся полигенетическими, при этом вклад многочисленных генетических вариантов является аддитивным.

Оптимизация пробега по кривой трассе

Abstract

Чтобы определить оптимальную стратегию бега по изогнутой трассе в соответствии с номером полосы движения, мы вводим модель, основанную на дифференциальных уравнениях для скорости, движущей силы и анаэробной энергии, которая учитывает центробежную силу. сила.Это позволяет нам численно анализировать различные стратегии в соответствии с типами дорожек, поскольку разные конструкции дорожек приводят к прямым разным длинам. В частности, мы обнаружили, что трассы с более короткими прямыми приводят к лучшим характеристикам, в то время как трек с двойным поворотом с самой длинной прямой приводит к худшим характеристикам и наибольшей разнице между полосами движения. Затем для забега с двумя бегунами мы вводим психологическое взаимодействие: есть желание следовать за кем-то, идущим впереди, но после того, как вас обгонят, есть задержка, прежде чем появится какая-либо выгода от этого взаимодействия.Мы обеспечиваем численное моделирование в различных случаях. В целом результаты согласуются с правилами ИААФ для жеребьевки дорожек на соревнованиях, где спортсмены с самым высоким рейтингом получают центральные дорожки, следующие — внешние дорожки, а спортсмены с наименьшим рейтингом — внутренние дорожки.

Образец цитирования: Aftalion A, Martinon P (2019) Оптимизация пробега на изогнутой трассе. PLoS ONE 14 (9): e0221572. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572

Редактор: Гордон Фишер, Университет Алабамы в Бирмингеме, США

Поступила: 13.12.2018; Одобрена: 10 августа 2019 г .; Опубликовано: 5 сентября 2019 г.

Авторские права: © 2019 Aftalion, Martinon.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

Финансирование: Авторы не получали специального финансирования на эту работу.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

В легкой атлетике внутренние дорожки считаются недостатком из-за кривизны, в то время как на внешних дорожках гоняться не за кем. Цель данной статьи — понять с физической и математической точки зрения влияние изогнутой части трассы и номера дорожки на беговые характеристики как для одного бегуна, так и для гонки с двумя бегунами.

Насколько нам известно, задача оптимального управления, включающая эти эффекты, не изучалась. О способах бега по кривой трассе существует огромное количество литературы, см., Например, [1–8].Тем не менее, присутствие соседа на соседнем переулке никогда не связано с психологическим эффектом, что считается важным. Более того, хотя правила ИААФ [9] не устанавливают фиксированную форму трассы, но позволяют прямолинейности варьироваться от 80 м до 100 м , мы не знаем ни об одном исследовании, в котором обсуждались бы влияние полосы и трек вкупе с психологическим эффектом.

В этой статье мы будем опираться на модель, введенную Келлером [10] и расширенную [11, 12], чтобы исследовать, как форма трассы и центробежная сила изменяют оптимальную стратегию в гонке: это приводит к более длительному время гонки для более высоких кривизны и, следовательно, благоприятствует внешним полосам движения.Оценка результативности чемпионов на основе моделирования Келлера [10] была разработана различными авторами [6, 13–16], но никогда не принимала во внимание такое количество параметров, как в этой статье. Мы также представим модель, учитывающую психологический эффект между двумя бегунами. Это состоит из двух эффектов: с одной стороны, притяжение бегуном близко впереди, а с другой стороны, задержка до того, как какая-либо выгода от взаимодействия возникнет снова после того, как его обгонят. Эта модель задержки основана на статье о ходьбе [17].Отметим, что математическая проблема, связанная с запаздыванием в уравнениях, весьма сложна. Мы моделируем притяжение бегуна, находящегося близко впереди, как уменьшение трения, поскольку сосредоточение внимания на преследовании впереди идущего улучшает экономику бегуна. Из-за смещения стартовых позиций на изогнутой части трассы этот «эффект кролика» менее благоприятен на внешних полосах движения.

После введения модели мы выполняем моделирование с использованием инструментария оптимального управления Bocop [18]. Поскольку правила ИААФ не предписывают единую форму дорожки, мы анализируем влияние формы дорожки на оптимальный профиль скорости, а также влияние различных параметров бегуна на одного бегуна.Затем мы проводим моделирование для двух бегунов, и наши результаты показывают, что комбинация центробежной силы и взаимодействия двух бегунов дает численное обоснование того факта, что центральные дорожки являются наиболее благоприятными для победы в гонке.

Гоночная модель

Модель для одиночной гонки

Одиночный бегун на прямой дороге.

Когда бегун бежит по прямой, как это использовал Келлер [10], согласно второму закону Ньютона, ускорение равно сумме сил.Мы можем перечислить две силы: движущую силу f ( t ) в направлении движения и силу трения, которую мы считаем линейной по скорости. Это приводит к первому уравнению движения для скорости v ( t ), записанному в единицах массы: (1) где τ — коэффициент трения. Этот коэффициент моделирует трение из-за различных эффектов, таких как трение в шарнирах, экономичность бегуна и эластичность гусеницы. В уравнение могут быть включены другие эффекты трения, такие как ветер или уклоны, которые идут вверх или вниз, или крен.Поскольку бегунок имеет ограниченную грузоподъемность, движущая сила ограничена сверху постоянной величиной f _M , т. Е. (2)

Типичные значения для f _M варьируются от 13 для спринта на мировом уровне [19] до 5 для марафона [20].

Мощность, развиваемая движущей силой, составляет f ( t ) ⋅ v ( t ), что необходимо учитывать в энергетическом балансе. Этот энергетический баланс приводит к определению поглощения кислорода σ , введенному в [11], которое зависит от анаэробной энергии e ( t ).Обратите внимание, что в начале гонки e (0) = e ₀ , доступная энергия в начальный момент времени, и σ зависит от накопленного дефицита кислорода в момент времени t , то есть e ₀ — e ( т ). Функция σ зависит от длины забега [21]: для коротких гонок (до 400 м) σ является линейно возрастающей функцией e ₀ — e . Когда гонка становится длиннее, σ достигает своего максимального значения σ _max в центральной части гонки, но увеличивается в начале гонки и уменьшается в конце.Обратите внимание, что σ является энергетическим эквивалентом объема кислорода, используемого за единицу времени, и σ _max связано с. Для более коротких гонок, рассматриваемых в этой статье, мы предполагаем линейную функцию σ и отмечаем окончательное значение σ _f , таким образом (3)

Это приводит к энергетической модели (4)

Бегун чемпионского уровня имеет около 75 мл / млн / кг . Поскольку один литр кислорода производит около 21 энергии.1 кДж через аэробные клеточные механизмы, это дает оценку доступной энергии на кг в секунду σ _макс = 75/60 ​​* 21,1 ≈ 26 м ² с ^{— 3} . Кроме того, на беге на 200 м и достигают только около 75% своих максимальных значений [21, 22], поэтому мы устанавливаем σ _f = 20. Мы отмечаем, что этот член имеет более низкий порядок чем: ниже мы увидим в наших симуляциях, что анаэробная часть составляет примерно 87% от общей энергии, что полностью согласуется с [23].

При фиксированном значении конечной дистанции d оптимальная стратегия пробега получается путем решения задачи управления (1), (2), (3) и (4) при ограничении:

Эта проблема изучалась в [11, 12, 24]. Параметры подобраны для воспроизведения гонок чемпионов. На дистанции менее 400 м, когда функция σ ( e ) уменьшается, скорость увеличивается, а затем уменьшается. Действительно, у бегуна никогда не бывает достаточно энергии, чтобы поддерживать максимальную силу в течение всего забега.Следовательно, оптимальная стратегия — начать с максимальной силы, а затем сила уменьшается, а вместе с ней и скорость.

Поскольку в задаче оптимального управления обычно задается расстояние, в этой статье мы выбираем в качестве переменной расстояние s вместо времени t . Мы определяем y ( с ) как время, необходимое для пробега дистанции с , так что, если x ( t ) — это расстояние, пройденное за время t , мы имеем (5)

Мы называем f ( s ) движущей силой, необходимой на расстоянии s и e ( s ) энергией.Это позволяет нам вывести уравнения для y ( s ), f ( s ), e ( s ) из (1) — (4), которые являются (6) (7)

Эта формулировка требует начальной скорости v ⁰ , которая не равна нулю, но с учетом эффекта стартовых блоков, где наша динамическая модель неверна, при условии, что начальная скорость равна 3 или 4 м / с равна вполне согласуется с эффектом начала забега в 10 м от старта [25].

Ограничение силы равно (8)

Задача оптимального управления сама по себе привела бы к слишком сильным вариациям силы. Чтобы учесть невозможность для бегуна мгновенно изменить свою движущую силу, мы вместо этого возьмем df / ds в качестве ограниченного элемента управления. Мы ищем оптимальную стратегию гонки, чтобы минимизировать T = y ( d ).

Центробежная сила на криволинейном пути.

Для гонок длиной 200 м и более трасса не прямая, но включает один или несколько поворотов.На повороте бегун должен двигаться против центробежной силы, которая в единицах массы равна f _c = v ² / R , где v — скорость движения. бегунок и R радиус кривизны. Чтобы создать математическую модель динамики в изогнутой части, мы должны принять во внимание центробежную силу в законе движения Ньютона и спроецировать это уравнение на 3 направления движения.

Даже на прямых участках необходимо записать уравнение в направлении z : реакция земли, N , равна весу.По принципу действие / противодействие, реакция земли равна движущей силе бегуна в направлении z . Обратите внимание, что бегун не всегда держит ноги на земле во время шага: он скорее толкает (движущая сила) только в течение некоторого времени в шаге [19]. Некоторые замечания по этому поводу можно найти в [26]. Мы отмечаем, что существует интересное объяснение эффекта рук, уравновешивающих крутящий момент, и что, поскольку есть две ноги, реакция на каждую ногу не совсем одинакова [1].В эту статью мы не включаем эти эффекты, поскольку считаем, что они не имеют большого значения. Специфика нашей работы заключается в том, что, хотя мы рассматриваем среднюю силу и среднюю скорость шага, наша модель позволяет нам вычислить мгновенную силу и скорость во время бега.

На кривой бегун образует угол α с вертикальной осью, чтобы уравновесить центробежную силу. На бегунок действует сила тяжести g , реакция земли N под углом α и центробежная сила f _c = v ² / R (см. рис. 1).Необходимо учитывать уравнения движения в центробежном направлении и направлении z , которые приводят к (9) который обеспечивает угол в зависимости от скорости и значения N : (10)

По принципу действие / противодействие движущая сила в поперечном направлении противоположна реакции земли в горизонтальном направлении, следовательно, равна Н sin α . Причем движущая сила в вертикальном направлении составляет Н cos α .Таким образом, общая тяговая сила F такова, что F ² = f ² + N ² где, как мы помним, f находится в направлении движения. Из (10) находим (11)

Поскольку F должен быть ограничен, а g является постоянным, это приводит к новому ограничению (12)

Отметим, что в конечном итоге влияние центробежной силы учитывается в силовом ограничении.Он не может иметь непосредственного энергетического воздействия, поскольку центробежная сила не производит никакой работы.

Исследование формы пути.

Важно знать точную форму дорожки, так как она влияет на оптимальную стратегию темпа и производительность бегуна. Тем не менее, нет фиксированных правил строительства спортивной трассы. Фактически, как указано в руководстве ИААФ [9], длина прямой части может варьироваться от 80 до 100 м , в то время как изогнутая часть может быть полукругом («стандартная» трасса) или двумя разными круговыми участками (‘ дорожки двойного изгиба).Мы выбрали для изучения стандартный путь с прямой частью 84,39 м , а затем два пути с двойным изгибом с прямыми участками 79,996 м и 98,52 м соответственно. Формы и размеры этих треков подробно описаны на Рис. 2 и в Таблице 1. Обратите внимание, что для гонок длиной более 100 м бегуны начинают гонку в изогнутой части. Поэтому стартовые позиции корректируются, чтобы обеспечить одинаковое общее расстояние для всех полос движения («ступенчатый старт»).

Обратите внимание, что предполагается, что каждый бегун бежит на расстоянии 30 см от внутренней границы полосы движения.Вот как устанавливается радиус для круглых частей, чтобы получить расстояние 400 м для полосы 1. Тогда ширина каждой полосы будет 1,22 м . Это приводит к разным радиусам кривизны R _k ( s ) в зависимости от полосы движения k и расстояния s , пробегающего по полосе с момента старта. На прямой части 1/ R _k ( s ) = 0. Для получения более подробной информации о значении R _k ( s ) в зависимости от пути, мы ссылаемся в Приложение «Детали формы дорожки».

Мы хотим отметить, что на стыке круглой и прямой частей бегунок будет испытывать разрыв центробежной силы. Эта сила равна 0 на прямой части и может достигать значения порядка 2,5 Н на килограмм на круглой части (так как v ∼ 10 м / s и R ∼ 40 м ), что составляет около четверти веса.

Мы увидим на численном моделировании, что это может привести к ускорению бегуна при достижении прямой части трассы.Можно было подумать, что было бы лучше построить дорожку, где кривизна плавно переходит от 0 до значения согласованной окружности, чтобы бегун испытывал непрерывное изменение своей центробежной силы. Этот тип кривой, известный как клотоида, используется, например, на железных и автомобильных дорогах. Моделирование в разделе «Численное моделирование для одного бегуна» показывает, что конечное время на самом деле больше на клотоиде, потому что плавный переход приводит к меньшему радиусу круглой части и, следовательно, большей центробежной силе.

Одним из основных результатов нашего моделирования является то, что дорожки с более короткими прямыми приводят к лучшим характеристикам (см. Раздел «Влияние различных форм дорожек»).

Финальная модель для одиночной гонки.

Оптимальная задача — минимизировать T = y ( d ) с y ( s ), f ( s ), e ( s ) решение (6 ) и (7), σ задается формулой (3) с ограниченным управлением (13) и силовое ограничение из (12) (14) где радиус кривизны R _k ( s ) предписан в соответствии с полосой k и формой гусеницы, см. Приложение «Детали формы гусеницы».Мы используем соглашение R _k ( s ) = + ∞ на прямой.

Наконец, вводя переменную состояния для обратной скорости z ( s ) = 1/ v ( s ), задача оптимального управления для одиночного бегуна будет

Модель для гонки на двоих

Когда задействованы два бегуна, мы маркируем их i , i = 1, 2 и определяем y _i ( s ), f _i ( s ), e _i ( с ) соответственно время достижения расстояния с , движущая сила на расстоянии с и анаэробная энергия, оставшаяся на расстоянии с .Мы также маркируем i параметры каждого бегуна: τ _i коэффициент трения, f _{M , i} максимальное усилие, e _{0, i} начальная энергия, начальная скорость. Наконец, мы звоним по номеру T _i , чтобы в последний раз достичь расстояния d , то есть T _i = y _i ( d ).

Целевая функция.

Мы хотим решить задачу гонки, в которой оба участника пытаются набрать минимальное время и выиграть гонку. Задача состоит в том, чтобы определить хорошую математическую задачу. Минимизировать мин. ( T ₁ , T ₂ ) недостаточно, так как это может привести к ситуации, когда один из бегунов перестанет оптимизировать свою гонку, как только он узнает, что проиграет. Тогда минимизация суммы времен T ₁ + T ₂ может привести к некоторому совместному взаимодействию, когда более быстрый бегун будет ждать более медленного, чтобы оптимизировать глобальное время.Вот почему мы решили минимизировать комбинацию этих двух целей, а именно минимизировать где k _w является небольшим параметром, так что второй член не изменяет значение ведущего порядка min ( T ₁ , T ₂ ), но все же не пусть max ( T ₁ , T ₂ ), что является временем более медленного бегуна, будет слишком большим. В нашем моделировании значения k _w в диапазоне от 10 ⁻³ до 10 ⁻⁴ обеспечивают такое поведение.

Мы отмечаем, что некоторые авторы [27, 28] пытались урегулировать стохастическое описание в рамках теории игр, но они не могут обрабатывать такое количество параметров, как эта модель. Также в короткой гонке мы не верим, что есть время подумать и адаптировать свою стратегию по ходу гонки.

Психологическое взаимодействие.

Когда два бегуна соревнуются друг с другом, мы вводим термин взаимодействия, который смягчает термин трения каждого бегуна. Этот член равен 1 в случае отсутствия взаимодействия и меньше 1 в случае полезного взаимодействия.Он моделирует психологическую выгоду от погони за кем-то, кто идет впереди. Обратите внимание, что это взаимодействие не является аэродинамическим эффектом («дребезгом»), как в велосипедных или автомобильных гонках, потому что скорость слишком мала. Известно, что когнитивные эффекты снижают воспринимаемую нагрузку: защита имеет психологическую основу для бегунов, а сосредоточение внимания на преследовании обеспечивает лучшую экономию бега [29–31]. Этот психологический эффект действительно признается бегунами (иногда его называют «эффектом кролика») и, как утверждается, может иметь эффект до 1 секунды на 400 м круга [31].

Следовательно, дифференциальные уравнения для y ₁ и y ₂ являются (15) (16) где F ( y ₁ , y ₂ ) должно быть определено как функция от r ( s ), которое является расстоянием между двумя бегунами. Подробное выражение r ( s ) представлено в Приложении «Расстояние между двумя бегунами».

Базовое взаимодействие.

Выберем функцию F of r равной 0.04, когда r составляет примерно от 0 до -2,5 м и 0 вне этого интервала, что соответствует расстоянию, на котором может ощущаться эффект. Этой цели может соответствовать множество возможных функций. Выберем, например, функцию взаимодействия, показанную на рис. где γ = 0,04, H сглаженная функция Хевисайда, определяемая формулой (17) и со значениями смещений и уклонов a ₁ = 2, b ₁ = 3, a ₂ = −0.25, b ₂ = 10 и ϵ = 10 ⁻⁶ .

Боковое затухание.

Кажется разумным предположить, что положительное взаимодействие происходит только тогда, когда два бегуна находятся достаточно близко друг к другу. Таким образом, мы вводим ограничение взаимодействия на основе расстояния между бегунами. На практике взаимодействие умножается на функцию ослабления A ( k ₁ , k ₂ ) (18) с A определяется

Проблема торможения и задержки.

Уточнение модели взаимодействия состоит в том, что выгода не должна сохраняться сразу после того, как ее догнали, поскольку реакция происходит с задержкой. Чтобы построить математическую модель для этого, мы используем поведение следования в пешеходном движении, представленное в [17]. Задержка имеет значение с точки зрения человеческого восприятия: восприятие скорости на самом деле происходит из последовательных восприятий расстояния во времени, и этот процесс интеграции вносит задержку, в то время как восприятие расстояний можно считать мгновенным.

Поэтому мы вводим формулу ингибирования, которая подавляет взаимодействие на короткое время после обгона. Поскольку наша модель формулируется с расстоянием в качестве независимой переменной, задержка также выражается через дистанционную систему отсчета η . Основная идея состоит в том, чтобы умножить член взаимодействия F на характеристическую функцию I _η , определяемую формулой (19)

Для численного моделирования I _η сглаживается с использованием приближения Хевисайда H , определенного формулой (17).Обгон осуществляется путем проверки смены знака на на [ на — на , на ].

Обратите внимание, что эта проверка опирается на прошлых значений переменных состояния, используемых для вычисления r , что приводит к задаче оптимального управления задержки . Задачи с запаздыванием представляют собой довольно сложный класс задач оптимального управления, и мы отсылаем заинтересованных читателей к [32, 33], где можно найти последние разработки в теории. Классический способ решения проблем с задержкой — переформулировать их как задачи без задержки, см. [34], но манипуляции с ними довольно громоздки.В нашем случае мы воспользуемся преимуществом функции из панели инструментов Bocop для автоматической обработки задержек в фиксированном конечном временном случае (который у нас есть, поскольку мы используем расстояние вместо времени в качестве независимой переменной).

Финальная модель для гонки на двоих.

Мы определяем T _i = y _i ( d ) и F из (18). Задача оптимального управления становится:

Стоит отметить, что эта задача оптимального управления имеет несколько семейств локальных решений, обычно с разным числом обгонов.В численном моделировании мы преодолеваем эту трудность, пробуя несколько начальных точек и выбирая лучшие решения. Использование метода глобальной оптимизации, конечно, решит эту проблему, однако в нашем случае размерность переменных состояния слишком высока.

Численное моделирование бегуна-одиночки

При численном моделировании мы выбрали для изучения забег 200 м . Для справки, в 2018 году мировой рекорд на 200 м составляет 19,19 с (Усэйн Болт, Чемпионат мира в Берлине, 2009).Далее мы будем моделировать гонки с фиктивными бегунами, параметры которых (см. Таблицу 2) выбраны так, чтобы их время забега было близко к 20 секундам. Мы выбрали максимальное усилие f _M в диапазоне от 6,5 до 13, что является диапазоном в литературе [3, 6–8, 25]. Тогда τ выбирается так, чтобы пиковая скорость, которая близка к f _M τ , была приблизительно равна 11,1, что является мировым уровнем. Начальная энергия e ₀ такова, что отношение анаэробного вклада к общему составляет 87% для бегуна A ₁ , что согласуется с [22, 23], а конечное время составляет около 20 секунд.Начальная скорость принята равной 1 / 0,43 с учетом вылета в пусковых блоках [25]. Граница максимальной вариации f берется порядка σ _f / τe ₀ , что близко к тому, что мы ожидаем как особый контроль [35].

Реле одиночное на прямой дороге

Начнем с простого забега по прямой 200 м , чтобы проиллюстрировать влияние параметров f _M , τ и e ₀ .Мы берем в качестве эталона спортсмена A ₁ из таблицы 2. Соответствующие профили скорости и силы показаны черными линиями на рис. 4. Скорость увеличивается до своего пикового значения v _м ∼ f _M τ , а затем убывает. Бегуну не хватает энергии, чтобы бежать все время забега с максимальной силой.

Рис. 4. Одиночный бегун A ₁ на стандартной колее, полосах 1 и 8 и прямой колее.

Сила в Н / кг в зависимости от расстояния на правом графике. Скорость в зависимости от расстояния на левом графике с постоянными скоростями, указанными в уравнении (21) пунктирными линиями. Указаны временные интервалы для 50–100 м , 100–150 м и 150–200 м .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572.g004

Движущая сила начинается с максимального значения f _M , затем уменьшается с постоянной скоростью | df / ds | _макс .Время, в которое сила начинает уменьшаться, зависит от значений f _M и e ₀ . Действительно, увеличение e ₀ не меняет начало гонки, но позволяет бежать дольше при f = f _M . С другой стороны, увеличение f _M увеличивает пиковую скорость, но не сильно меняет вторую часть гонки. Наконец, увеличение τ имеет более равномерный эффект и увеличивает скорость на протяжении всей гонки.

Одинарная направляющая на стандартной криволинейной гусенице

Мы моделируем тот же бегунок на так называемой стандартной колее, т.е. 115,61 м полукруг с радиусом 36,80 м , за которым следует прямая 84,39 м . На рис. 4 показаны профили дорожек, полученные для внутренней и внешней дорожек (соответственно 1 и 8), а также для прямой дорожки. Временные интервалы для 50–100 м , 100–150 м и 150–200 м показаны на рисунке: мы выбрали параметры для A ₁ так, чтобы они соответствовали порядку величины временных интервалов для спортсменов на чемпионатах мира.Профили скорости на изогнутой дорожке сильно отличаются от прямой дорожки:

1. бегун начинает медленнее из-за кривизны: даже если он прикладывает максимальную движущую силу в начале, часть ее используется для уравновешивания центробежной силы, что приводит к более низкой эффективной силе и более низкой скорости
2. в средней части гонки достигается максимальная тяговая сила, и мы можем вывести из (1) и (12) соотношение между f и v : (20) с R _k радиус кривизны на дорожке k .Мы можем сравнить эту формулу с нашим моделированием: на прямой v _s = f _M τ , а из (20) скорость в середине гонки на дорожке k это (21)
   Численное моделирование показывает очень хорошую согласованность с этим выражением: в этом случае уравнение (21) дает v _s = 11,15, v ₈ = 10,74 и v ₁ = 10.56, которые показаны пунктирными линиями на рис. 4.
3. после изогнутой части больше нет центробежной силы, так что бегун может увеличить как свою движущую силу, так и скорость.
4. наконец, в конце бегун снова замедляется, потому что у него не осталось достаточно энергии, чтобы поддерживать его максимальную силу.

Если мы сравним дорожку 1 и дорожку 8, на дорожке 1 бегун стартует медленнее, поскольку центробежная сила сильнее из-за большей кривизны. С другой стороны, он вкладывает немного больше силы во вторую часть гонки, у него остается больше энергии, но в целом он медленнее.Окончательное время: 20,43 для прямой трассы, 20,46 для дорожки 8 и 20,48 для полосы 1. Отметим, что наше моделирование согласуется с экспериментами в [3], где бегунов предлагается пробежать 60 м по прямой дорожке и по изогнутой дорожке. Авторы наблюдают существование двух групп: одной «хорошей» группы, которой удается достичь той же скорости на изогнутом пути, что и на прямом пути, и другой «плохой» группе, на которую сильно влияет кривая. Наши значения параметров бегуна А ₁ соответствуют бегуну из группы «хорошо».

Теперь мы моделируем несколько бегунов (параметры см. В таблице 2), чтобы оценить влияние максимальной силы f _M .

Бегунок с большой максимальной силой

f _M .

Мы хотим отметить, что из-за способа учета кривизны в модели, см. (12), бегунок с большей максимальной силой f _M будет менее чувствителен к кривизне трек.Мы проиллюстрируем это с помощью бегуна A ₂ , определенного в таблице 2, у которого f _M = 13; окончательное время: 20,31 с для прямой дороги, 20,32 с для полосы 8 и 1. В этом крайнем случае кривизна дорожки практически не влияет на бегуна, то есть кривые скорости и силы в зависимости от расстояния почти то же самое для прямых линий 1 и 8.

Бегунок с малым максимальным усилием

f _M .

При низкой максимальной силе f _M = 6.5 бегун A ₃ из Таблицы 2 может увеличить свою силу и скорость, когда он достигает прямой части пути, поскольку он не потратил столько же энергии, как и у других в начале, но в целом он медленнее. Это проиллюстрировано на рис. 5. Конечные моменты времени: 20,32 с для прямых, 20,54 с для дорожки 8 и 20,72 с для дорожки 1. Этот бегун A ₃ соответствует бегуну « бедные »группы [3], с аж 0.2 s промежуток между крайними полосами движения. Это также согласуется с показателями бегунов в [6–8, 36].

Рис. 5. Одиночный бегун A ₃ на стандартной колее, полосах 1 и 8 и прямой колее.

Сила в Н / кг в зависимости от расстояния на правом графике. Скорость в зависимости от расстояния на левом графике с постоянными скоростями, указанными в уравнении (21) пунктирными линиями. Сила и скорость увеличиваются, когда центробежная сила исчезает.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0221572.g005

Отметим, что для этих трех бегунов мы вычислили отношение анаэробной энергии к общей энергии и нашли: 87% для A ₁ , 90 % для A ₂ и 82% для A ₃ , что вполне согласуется с [23].

Эффект различной формы гусениц

Теперь мы изучаем влияние различных форм путей, показанных на рис. 2: стандартный с 84,39 м прямой (STD), двойной изгиб 1 с 80 м прямой (DB1), двойной изгиб 2 с 100 м прямой (DB2 ), и две модифицированные стандартные дорожки со сглаженной кривизной, включая клотоидные соединения 10 м (CL1) и 30 м (CL2).Для клотоидных путей мы выбираем прямую 84,39 м в качестве стандартной. Как поясняется в Приложении, длина стыков обеспечивает радиус окружности и угол, которые составляют соответственно 33,32 м и 164 ° для (CL1) и 29,95 м и 118 ° для (CL2).

Для каждой формы трека мы имитируем гонку на внутренней и внешней полосах (1 и 8). Результаты суммированы в таблице 3, а забеги бегуна A ₁ (на дорожке 5) показаны на рисунке 6.Эталонный спортсмен A ₁ имеет разницу 0,17 с между лучшим (дорожка DB1, дорожка 8) и худшим (DB2, дорожка 1). Как упоминалось ранее, бегунок A ₂ с очень большим усилием f _M = 13 практически не подвержен кривизне, время варьируется только от 20,32 с до 20,36 с . Тем не менее, трек DB2 все же хуже других. И наоборот, атлет A ₃ , с меньшей силой f _M = 6.5, более подвержен влиянию: 1,01 с между лучшим и худшим случаями. DB2 — его худшая трасса, а лучшая производительность — на стандартной трассе.

Рис. 6. Влияние формы дорожки на время гонки для Runner A ₁ в зависимости от номера дорожки (левый график).

Профиль скорости для полосы 5 (правый график) с увеличением. Дорожки бывают стандартные (STD), двойные изгибы 1 (DB1) с короткими прямыми, двойные изгибы 2 с длинными прямыми (DB2) и кривые с короткими и длинными клотоидными соединениями (CL1 и CL2).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572.g006

Наши результаты показывают разницу во времени между внутренней и внешней полосами в диапазоне от 0,02 с для стандартной трассы до 0,15 с для худшего двойного поворота. отслеживать. Это согласуется с [6], который также считает, что дорожка с двойным изгибом является наихудшей, используя упрощенную модель, основанную на постоянной средней скорости и кривизне. Отметим, что в следующем разделе мы изучим гонку для двух бегунов, в которой влияние дорожки становится более выраженным: мы обнаруживаем большую разницу между лучшим и худшим средним временем на полосе.

Ориентируясь на бегунок A ₁ на рис. 6, мы более внимательно анализируем влияние формы гусеницы и полосы движения:

• DB1 — самая быстрая трасса для внешней полосы, хотя она очень близка к STD.
• У стандартной колеи наименьшая разница между полосами движения.
• DB2 — самая медленная трасса, от 0,01 с на внешней полосе до 0,14 с на внутренней. Когда на внешнем радиусе кривизны 24 м , скорость значительно уменьшается.
• CL1 довольно близок к DB1 и STD, но немного медленнее. CL2 медленнее, чем DB2 на внешних дорожках, хотя и не так плох с точки зрения разницы между дорожками.

Может показаться удивительным, что дорожки со сглаженной кривизной не работают лучше, чем дорожки с прерывистой кривизной. Это происходит из-за того, что соединение клотоиды на самом деле приводит к меньшему радиусу круглой части и, следовательно, к большей кривизне. Чем длиннее клотоидное соединение, тем сильнее эффект и медленнее время.

Подводя итог забегам одиночных бегунов, можно сказать, что трасса с самой короткой прямой является самой быстрой трассой для сильных спортсменов на внешних дорожках. Стандартная форма трассы — это та, у которой лучшее время гонки в целом, а также наименьший временной разрыв между внутренней и внешней полосами. Напротив, двойной поворот с длинной прямой 100 м (DB2) дает худшие результаты в целом и самый высокий зазор между внутренней и внешней полосами движения. Эти выводы кажутся согласующимися с чувствами бегунов, хотя пока нет исследований относительно того, какой идеальной формой должна быть дорожка для конкретного бегуна.

Численное моделирование для двух бегунов

Мы переходим к моделированию гонок для двух бегунов, комбинируя эффект взаимодействия с эффектом кривизны, ранее изученный для случая с одним бегуном. Во-первых, мы изучаем забеги с двумя бегунами, соревнующимися на соседних дорожках, чтобы увидеть эффект взаимодействия. Затем мы вычисляем среднее время, соответствующее всем возможным гонкам бегуна против него самого, и обнаруживаем, что лучшие дорожки действительно являются центральными.

Гонки по разным дорожкам и иллюстрация эффекта взаимодействия

Мы выполняем моделирование задачи оптимального управления (OCP2) для двух бегунов, комбинируя эффект взаимодействия с центробежной силой.Сначала мы устанавливаем A ₁ как бегун на каждой дорожке 1 и 2.

Напомним, что если A ₁ работает один, его время на дорожке 1 составляет 20,485 с , а на полосе 2 — 20,480 с , поэтому, конечно, из-за центробежного эффекта дорожка 2 будет быстрее. Из-за смещения старта, как только мы устанавливаем взаимодействие, бегун на дорожке 1 получает преимущество от взаимодействия в начале забега. Сначала мы полагаем член взаимодействия γ = 0.04, но без подавления η = 0. Результаты показаны на рис. 7, где профиль скорости на дорожке 1 слева, а взаимодействие для каждого бегуна и относительное расстояние справа. Когда относительное расстояние отрицательное, бегун на дорожке 1 находится позади. Таким образом, в этом случае бегун на дорожке 2 выигрывает гонку, и они дважды обгоняют друг друга: дорожка 1 стартует позади из-за смещения старта, выигрывает от взаимодействия и обгоняет на 50 м ; затем полоса 2 сразу получает преимущество от взаимодействия и может снова обогнать на 150 м .Затем они на прямой, очень близко друг к другу, полоса 1 выигрывает от взаимодействия и готова снова обгонять, но проигрывает в конце на 0,04 с .

Рис. 7. Гонка A ₁ против себя на дорожках 1-2, с взаимодействием γ = 0,04 и рамкой η = 0, что не является ингибированием.

Левый график: профиль скорости и временные интервалы бегуна на полосе 1. Правый график: интервал дистанции и срок взаимодействия для обоих бегунов. Смена знака дистанции соответствует обгону.Дорожка 2 выигрывает с результатом 0,04 с .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572.g007

Затем на рис. 8 член взаимодействия установлен на γ = 0,04, а рамка ингибирования составляет η = 20 м . Это означает, что положительное взаимодействие отключается, когда бегуна обгоняют на предыдущих 20 м дистанции. На рис. 8 показан профиль скорости (левый график) и условия взаимодействия / ингибирования (правый график). По сравнению с гонкой без торможения на рис. 9, мы наблюдаем другое поведение: только один обгон и бегун на внутренней стороне выигрывает с результатом 0.27 с . Обратите внимание: поскольку мы оптимизируем всю гонку, нет причин, по которым гонка с торможением совпадает с гонкой без торможения, даже до того, как произойдет какой-либо обгон. Мы видим, что блокировка (на правом графике) правильно определяет обгон и соответственно подавляет взаимодействие. Это препятствует тому, чтобы обгоняемый бегун на полосе 2 не отставал (и, в конечном итоге, догонял) бегуна на полосе 1, поскольку мы видим, что после обгона расстояние увеличивается. В гонке без торможения обогнавший бегун сразу извлек выгоду из взаимодействия, что позволило ему догнать и вернуть лидерство.При торможении бегун на дорожке 1 может выиграть гонку, хотя он находится на невыгодной дорожке. В полной гонке, конечно, у бегуна на дорожке 2 есть сосед на другой стороне, который меняет общий результат.

Рис. 8. Гонка A ₁ против себя на дорожках 1-2, с взаимодействием γ = 0,04 и рамкой η = 20 м для ингибирования.

Левый график: профиль скорости и временные интервалы бегуна на полосе 1. Правый график: интервал дистанции и срок взаимодействия для обоих бегунов.Смена знака дистанции соответствует обгону. Дорожка 1 выигрывает с преимуществом 0,27 с .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572.g008

Рис. 9. Гонка A ₁ против себя на дорожках 5-4, с взаимодействием γ = 0,04 и ингибированием η = 20 м .

Левый график: профиль скорости и временные отрезки бегуна на дорожке 5. Правый график: интервал дистанции и срок взаимодействия для обоих бегунов.Изменение знака дистанции соответствует двум обгонам.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572.g009

Бывают случаи, когда, хотя торможение η = 20, все же есть два обгона. Мы изучаем, например, забег 5-4 с профилем скорости и силы бегуна на дорожке 5, показанной на рис. 9. Без взаимодействия ( γ = 0) дорожка 5 побеждает без каких-либо обгонов с окончательным временем 22,47 с. . При взаимодействии ( γ = 0.04 и η = 20), дорожка 5 по-прежнему выигрывает после 2 обгонов, с окончательным временем 22,23 с . В начале бегун на дорожке 4 получает выгоду от взаимодействия, так как бегун на дорожке 5 находится впереди (ступенчатый старт). Он догоняет, а затем обгоняет внешнего бегуна, который, в свою очередь, получает взаимодействие, догоняет и снова догоняет внутреннего бегуна. В конце внутренний бегун, находящийся позади, снова вступает во взаимодействие и догоняет внешнего бегуна, но слишком поздно.

Мы также провели симуляции с бегуном A ₁ против бегуна A ₂ , и хотя бегун A ₂ сильнее по силе, на некоторых дорожках бегун A ₁ может принести пользу от взаимодействия, чтобы иметь возможность побеждать.

Мы отмечаем, что параметры взаимодействия могут зависеть от бегуна, поскольку некоторые из них могут быть очень чувствительны к этому эффекту, а другие — гораздо меньше.

Среднее время на полосу

В реальной гонке участвуют восемь бегунов, однако наша модель рассчитана только на двоих. Поэтому мы моделируем набор гонок с двумя одинаковыми бегунами, первый на фиксированной полосе, второй на каждой возможной другой дорожке. Мы определяем время победителя в гонке между двумя одинаковыми бегунами A ₁ на дорожках k ₁ и k ₂ .Мы хотим вычислить среднюю производительность на полосе и как среднее время

Сначала мы вычисляем времена: лучшие времена в j для каждого i указаны в таблице 4. На рисунке 10 мы построили время для i = 1, 5 и 8. Лучшее время получены для максимального взаимодействия, а именно со вторым бегуном на соседней полосе. Для бегуна A ₁ на дорожке 5 его лучшая производительность достигается с соседом на дорожке 4, а не 6.Напомним, что модель включает латеральное затухание для взаимодействия, которое равно 0, когда бегуны находятся на расстоянии более 3 дорожек друг от друга. Если мы сравним лучшее время для каждого случая, оно уменьшается с переулком.

На рисунке 11 показано среднее время, полученное для бегуна A ₁ против самого себя, с весом взаимодействия γ = 0,04 и η = 20, когда он бежит по каждой дорожке i . Если мы посмотрим на общую производительность, то дорожка 5 — лучшая, за ней следуют дорожки 6, 4, 7, 3, 8, 2, а дорожка 1 — безусловно, худшая.Мы сравниваем с одиночным случаем ( γ = 0), где, конечно, внешняя полоса является самой быстрой.

Рис. 11. Среднее время на полосу для бегуна A ₁ на полосе и против себя на всех остальных полосах.

Без взаимодействия ( γ = 0) и с взаимодействием γ = 0,04, η = 20. Характеристики полосы (отсортированные по среднему времени):. Зазор .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221572.g011

Результаты хорошо согласуются с правилами ИААФ для нарисованной дорожки.Действительно, согласно правилам ИААФ [9], стартовые полосы разыгрываются тремя лотами:

• проводится первая жеребьевка для четырех лучших бегунов на центральных дорожках 3, 4, 5 и 6.
• проводится вторая жеребьевка для следующих двух участников между внешними дорожками 7 и 8.
• проводится последняя жеребьевка между бегунами с наименьшими показателями для прохождения внутренних дорожек 1 и 2.

Тем не менее, мы находим, что внутренние полосы 1, 2 являются реальным недостатком, тем более, что бегуны не так сильны.

В [4] авторы напоминают некоторые средние временные данные для Олимпийских игр 1996 и 2000 годов и чемпионата мира 2001 года: они указывают средний временной интервал 0,16 с между внутренними полосами 1 и 2 и внешними полосами 7 и 8. Мы получаем меньший разрыв 0,047 s , что может быть связано с тем, что мы рассматриваем идентичных бегунов в наших симуляциях, в то время как в реальных гонках спортсмены на внешних дорожках были предположительно сильнее, чем спортсмены на внутренних дорожках.

Заключение

В этой статье мы изучили, как геометрия беговой дорожки и психологическое взаимодействие между бегунами влияют на результаты.Мы ввели модель оптимального управления, учитывающую центробежную силу как ограничивающий фактор для максимальной движущей силы. Мы соединяем это с новой моделью, описывающей положительное взаимодействие, оказываемое бегуном, находящимся близко впереди, и задержку, чтобы получить от этого выгоду после обгона. Мы проводим численное моделирование нескольких профилей бегунов на различных формах пути. Результаты показывают, что трасса с самыми короткими прямыми участками является самой быстрой для сильных спортсменов на внешних дорожках.Так называемая стандартная трасса (две прямые и полукруги) дает в целом лучшие характеристики. Пути двойного изгиба с более длинными прямыми (DB2) значительно медленнее. В частности, бег по дорожке 1 на треке DB2 кажется огромным недостатком.

Кроме того, сочетание центробежных эффектов и эффектов взаимодействия приводит к тому, что центральные полосы движения являются наиболее предпочтительными, за ними следуют внешние полосы движения, а внутренние полосы являются наихудшими. Эти результаты очень хорошо согласуются с правилами ИААФ для жеребьевки дорожек, которые следуют этому порядку предпочтений.

Приложение: детали формы следа

Обратите внимание, что предполагается, что каждый бегун бежит на расстоянии 30 см от внутренней границы полосы движения. Вот как устанавливается радиус круглых частей, чтобы получить расстояние 400 м на полосе 1.

Стандартная гусеница

Стандартный путь состоит из полукруга длиной l _c = 115,61 м , за которым следует прямая 84,39 м , общая протяженность 200 м , что дает

Поскольку предполагается, что бегун находится на расстоянии 30 см от границы полосы движения, радиус застройки составляет R ₁ — 0.3.

Обозначим через R _k радиус бегуна на полосе k . Поскольку ширина полосы движения составляет 1,22 м , радиус полосы k равен

Следовательно, на стандартном пути радиус определяется выражением

Обозначим через θ _k ( s ) ∈ [0, π ] угловое положение ползуна на изогнутой части дорожки k , с условным обозначением θ _k ( с ) = π на прямой части.Конструкция с шахматным стартом гарантирует, что все полосы имеют одинаковое общее расстояние. Это дает начальный угол

Это изменяется от 0 для полосы 1 до 0,6 рад для полосы 8. На изогнутой части угловое положение ползуна на полосе k изменяется в зависимости от

Направляющая с двойным изгибом

Что касается стандартной колеи, то обозначим l _c длину изогнутой части, а k — номер полосы движения. Пусть R _o и ϕ _o будут радиусом и угловой шириной внешних (меньших) окружностей, и аналогично R _i , ϕ 21 для внутреннего круга.Исходя из исходного положения, обозначим C ₁ первую круговую часть («внешний круг»), C ₂ вторую («внутренний круг»), C ₃ вторую. «внешний круг» и S прямая часть. При μ _k = 1,22 ( k -1) регулировка радиуса для каждой полосы, пределы абсцисс для C ₁ и C ₂ являются

Наконец, у нас есть выражение для радиуса

Обозначая начальным угловым положением, угол после пробега с метров равен

Гусеница Clothoid

Рассмотрим конструкцию модифицированного стандартного пути, в котором круговая часть радиуса R ограничена двумя более гладкими стыками длины с непрерывной кривизной.Мы решили использовать соединение, кривизна которого линейна относительно расстояния, называемая клотоидой (также известной как кривая Эйлера или спираль Корню). Угол с касательной φ равен где c ( s ) — кривизна на расстоянии s . Тогда, поскольку общий угол для круглой части и двух клотоидных стыков составляет π , и используя те же обозначения, что и раньше, это l _s — длина прямой части, а l _c длину по окружности, находим

Поскольку общий угол для одной клотоиды равен, это уравнение приводит к.Кроме того, где d — это дистанция забега, то есть в нашем случае 200 м , таким образом. Таким образом, мы обнаруживаем, что при соединении с клотоидой радиус круглой части становится меньше, чем в случае полного полукруга.

На клотоиде для s ∈ [ s _start , s _end ] выражение кривизны линейное:

В нашем случае клотоиды соединят прямую часть (кривизна 0) и круглая часть (кривизна 1/ R ).

Аналогично дорожке с двойным изгибом мы обозначаем C ₁ , C ₂ , C ₃ , S соответственно первую клотоиду, круговую, вторую клотоиду и прямые части. Обозначим через l _s прямую длину, R , l _c радиус и длину круговой части, а также длину двух клотоидных стыков. Как и раньше, звоним и l _{c , k} = l _c (1 + 1.22 ( k -1) / R ) радиус и длина круговой части на полосе k . На дорожке 1 обе клотоиды имеют одинаковую длину, в то время как для k > 1 первая клотоида короче, чтобы сохранить одинаковую общую длину. Вторая клотоида имеет полную длину. Таким образом, первая клотоида имеет длину.

Принимая во внимание эти переменные длины, кривизна на полосе k после пробега s метра составляет

Расстояние между двумя направляющими

Для термина взаимодействия нам необходимо определить относительное расстояние между бегуном на дорожке 1 и на дорожке 2, принятое по соглашению в момент времени y ₁ ( s ):

Таким образом, бегун 1 опережает бегуна 2 в момент времени y ₁ ( s ), когда ρ ( s )> 0, и отстает в противном случае.Однако член x ₂ ( y ₁ ( s ) (производной) довольно сложно обрабатывать численно. Поэтому мы заменим ρ ( s ) более удобным приближением расстояние между бегунами, а именно средняя скорость, умноженная на разницу во времени

На изогнутой трассе это приближение корректируется путем проецирования двух бегунов на средний круг, а также с учетом смещенного старта на разных дорожках: где c _i ( s ) = 1/ R _i ( s ) — кривизна на расстоянии s .

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Сесиль Аперт и Хенк Хиллхорст за введение проблемы задержки для подавления взаимодействия бегунов. Они также благодарны за содержательные дискуссии по этой теме с Торстеном Эмиг, Кристин Ханон, Жан-Пьером Надалем и Гийомом Рао. Они очень благодарны Аурелиену Альваресу за подробную информацию о клотоидах.

Список литературы

1. 1. Александр РМ. Устойчивость и маневренность наземных позвоночных.Интегративная и сравнительная биология. 2002. 42 (1): 158–164. pmid: 21708705
2. 2. Грин PR. Бег по ровным поворотам: эксперименты, теория, приложения. Журнал биомеханической инженерии. 1985; 107 (2): 96. pmid: 3999718
3. 3. Охнума Х., Тачи М., Кумано А., Хирано Й. Как поддерживать максимальную скорость бега по прямой на изогнутой траектории в спринтерских соревнованиях. Журнал кинетики человека. 2018; 62 (1): 23–31.
4. 4. Райан GJ, Харрисон AJ. Технические адаптации соревнующихся спринтеров, вызванные бегом в наклонной плоскости.Новые исследования в легкой атлетике. 2003. 18 (4): 57–70.
5. 5. Ашервуд-младший, Уилсон AM. Учет результатов спринта на 200 м в закрытых помещениях. Письма о биологии. 2006; 2 (1): 47–50. pmid: 17148323
6. 6. Куинн, доктор медицины. Влияние геометрии трассы на беговые качества на 200 и 400 м. Журнал спортивных наук. 2009. 27 (1): 19–25. pmid: 18979339
7. 7. Mureika JR. Простая модель для прогнозирования времени спринт-гонки с учетом потерь энергии на кривой.Канадский физический журнал, 1997, 75 (11), 837–851.
8. 8. Александров И., Лучт П. Физика спринта. Американский журнал физики, 1981, 49 (3), 254–257.
9. 9. Руководство ИААФ по легкой атлетике. https: // wwwiaaforg / about-iaaf / documents / Technical ;.
10. 10. Keller JB. Оптимальная скорость в гонке. Американский математический ежемесячник. 1974; п. 474–480.
11. 11. Афталион А, Bonnans JF. Оптимизация беговых стратегий на основе анаэробной энергии и вариаций скорости.Журнал SIAM по прикладной математике. 2014. 74 (5): 1615–1636.
12. 12. Афталион А. Как бегать на 100 метров. Журнал SIAM по прикладной математике. 2017; 77 (4): 1320–1334.
13. 13. Бенке Х. Математическая модель силы и энергии в соревновательном беге. Журнал математической биологии. 1993. 31 (8): 853–878. pmid: 8263429
14. 14. Матис Ф. Влияние усталости на стратегии бега. Обзор SIAM. 1989. 31 (2): 306–309.
15. 15.Куинн, доктор медицины. Воздействие ветра и высоты в беге на 400 м. Журнал спортивных наук. 2004. 22 (11-12): 1073–1081.
16. 16. Вудсайд В. Оптимальная стратегия бега на гонку (математическая модель мировых рекордов от 50 м до 275 км). Математическое и компьютерное моделирование. 1991; 15 (10): 1–12.
17. 17. Лемерсье С., Джелик А., Кульпа Р., Хуа Дж., Ференбах Дж., Дегонд П. и др. Реалистичное поведение следования для симуляции толпы. В кн .: Форум компьютерной графики.т. 31. Интернет-библиотека Wiley; 2012. с. 489–498.
18. 18. Боннанс Ф., Мартинон П., Джорджи Д., Грелар В., Майндраулт С., Тиссо О. BOCOP — Набор инструментов для задач оптимального управления;
19. 19. Морин Дж. Б., Славинский Дж., Дорел С., Кутюрье А., Самозино П., Бругелли М. и др. Способность к ускорению у элитных спринтеров и импульс на земле: больше толкайте, меньше тормозите? Журнал биомеханики. 2015. 48 (12): 3149–3154. pmid: 26209876
20. 20. Хугкамер В., Кипп С., Фрэнк Дж. Х., Фарина Е. М., Луо Дж., Крам Р.Сравнение энергетической стоимости бега в обуви для марафонских бегов. Спортивная медицина. 2018; 48 (4): 1009–1019. pmid: 229
21. 21. Hanon C, Thomas C. Влияние оптимальных стратегий стимуляции для бега на 400, 800 и 1500 м на реакцию. Журнал спортивных наук. 2011. 29 (9): 905–912. pmid: 21547833
22. 22. Спенсер MR, Гастин ПБ. Вклад энергетической системы во время бега на 200-1500 м у высококвалифицированных спортсменов. Медицина и наука в спорте и физических упражнениях, (2001), 33 (1), 157–162.
23. 23. Гастин ПБ. Взаимодействие энергетической системы и относительный вклад во время максимальной нагрузки. Спортивная медицина, (2001), 31 (10), 725–741. pmid: 11547894
24. 24. Афталион А., Деспейн Л.Х., Френц А., Габе П., Лажуани А., Лортиуа М.А. и др. Как определить физиологические параметры и провести оптимальный забег. Математика в действии. 2016; 7: 1–10.
25. 25. Самозино П., Рабита Дж., Дорел С., Славински Дж., Пейрот Н., Саез де Вильярреаль Е. и др.Простой метод измерения мощности, силы, скоростных характеристик и механической эффективности в спринтерском беге. Скандинавский журнал медицины и науки о спорте. 2016; 26 (6): 648–658.
26. 26. Физика бега. https: // wwwreal-world-Physics-issuescom / Physics-of-runninghtml ;.
27. 27. Апперт-Роллан Ч., Хилхорст Х. Дж., Афталион А. Равновесие Нэша в стохастической модели двух соревнующихся спортсменов. Журнал статистической механики: теория и эксперимент.2018; 2018 (5): 053401.
28. 28. Хильхорст Х., Апперт-Роллан С. Равновесие Нэша смешанной стратегии для разрывной симметричной игры N игроков. Журнал физики A: математический и теоретический. 2018; 51 (9): 095001.
29. 29. Экипажи DJ. Психологическое состояние и беговая экономика. Медицина и наука в спорте и физических упражнениях. 1992 ;.
30. 30. Стоунз М. Бег в условиях ослабления визуального восприятия. Международный журнал спортивной психологии.1980. 11 (3): 172–179.
31. 31. Пью LGE. Влияние сопротивления ветра при беге и ходьбе и механическая эффективность работы против горизонтальных или вертикальных сил. Журнал физиологии, 1971, 213 (2), 255–276. pmid: 5574828
32. 32. Голлманн Л., Маурер Х. Теория и приложения задач оптимального управления с несколькими запаздываниями. Журнал промышленной и управленческой оптимизации. 2014; 10 (2): 413–441.
33. 33. Бочча А, Винтер РБ.Принцип максимума для задач оптимального управления с запаздыванием. IFAC-PapersOnLine. 2016; 49 (18): 951–955. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.10.290
34. 34. Гуинн Т. Сведение задач оптимального управления с запаздыванием к задачам без задержки. Журнал теории оптимизации и приложений. 1976; 18 (3): 371–377.
35. 35. Трелат Э. Частное сообщение.
36. 36. Мортон Р. Статистические эффекты распределения полос на время в беговых гонках.Журнал Королевского статистического общества: Серия D (Статистик), 1997, 46 (1), 101–104.

Какова средняя скорость бега девочки-подростка? | Живите здоровым

По сравнению с женщинами, девочки-подростки имеют преимущество, когда дело доходит до гонок на гоночной трассе. В подростковом возрасте ваше тело может регенерировать креатин, который обеспечивает ваши мышцы энергией, быстрее, чем у старших бегунов, согласно «Runners World». Во время интенсивных спринтов количество лактата — продукта жизнедеятельности, ведущего к утомлению — вырабатывается вашими мышцами.С 13 до 19 лет девочка-подросток из года в год постепенно увеличивает скорость.

Использование тестов скорости

Летящий 30-метровый рывок является обычным тестом на скорость и может использоваться для выявления способностей к легкой атлетике, согласно «Руководству по легкой атлетике в США» Джозефа Роджерса. Спортсмен с разбега бежит на 60 метров и рассчитывает время на 30-метровой отметке и снова в конце спринта. Время пробега на первых 30 м вычитается из общего 60-метрового времени, а затем округляется до 10-й доли секунды.По данным Роберта Дэвиса «Физическое воспитание и исследование спорта», для 30-метрового рывка средняя скорость девочек в возрасте от 16 до 19 лет колеблется от 4,3 до 4,4 секунды. В то время как отличная скорость падает ниже 4,5 секунд, плохая скорость составляет 4,6 секунды или выше. Мальчики той же возрастной группы бегают примерно на 4–5 секунд быстрее девочек.

Соблюдение стандартов

Английская ассоциация легкой атлетики публикует стандарты легкой атлетики, основанные на прошлых выступлениях девочек-подростков, согласно веб-сайту Брайана Маккензи, тренера национального руководящего органа Англии по легкой атлетике.Ассоциация делит возрастные группы на младше 20, младше 17, младше 15 и младше 13 лет. Стандарты делятся на четыре категории: от 1-й для 7,5% лучших исполнителей до 4-й для 65% лучших. 3 класс относит девочек-подростков к 30% лучших. Вы можете приблизительно оценить среднюю успеваемость девочки-подростка на уровне 50 процентов в диапазоне между 3 и 4 классами. Например, средняя девочка младше 15 лет преодолевает 100-метровый спринт за 13,2-13,5 секунды, а бег на 200 метров — за 27.От 3 до 28 секунд. В среднем девушка младше 17 лет может преодолеть 100-метровый спринт за 12,8–13,1 секунды, а бег на 200 метров за 26,4–27 секунд.

Стрельба для ориентиров

Если девочки-подростки хотят достичь средней скорости бега для своей возрастной группы, они могут следовать критериям, установленным ассоциациями легкой атлетики. Например, по данным Teach PE, английская школа T&F County устанавливает контрольные показатели для различных спринтерских соревнований. После 52 недель тренировок 12- и 13-летние девушки должны стремиться пробежать 100-метровый спринт за 13 лет.2 секунды и 200-метровый спринт за 26,5 секунды. Спринтеры среднего уровня в возрасте 14 и 15 лет должны показать время 11,6 секунды в спринте на 100 метров и 26 секунд в спринте на 200 метров. Продвинутая группа в возрасте 16 и 17 лет должна отсчитывать время 12,5 секунды в спринте на 100 метров и 25,7 секунды в спринте на 200 метров.

Увеличение скорости

По мере взросления девочки, кажется, увеличивают свою скорость спринта в два этапа, что связано с развитием их нервной системы и улучшением координации верхних и нижних конечностей.В целом, согласно книге Яна Бормса «Ребенок и упражнения: обзор», опубликованной в «Журнале спортивной науки», у девочек ежегодно увеличивается скорость в возрасте от 5 до 13-15 лет. Из-за увеличения размера тела у 12-летних девочек увеличивается мышечная сила и выносливость, что приводит к повышению скорости бега. Кроме того, более высокий уровень креатина в мышцах спортсменок-подростков может улучшить ее способность преодолевать препятствия во время спринта, а также помочь в восстановлении мышц после тренировки.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Кей Танг — журналистка, которая пишет с 1990 года.