Тема: О величинах вклада плеч в подъёме от груди
Автор: Составитель
Дата: 03/06/2004 19:51
 	

Я тут на днях попытался примерно определить величину 
вклада плеч в подъём штанги предельного веса от груди.

Сделал я это следующим образом: попросил одного 
знакомого атлета (ростом 174 см и весом 72 кг), 
имеющего лучшие результаты в толчке 100 кг и в жиме 
70 кг, поподбрасывать штангу (предельного веса в 
толчке) на груди за счёт силы (мышечной и упругости) 
своих плеч (а также, получается, и позвоночника).

Я встал так, чтобы неподвижно замерший перед подбросом 
атлет располагался между мной и стеной, на которую я 
прикрепил линейку. Я прицеливался так, чтобы нижний 
край одной из втулок штанги совмещался с нулём на 
линейке и давал команду подбросить штангу.

В результате нескольких подбросов я зафиксировал по 
линейке, что штанга поднималась на 11,5-13 см. На 
самом же деле штанга поднималась, конечно же, на 
несколько меньшую высоту: штангист стоял примерно в 
полуметре от линейки, я же стоял примерно в двух метрах
от линейки и видел втулки штанги на фоне линейки. 
Соответственно, увиденные мной величины нужно 
разделить на два и умножить на полтора. Получается, 
что реально штанга подлетала на 8,63-9,75 см, то есть 
в среднем примерно на 9 см.

Как показали измерения с уже прикреплённой к стойкам 
линейкой, ход выдвинутых далеко вперёд плеч у 
исследовавшегося атлета сам по себе невелик и 
составляет всего 3 см. В условиях подброса штанги эта 
величина должна, конечно же, возрасти - за счёт снятия 
в невесомости нагрузки с позвоночника, а также с мышц 
и со связок плечевого пояса, что приводит к увеличению 
высоты верхней точки дельтоидов. (При разгонах же типа 
подрыва или посыла рекордных весов деформация 
позвоночника и плечевого пояса значительно возрастает -
у некоторых атлетов типа Куренцова или Соца, 
использующих укороченный предпосыльный присед, плечи 
могут испытывать нагрузку порядка пятисот килограммов, 
что ещё больше увеличивает воздействие плеч, 
позвоночника и упругого грифа штанги на её подъём). 
При моих наблюдениях за подбрасывавшейся штангой тоже 
создавалось впечатление, что от плеч она отлетает не 
так уж и далеко, то есть величина сопровождения плечами
штанги при подбросе заметно больше, чем амплитуда 
простого медленного подъёма штанги на плечах.

Исходя из всего написанного выше, я принимаю величину 
сопровождения плечами штанги при подбросе равной не 
трём, а всё-таки четырём сантиметрам. Следовательно, 
стокилограммовая штанга поднималась над поверхностью 
плеч при подбросе на 9 - 4 = 5 см.

Этот пятисантиметровый подъём был не свободным 
падением, в этом пятисантиметровом подъёме атлет со 
всей силы оказывал на штангу воздействие своими руками 
(перед ним ставилась задача подбросить штангу как 
можно выше без помощи ног). Значит, для того, чтобы 
найти истинное воздействие плеч, нужно сначала 
вычислить вклад рук в подлёт штанги (чтобы затем его 
вычесть). 

Вклад этот равен весу штанги, умноженной на величину 
подъёма, обеспеченного силой рук.

Сила рук при медленном жиме у исследовавшегося атлета -
70 кг. Под воздействием этой силы и разгона плечами 
штанга поднялась над плечами на 0,05 м. Чтобы 
облегчить себе вычисления, я предпочитаю действовать 
от обратного (это будет вполне корректно) и вычислить 
ту скорость, которую приобретёт штанга при опускании с 
высоты 0,05 м под воздействием силы тяжести и 
противодействующей этой силе тяжести силе рук. 

Разница в силах (тяжести и рук) равна 30 кг. С этой 
силой опускается штанга весом 100 кг. Следовательно, 
ускорение, с которым она опускается, равно 0,3 g или 
примерно 3 м/сек.

Скорость, которую приобретёт тело при опускании на 5 см
с ускорением в 3 м/сек, равна 0,55 м/сек. Значит, как 
раз такую скорость штанга и имела в момент её отрыва 
от плеч (после чего её подъёму стала способствовать не 
только изначально приобретённая в результате 
воздействия плеч скорость, но также и сила рук).

А без участия рук штанга, имея начальную скорость 
0,55 м/сек, подлетела бы на (расстояние равно частному 
от деления квадрата скорости на удвоенное ускорение) 
0,015 м или на 1,5 см.

Значит, суммарная величина подъёма штанги за счёт силы 
плеч от нулевого уровня равна в проводившемся опыте

4 + 1,5 = 5,5 см

Разгон на протяжении четырёх сантиметров до скорости 
0,55 м/сек проходил со средним ускорением 
3,75 м/сек2. Плюс к этому плечами 
преодолевалось ускорение свободного падения 
10 м/сек2. Значит, сила, которую способны 
развить плечи в состоянии свободного падения атлета, 
равна 13,7 м/сек2 (это суммарное ускорение),
умноженным на 100 кг, что составляет 1370 Н. 

Вообще-то, полученная величина в реальности 
значительно меньше истинного значения воздействия плеч 
на штангу во время толчка от груди. Дело в том, что 
при толчке от груди действие плеч начинается в то 
мгновение, когда атлет заканчивает со всей силы 
упираться ногами о помост. А это значит, что в это 
самое последнее мгновение посыла на плечи атлету давят 
не 100 кг, а вес, на 30-40% больший, то есть плечевой 
пояс и позвоночник атлета (а также гриф) деформируются 
значительно сильнее, чем при неподвижном удержании 
штанги в 100 кг. Как мне кажется, возрастания длины 
хода плеч при реальном толчке следует принять равным 
не четырём, а хотя бы пяти сантиметрам. Силу же, с 
которой плечи должны воздействовать на штангу из 
положения намного более сильной упругой деформации, 
следует принять равной не 1370 Н, а хотя бы 1500 Н.

Итак, я беру в качестве изначальных следующие условия.
Длина хода плеч в толчке от груди - 0,05 м, сила, с 
которой они действуют на гриф - 1500 Н, вес штанги - 
100 кг, вес атлета - 75 кг, высота подлёта штанги от 
нулевой до наивысшей точек - 30 см (на 17 см из которых
она, как и у Ботева, подлетает за счёт разгона ногами).
Вопрос: каков вклад плеч (и позвоночника) в подъём 
штанги и в опускание тела под штангу?

Величины расстояний, на которые сместятся атлет и 
штанга в процессе расталкивания, обратно 
пропорциональны их массам. Следовательно, тело массой 
100 кг (штанга) сместится в процессе расталкивания на 
0,0214 м, а тело массой 75 кг (атлет) - на оставшиеся 
0,0286 м.

Тело массой 100 кг на протяжении 0,0214 м под 
воздействием силы в 1500 Н (то есть ускорения 
15 м/сек2) приобретёт скорость 0,8 м/сек. 
За счёт этой скорости оно может подлететь на 0,032 м.
А совокупная величина подлёта этого тела (то есть 
штанги) составит 0,0214 м (это, напоминаю, величина 
разгона штанги плечами в состоянии свободного полёта)
+ 0,032 м = 0,0534 м. 

То бишь если за счёт воздействия ног штанга подлетает 
на 17 см из общих 30 см, то разгибатели рук сообщают 
штанге лишь оставшиеся 30 - 17 - 5,34 = 7,66 см 
подлёта, что составляет всего около 25% от общего 
вклада в подъём. Кстати, мягкий гриф штанг большого 
веса увеличивает энергию первоначального расталкивания 
ещё значительное, а значит, доля рук в подъёме 
должна составлять ещё меньшую величину. 

Впрочем, с другой стороны, у рассматривавшегося мной 
атлета тело весит относительно (относительно штанги) 
много, а значит, энергия плеч и позвоночника идёт 
больше на подъём штанги, чем на разгон тела. У атлетов 
же с относительно (относительно штанги) меньшим весом 
тела энергия расталкивания пойдёт больше на 
отталкивание тела под штангу.

Рассматриваемый мной атлет массой 75 кг за счёт 
действия силы в 1500 Н (то есть ускорения в 
20 м/сек2) на расстоянии 0,0286 м 
приобретёт скорость 1,07 м/сек. Эта скорость является 
скоростью относительно именно первоначальной точки 
расталкивания (а сама эта точка изначально летит вверх 
с финальной скоростью посыла, замедляясь с ускорением 
свободного падения). Относительно же отлетевшей в 
результате расталкивания штанги атлет приобретёт 
скорость 1,07 + 0,8 (0,8 м/сек - это скорость штанги 
относительно первоначальной точки расталкивания) = 
1,87 м/сек. С такой скоростью расстояние, равное длине 
руки в 0,55 м, будет пройдено за 0,29 сек.

То есть получается, что уйти под штангу можно за счёт 
почти одного только воздействия плеч, без воздействия 
ног и рук (и даже грифа).

	 
Ответить

Тема: О вкладе ног и рук в опускание плеч при толчке
Автор: Составитель
Дата: 06/06/2004 16:45
 	

Как известно всем грамотным людям, опускание плечевого 
пояса при толчке от груди происходит не только 
благодаря расталкивающим усилиям плеч и рук, но также и
за счёт подъёма (относительно плеч), во-первых, в 
подседное положение ног, а во-вторых, в выпрямленное  
положение рук.

Я принимаю в качестве первоначального условия, что вес 
ног составляет одну треть общего веса тела, а вес 
голени каждой ноги - одну треть общего веса ноги. При 
опускании туловища (вместе, разумеется, с плечевым 
поясом) в "ножницы" на 55 - 30 = 25 см (55 см - это 
длина руки, а на 30 см штанга поднимается от нулевой 
до высшей точек) голень выставляемой вперёд ноги 
поднимается относительно плечевого пояса в точности на 
эти самые 25 см. Почти то же при средне-высоких 
"ножницах" происходит и с голенью ноги, отставляемой 
назад - её центр тяжести поднимается относительно 
плечевого пояса на чуть меньшую высоту - примерно на 
20 см.

Бедро отставляемой назад ноги при средне-высоких 
"ножницах" почти не меняет своего вертикального 
положения. Бедро же ноги, выставляемой вперёд при 
средне-высоких "ножницах", наклоняется в сторону плеч 
одним своим концом на 25 см. Для того, чтобы избавиться
от проблем с разной толщиной разных концов бедра, 
можно просто посчитать, что бедро наклоняется одним 
концом не на реальные 25 см, а только на 20 см. Это 
означает, что центр тяжести бедра поднимется 
относительно плеч на 10 см.

Теперь нужно прикинуть величину изменения положения 
центра тяжести рук. Руки поднимаются из 
горизонтального положения в вертикальное, вес обеих 
рук составляет 13% от общего веса тела. Но руки имеют 
хорошо заметную "конусовидность". Значит, центр 
тяжести каждой пятидесятипятисантиметровой руки 
располагается не на её середине, а где-то ближе к 
плечам - допустим, в точке, отстоящей от плеч на 20 см.

Получается следующее: если тело штангиста имеет 
массу m, то каждая голень имеет массу 1/18 m, бедро 
имеет массу 1/9 m, обе руки имеют массу 13% m. Вверх 
относительно плеч при уходе в "ножницы" 
двадцатипятисантиметровой глубины одна масса 1/18 m 
передвигается на 25 см, другая масса 1/18 m 
передвигается на 20 см, третья масса 1/9 m 
передвигается на 10 см, четвёртая масса 13% m
передвигается на 20 см.

Вопрос: как всё это должно повлиять на положение 
общего центра тяжести тела, насколько он тоже 
переместится вверх относительно своей прежней точке в 
теле (или относительно плечевого пояса)?

Я уже, к сожалению, плохо помню физику за шестой 
класс, поэтому буду вычислять по-пещерному.

Когда первая масса 1/18 m передвигается на 25 см, 
оставшиеся 17/18 m передвигаются 
на 25 см : 18 = 25/18 см.
Когда вторая масса 1/18 m передвигается на 20 см, 
оставшиеся 17/18 m передвигаются 
на 20 см : 18 = 20/18 см.
Когда третья масса 1/9 m передвигается на 10 см, 
оставшиеся 8/9 m передвигаются 
на 10 см : 9 = 10/9 см.
Когда четвёртая масса 13/100 m передвигается на 20 см, 
оставшиеся 77/100 m передвигаются 
на 20 см : 100 х 13 = 26/10 см.

Я складываю все эти 25/18, 20/18, 10/9 и 26/10 в одну 
кучку и получаю 6,2 см.

Вот настолько при опускании в "ножницы" 
двадцатипятисантиметровой глубмны переместится вверх 
относительно плечевого пояса общий центр тяжести тела. 

Если учесть, что после отталкивания атлетом штанги  
силой плеч и позвоночника скорость их (атлета и штанги)
разлёта составляет 1,87 м/сек, а длина руки атлета 
равна 55 см, а опускание плеч за счёт подъёма ног и 
рук укорачивает путь разгибания рук на 6,2 см, то 
время, за которое руки полностью разогнутся, 
составляет (55 - 6,2) : 187 = 0,26 сек.

Это уже совсем близко к времени распрямления рук при 
реальном толчке от груди. Однако понятно, что в 
реальном толчке атлету на центральных участках 
разгибания рук нужно двигаться ещё быстрее, намного 
быстрее: потому что на конечных участках толчка от 
груди ему нужно тратить достаточно много времени на 
торможения и остановки - своего тела и штанги. (И в 
приобретении необходимой быстроты движения атлету 
помогают руки - силой своих разгибателей, особенно 
интенсивно прикладываемой в самом начале разгибания.)

	 
Ответить 	Открыть подтему

Тема: Re: О величинах вклада плеч в подъёме от груди
Автор: VadimPro
Дата: 07/06/2004 17:15
 	

Уважаемый Составитель, я, к сожалению, не смог до 
конца разобраться в Вашем тексте, так как последний 
оставил у меня много вопросов. Поэтому прежде чем 
высказать своё мнение о проделанной Вами оценке силы 
рук, я предпочитаю уточнить некоторые моменты:

1. Я так понимаю, что в Вашем эксперименте ноги атлета 
были выпрямлены и атлет подбрасывал штангу, распрямляя 
позвоночник, поднимая плечи и т.д. - в общем, 
подбрасывая штангу только верхом туловища? 

2. Вы написали: 

"Значит, для того, чтобы найти истинное воздействие 
плеч, нужно сначала вычислить вклад рук в подлёт 
штанги (чтобы затем его вычесть). 

Вклад этот равен весу штанги, умноженной на величину 
подъёма, обеспеченного силой рук."
 
Тут возникает такой вопрос что Вы называете "вкладом в 
подлёт штанги"? Судя по тому, что для нахождения этого 
вклада Вы предлагаете умножать силу на перемещение,  
данная величина по размерности есть работа или 
энергия. Но тогда следует так и писать, что давайте, 
мол, найдём работу рук, а не некий абстрактный "вклад"
- ведь вклад может быть и в общую силу, и в общую 
высоту подъёма. Тем более, что Вы потом этот вклад 
собрались откуда-то вычитать, а откуда - Вы так и не 
сообщили. Я полагаю, что вычитать его нужно из работы 
всех сил по перемещению груза, и в результате 
получится работа плеч по подъёму груза, которую Вы 
назвали "воздействием плеч". Правильно ли я Вас понял? 

Или Вы имели в виду что-то другое? Простите, уважаемый 
Составитель, но как физик я привык к определённой 
терминологии и очень трудно воспринимаю тексты, в 
которых от неё отступают. Для меня это как разговор на 
иностранном языке: чтобы понять смысл сказанного, я 
сначала перевожу всё на свой родной. 

Например, мне очень режут слух такие Ваши фразы, 
как: 

"Сила рук при медленном жиме у исследовавшегося 
атлета - 70 кг."

Сила рук, уважаемый Составитель, не может измеряться в 
килограммах, в килограммах измеряется масса. Сила рук 
измеряется в кг х м/с2 или, по-другому, в ньютонах. Я, 
конечно, понимаю, что Вы хотели выразить, но формально 
это ошибочное утверждение. Если уж нет желания 
указывать силу в менее наглядных ньютонах, а хочется 
выражать величину силы именно в килограммах, то следует
выражаться так: "сила равна весу 75 кг." Вот это уже 
правильная фраза, ибо тут мы понимаем, что 
интересующая нас сила равна весу, то есть той силе 
(вес есть сила), с которой Земля притягивает тело 
массой 75 кг вблизи поверхности Земли 
(F = 75 кг х 9,8 м/с2 = 735 Н), то есть тут сила 
приравнивается к силе же, а не к массе. 

Кстати, дальнейшие Ваши вычисления ускорений штанги, 
основывающиеся на оперировании силами, выраженными в 
килограммах, с моей точки зрения, выглядят очень 
громоздко - в отличие от нормальной записи второго 
закона Ньютона в нормальных единицах измерения силы. 

Уважаемый Составитель, откуда у Вас такой странный 
способ проведения расчётов? И поверьте, я не проявляю 
тут какой-то формализм: вычисление сил в килограммах - 
это далеко не безобидная привычка. Как мне кажется,  
причина того, что Вы долго не осознавали, что сила 
воздействия на штангу не равна её весу, лежит ещё и в 
том, что Вы привыкли оперировать не силами воздействия 
на тело, а весом тел - вернее, даже не весом, а именно 
массой тел, а потому при оценке силы рук Вам было 
трудно представить себе, что сила рук при подъёме 
штанги отличается от её массы в килограммах. Ведь даже 
при попытке сформулировать данную мысль Вам бы 
пришлось употреблять такие выражения как: 

"при подъёме штанги в 35 кг к штанге прикладывается 
сила, равная 75 кг", 

что само по себе звучит как-то странно. В отличие от 
правильной фразы: 

"при подъёме штанги в 35 кг к штанге прикладывается 
сила, равная 735 Н". 

В общем, от привычки указывать силу в килограммах 
лучше избавляться - это прямой путь к путанице. Во 
всяком случае, я очень долго переводил Ваш тест на 
современный язык механики Ньютона.

3. Вы написали 

"Сила рук при медленном жиме у исследовавшегося 
атлета - 70 кг. Под воздействием этой силы и разгона 
плечами штанга поднялась над плечами на 0,05 м." 

Мне кажется, что утверждение о том, что сила рук при 
посыле у Вашего подопечного равна 70 кг (в Вашей 
терминологии или 686 Н в нормальной), была принята 
Вами без должного обоснования. Из того факта, что 
максимальный жим Вашего испытуемого равен 70 кг, вовсе 
не следует, что сила рук на исследуемом Вами участке 
движения, то есть на первых 5 см, равна весу этих 
самых 70 кг. Ведь при медленном жиме сила, равная весу 
70 кг - это всё равно средняя сила рук на всём участке 
движения. Или ещё можно утверждать, что это сила в 
"мёртвой" точке, но никак не сила на первых 5 см
движения. Мы же с Вами уже выясняли этот вопрос: в 
начале движения при жиме штанги даже предельного веса 
сила рук должна быть выше её веса. 

Это, стало быть, первое моё возражение против Вашего 
способа оценки силы рук и силы плеч. А второе моё 
возражение будет таким. При жиме этих самых 70 кг на 
штангу всегда воздействуют во время всего движения и 
мышцы рук, и мышцы плеч (то бишь дельтоидов), и даже 
верхние пучки грудных мышц, то есть выделение тут силы 
именно рук крайне затруднено. Или, разделяя силу рук и 
силу плеч, под силой рук Вы имеете в виду активную 
силу всех жимовых мышц, в том числе и плеч, то бишь, 
дельтоидов, а под воздействием именно плеч понимаете 
только силу упругости, передающуюся на штангу через 
плечи? Такую постановку вопроса я ещё могу принять. В 
противном же случае выделить чистую силу только рук 
Вам не удастся, ведь и до отрыва штанги от плеч, и 
после мышцы дельтоидов сокращаются и поднимают штангу 
вместе с трицепсами и силами упругости как при 
выталкивании штанги толчкового веса, так и при 
медленном жиме штанги меньшего веса. 

Я, например, когда рассуждаю о силе воздействия рук на 
штангу, всегда имею в виду весь комплекс жимовых мышц, 
а не только собственно мышцы рук. Вы поступаете так 
же? Вы пытаетесь отделить силу всех  жимовых мышц (то 
есть дельтоидов, верхних пучков грудных мышц и 
трицепсов) от сил упругости тела атлета, действующих 
на штангу помимо жимовых мышц в начале посыла?

	 
Ответить 	Открыть подтему

Тема: Ещё вопрос
Автор: VadimPro
Дата: 09/06/2004 17:38
 	

Уважаемый Составитель, я попробовал ещё раз прочитать  
Ваш текст, и у меня возник ещё один вопрос. Добавляю 
его к предыдущим:

Вы написали:

"Величины расстояний, на которые сместятся атлет и 
штанга в процессе расталкивания, обратно 
пропорциональны их массам. Следовательно, тело массой 
100 кг (штанга) сместится в процессе расталкивания на 
0,0214 м, а тело массой 75 кг (атлет) - на оставшиеся 
0,0286 м."

Относительно чего Вы отсчитывали данные перемещения? 
Что Вы выбирали за систему отсчёта?

[на главную страницу]