Механической основой техники опорной части прыжка с шестом является система двух маятников. Эти маятники изменяются по длине и взаимно влияют друг на друга. Первый маятник образуют шест и прыгун. Другой маятник образуется при вращении тела прыгуна вокруг мест захвата за шест и плечевого пояса (Файл 3.1).

    Угловая скорость движения шеста в определенной степени зависит от длины, как первого, так и второго маятников. Укорочение хорды шеста (в результате его сгибания) содействует продвижению системы «прыгун – шест» к вертикали, как и при условии наибольшего удаления ОЦТ прыгуна в момент вращения вокруг мест захвата за шест. И наоборот – увеличение хорды шеста, приближение ОЦТ прыгуна к оси вращения уменьшает возможность продвижения данной системы к вертикали. При этом в результате укорочения радиуса вращения вокруг мест захвата за шест пропорционально увеличивается угловая скорость во втором маятнике, что положительно сказывается на результате прыжка. Нахождение наиболее оптимальных путей преодоления этих противоречивых тенденций, на наш взгляд, составит современную технику выполнения этой части прыжка.

    В сгибании шеста участвуют (преимущественно) три силы: кинетическая энергия разбега и отталкивания, центробежная сила взмаха на шесте, инерционная сила ускорения взмаха (Файл 3.1.1)

    При этом в момент упора шеста о ящик и отталкивания (место отталкивания должно находиться в вертикальной проекции захвата верхней на шесте руки), кинетическая энергия разбега переходит в потенциальную энергию упругой деформации шеста и разделяется на две составляющие (Файл 3.1.2): 1) осевую силу, направленную вдоль шеста, 2) перпендикулярную к оси шеста.

Биомеханические особенности техники опорной части

Прыжка с шестом

    Постановку шеста в упор ряд авторов представляют как динамический удар, энергию которого амортизирует эластичный шест и связочно-сухожильный аппарат спортсмена. По данным тензометрических исследований возникающие при этом вертикальные и горизонтальные «упоровые» усилия весьма значительны. Величина показателя горизонтальных усилий зависит главным образом от скорости разбега и начальной скорости вылета ОЦТ спортсмена, проявляются в большей степени в начальной стадии опорной части прыжка (Файл 3.2). Значения этого показателя могут быть различны в связи с исполнением прыжка прыгунами различной квалификации и веса. На значение данных показателей существенное влияние оказывает и применение различных шестов. В результате сравнительного анализа прыжков на металлическом и эластичном шестах были выявлены значительные различия в показателях усилий и в ритмовой структуре соревновательных действий. Усилия, проявляемые в прыжках с использованием эластичного шеста, характеризуются более плавным их возрастанием и убыванием, более продолжительным воздействием на опору, в то время как усилия, проявляемые в прыжке с прямым шестом, имеют пиковый и кратковременный характер (Файл 3.2). Подобные различия объясняются проявлением эффекта эластичности спортивного снаряда.

    В последующей фазе «взмах», которую разделяют на периоды длинного маха и укорочения взмаха, горизонтальные усилия, воздействующие на шест, ослабевают (Файл 3.2–3.3). В дальнейшем при разгибании шеста было зарегистрировано плавное снижение данного показателя благодаря развитию вертикального ускорения спортсмена под воздействием разгибающегося шеста. Увеличение показателя горизонтальных усилий (как и вертикальной составляющей усилий) в прыжке с шестом связано с выполнением взмаха. Набольшего значения этот показатель достигает к концу фазы «взмах», когда ОЦТ прыгуна пересекает линию хорды шеста. Правильное выполнение взмаха (при посредстве горизонтальной составляющей усилий) способствует продвижению шеста вперед к вертикали. Угол постановки ноги при отталкивании варьируется у лучших прыгунов в пределах 115–120°, угол отталкивания – 73–77°, угол вылета общего центра масс спортсмена – 16–18° по отношению к горизонту. В момент отталкивания развиваются значительные усилия, достигающие у лучших прыгунов 300–400 кг. Переходя в положение виса, прыгун стремится принять такое положение, которое позволило бы впоследствии эффективно произвести фазу «взмах»: вывести как можно дальше вперед грудь и таз, оставляя позади выпрямленную правую руку и толчковую ногу. Маховая нога при этом согнута в колене, что способствует активному продвижению таза и тела спортсмена вперед. Допустимо, однако, опускание маховой ноги, что способствует увеличению прогиба тела. Таким образом, спортсмен увеличивает растягивание передней поверхности тела. Некоторые авторы называют эту фазу «висом-замахом», что, исходя из решаемых в этой фазе задач, вполне обосновано. Продолжительность этой фазы прыжка незначительна и варьируется в пределах 0,09–0,13 секунды.

    Последующая фаза «взмах» по времени наиболее продолжительная в опорной части прыжка и составляет от 0,45 до 0,56 секунды у различных прыгунов. Выделяют два способа выполнения движений фазы «взмах». Первый характеризуется последовательным перенесением оси вращения из кистей рук в ось плеч, второй – началом вращательного движения в тазобедренных суставах с постепенным перенесением этой оси вращения в плечевые суставы и места захвата за шест (Файл 3.4). Первый способ характеризуется длинным амплитудным движением всего тела вверх с достаточно ранним увеличением траектории в вертикальном направлении ОЦТ прыгуна и относительно большим рычагом колебательных движений (Файл 3.4.1–3.4.7). Подобная техника выполнения маховых движений была характерна для многих прыгунов с шестом ХХ века: Т. Слюсарски, В. Козакевича, Г. Близнецова и других. Данный способ предъявляет значительные требования к скоростно-силовым качествам плечевого пояса спортсмена. При этом некоторые прыгуны, стремясь увеличить скорость взмаха за счет некоторого укорочения маятника, сгибают в колене маховую ногу, другие опускают ее, увеличивая тем самым воздействие на сгибающийся шест.

    На сегодняшний день большинство высококвалифицированных спортсменов применяют второй способ взмаха, при котором мах начинается с активного сгибания в тазобедренных суставах, что способствует движению ОЦТ спортсмена по более пологой (чем в первом варианте) траектории. Подобная траектория имеет определенные преимущества в прыжках с шестом, что было подтверждено исследованиями в начале практики применения эластичных шестов. При этом центробежные силы взмаха развиваются более постепенно, чем в первом варианте, а достижение максимального показателя силы взмаха происходит позднее во времени, что препятствует раннему разгибанию шеста. Активный взмах ногами способствует увеличению воздействия маятника тела прыгуна на шест, понижению ОЦТ, и, таким образом, положительно влияет на скорость продвижения шеста к вертикали. В прыжках с использованием высоких захватов подобная техника наиболее эффективна и использовалась такими выдающимися прыгунами современности, как С. Бубка (Файл 3.4.8–3.4.13), Р. Гатауллин, М. Тарасов, Д. Марков (Файл 3.4.14–3.4.19) и другими.                   Наибольшее сгибание (56–58° хорды по отношению к земле) шест получает в момент наибольшего ускорения ОЦТ спортсмена (относительно точек захвата за шест) и соответствует горизонтальному положению ног прыгуна. При этом для сохранения динамического равновесия на шесте и безопасного взмаха снаряд направляется прыгуном в сторону (Файл 3.4.20–3.4.25). Укорочение хорды шеста в этот момент достигает 1 метра и более.

    В момент разгибания кинетическая энергия шеста через точки мест захвата на шесте (верхняя рука выпрямлена) воздействует на тело спортсмена и придает ему вертикальное ускорение, достигающее максимальных значений в пределах 5,3–5,4 м/с у квалифицированных прыгунов. В дальнейшем в фазах поворота и отжимания этот показатель снижается и в момент отталкивания от шеста достигает 2 м/с.

    Анализ данных ритмической структуры прыжка в разбеге и данных соотношения времени выполнения отдельных фаз опорной части прыжка ко времени всего прыжка (Файл 3.5) свидетельствует о некоторых различиях в исполнении у высококвалифицированных и малоквалифицированных прыгунов. Различны также и мнения авторов в отношении показателей процентного соотношения времени отдельных фаз прыжка.

    Сравнительный анализ биомеханических параметров прыжков С.Н. Бубки на 6,01 и на 6,08 метра, по данным В.М. Ягодина, свидетельствует о значительном влиянии активных действий спортсмена в период «загрузки» шеста на спортивный результат. При этом важным условием реализации активности спортсмена, является увеличение жесткости спортивного снаряда (Файл 3.6).