РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРЫЖКА — Train Hard, Train Smart

Сегодня, я, на своем личном примере, покажу вам, как можно рассчитать основные параметры в вертикальном прыжке.

«Для чего это нам?» — спросите вы. Действительно, это не упражнение, не метод тренировки, но это важнее. Это поможет вам проанализировать аспекты вашего прыжка, выяснить свой уровень, а также понять, как лучше тренироваться исходя из этих факторов (об этом в другой части статьи).

Рекомендую ознакомиться для начала с предыдущими статьями, для понимания того, что будет происходить тут в дальнейшем:

НАУКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРЫЖКА

ВЫСОТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРЫЖКА

АМПЛИТУДА ПРЫЖКА

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПРЫЖОК: СИЛЫ (часть 1)

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПРЫЖОК: СИЛЫ (часть 2)

Для примера я возьму свой концентрический прыжок на тумбу. В этом прыжке:
1) Отсутствует разбег (очевидно), нет прибавки от инерции разбега
2) Отсутствует опускание, нет прибавки от упругости, рефлекса растяжение-сокращение
3) Отсутствует мах руками, нет прибавки от инерции верха тела

В общем, это самый трудный прыжок среди всех возможных, поэтому не удивляйтесь низким показателям. Зато его удобно брать для выяснения уровня, поскольку исключаются факторы типа техники, упругости и т.д. Чисто взрывная сила мышц. Но расчет подходит для любого типа прыжка, просто начнут играть роль факторы, что я обозначил выше.Я выполнил расчет приблизительно, насколько позволяет мой визуальный метод.
Итак, начнем

ВВОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. ВЫСОТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРЫЖКА
Выбрав и выполнив вариацию прыжка, я определяю высоту данного прыжка.
Зная, что тумба высотой 83 см, я могу (примерно) посчитать высоту прыжка от положения стоя (реальный прыжок), и от положения перед отрывом (физический прыжок). Тут у меня вышло 66 см и 52 см, расчет идет по физическому прыжку. Я прыгал после тяжелого приседа, так что много не вышло.


Также можно использовать замер по времени полета с помощью специальных устройств (например, силовая плита).


2. АМПЛИТУДА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПРЫЖКА
Следующий важный показатель – амплитуда вертикального прыжка
Амплитуда – это расстояние, которое преодолел Центр Масс Тела атлета в вертикальной проекции от крайней нижней точки, до крайней верхней точки перед отрывом.


Используя визуальный метод, я получил 40,5 см.


Вы также можете использовать разницу между длиной вашей ноги (от тазобедренного сустава до кончика большого пальца, носок вытянут вперед) и высотой таза в нижней точке прыжка.
Или же, поделить свой рост на 4 – не очень точно, не учитывает ваши особенности техники и вариант прыжка, но может подойти. У меня это 46,5 см.

3. ВЕС
Нужно определить свой актуальный вес (прямо перед прыжком), в одежде, обуви и прочей экипировке. Честно, я этого не делал, т.к. это всего лишь пример, поэтому примем 93 кг.

РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ

Зная всего три вводных параметра (высоту отрыва, амплитуду прыжка, вес) мы можем рассчитать:
— скорость отрыва (м/с)
— время отталкивания/концентрической фазы (сек)
— вертикальный импульс (Н*с)
— силу (Н)
— мышечную силу (Н)

Данные параметры показаны на графике сила-скорость-время для концентрического прыжка (тут с паузой, т.к. атлет довольно долго удерживает свой вес, но суть не меняется).

1. Скорость отрыва (м/с)
Скорость отрыва – это пиковая вертикальная скорость ЦМТ, которую атлет достигает во время (незадолго до) отрыва от земли.
Считается по баллистической формуле:

\[ v=\sqrt { 2*H*g } \]

Где Н – физическая высота вертикального прыжка, а g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
Скорость отрыва постоянна для заданной величины вертикального прыжка.
При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) скорость отрыва меняется от 2,8 м/с до 4,85 м/с (разница в 1,73 раза)

2. Время отталкивания (концентрической фазы) (сек)
Время, за которое происходит фаза отталкивания (движение ЦМТ вверх от крайней нижней точки до отрыва от земли).
Считается как две амплитуды, деленные на скорость отрыва, исходя из того, что скорость в нижней точке равна нулю, в верхней – скорости отрыва, и средняя арифметическая между ними – отношение амплитуды ко времени отталкивания.

\[ t=2*d/v \]

При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) время отталкивания при амплитуде 46,5 см меняется от 0,332 с до 0,192 с (в 1,73 раза).

3. Вертикальный импульс (Н*с)
Импульс – это количество движения, иначе: произведение силы на время, которое эта сила действовала.
Это оранжевая площадь под кривой сила-время на иллюстрации выше. Импульс считается свыше массы тела. Рассчитывается из соотношения импульс-момент (произведение массы на пиковую скорость равно импульсу):

\[ I=m*v \]

При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) импульс при рассчитанных выше параметрах изменяется от 260,5 Н*с до 451,3 Н*с (разница в 1,73 раза)

4. Средняя сила (Н)
Пиковую силу, показанную на иллюстрации, рассчитать так просто не выйдет: мы не знаем, как быстро она нарастает (скорость нарастания силы) в данном прыжке, и как стремительно она падает.
Но мы можем рассчитать среднюю силу, поделив импульс на время отталкивания. То есть, мы принимаем, будто бы фигура импульса – это прямоугольник, с той же площадью и основанием, что и реальный импульс.

\[ { F }_{ ср }=I/t \]

При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) средняя сила при рассчитанных выше параметрах изменяется от 784,8 Н до 2354,4 Н (разница в 3 раза)

5. Средняя мышечная сила (Н)
Средняя сила показывает силу свыше веса атлета. Однако наши мышцы также должны преодолевать и силу тяжести нашего собственного тела, поэтому для получения мышечной силы мы должны прибавить и силу тяжести нашего тела:

\[ { F }_{ ср }^{ мыш }={ F }_{ ср }+m*g \]

При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) средняя мышечная сила при рассчитанных выше параметрах изменяется от 1697,1 Н до 3266,7 Н (разница в 1,92 раза)

6. Средняя относительная сила (Н/кг)
Можно отнести мышечную силу к массе тела, чтобы определить мышечную силу относительно 1 кг массы, необходимую для данного прыжка:

\[ { F }_{ ср }^{ отн }={ F }_{ ср }^{ мыш }/m \]

При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) средняя относительная сила при рассчитанных выше параметрах изменяется от 18,25 Н/кг до 35,13 Н/кг (разница в 1,92 раза)

7. Средняя мышечная мощность (Вт)
Мощность позволяет связать силу, амплитуду и время отталкивания:

\[ { P }_{ ср }={ F }_{ ср }^{ мыш }*d/t \]

Это средняя мощность – считаем по средней силе и по средней скорости. При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) средняя мышечная мощность при рассчитанных выше параметрах изменяется от 2377,19 Вт до 7925,44 Вт (разница в 3,33 раза)

8. Средняя относительная мощность (Вт/кг)
Отношение средней мышечной мощности к массе дает нам относительную среднюю мощность:

\[ { P }_{ ср }^{ отн }={ P }_{ ср }/m \]

При отрыве 40 см и 120 см (разница в 3 раза) средняя относительная мощность при рассчитанных выше параметрах изменяется от 25,56 Вт/кг до 85,22 Вт/кг (разница в 3,33 раза)

Комментарии:

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить