Силы, вызывающие стойку на голове с согнутыми ногами, их происхождение и взаимодействие

Сумма всех моментов внешних сил, приложенных к телу, дает главный момент (рис. 4). Он обусловливает угловое ускорение тела. Если главный момент и главный вектор равны нулю, то тело не изменит своего положения. Иначе говоря, в этом случае внешние силы не смогут ни сдвинуть, ни повернуть тело, его положение сохранится неизменным.

В случае если до приложения рассматриваемых (уравновешенных) сил и их моментов тело двигалось, естественно, тело не изменит этого движения. Это частный случай уравновешивания сил, но не сохранения положения. Так, например, можно сохранить позу (но не положение!) в полете, в движении без опоры. Подчеркнем, что для сохранения положения тела гимнаста необходимо сохранение его позы (как бы "отвердение тела"), но не всегда сохранение позы достаточно для сохранения положения всего тела. Так называемая динамическая осанка при выполнении упражнений есть сохранение в основном позы группы звеньев, но не положения тела в целом.

Виды равновесия тела и его устойчивость

Рис. 4. Главный момент при сохранении положения ("флажок" на гимнастической стенке) равен нулю

Вид равновесия тела определяется по действию силы тяжести в случае сколь угодно малого отклонения в положении тела: а) устойчивое – возвращение тела в прежнее положение при любом отклонении; б) ограниченно-устойчивое – возвращение тела в прежнее положение только при отклонении в определенных границах; в) неустойчивое – обязательное опрокидывание при малейшем отклонении.

Вид равновесия тела определяется по действию силы тяжести на него во время отклонения. Если при отклонении тела его ОЦТ поднимается вверх, потенциальная энергия тела (в поле тяготения Земли — притяжение к Земле) повышается, а сама сила тяжести образует момент, направленный на восстановление положения (рис. 5, а). Это устойчивое равновесие. Оно характерно для верхней опоры, когда тело к ней подвешено. При нижней опоре тело можно отклонять до тех пор, пока линия тяжести (или вертикальная проекция ОЦТ) не дойдет до границы площади опоры. До этой границы сила тяжести образует момент устойчивости, который может восстановить положение равновесия. До этой же границы по мере отклонения тела его ОЦТ поднимается вверх, что требует затрат энергии, которая превращается в добавочную потенциальную энергию тела. Если продолжать опрокидывать тело, перейдя эту границу, потенциальная энергия начнет уменьшаться (преодоление "потенциального барьера"), момент силы тяжести будет уже опрокидывающим моментом. В пределах "потенциального барьера" равновесие ограниченно-устойчивое (рис. 5, б).

Неустойчивое равновесие встречается только при нижней опоре в виде точки опоры или отрезка прямой линии. Достаточно отклонить тело в любую сторону, как его ОЦТ опускается ниже, потенциальная энергия уменьшается, момент силы тяжести является опрокидывающим. Такого равновесия в природе не существует — это абстрактная модель. В реальных условиях малейшее отклонение прекращает равновесие.

Рис. 5. Виды равновесия: а – устойчивое; б – ограниченно-устойчивое

Следует упомянуть о безразличном равновесии: при любом отклонении ОЦТ не меняет высоты расположения, момента силы тяжести не возникает (шар, цилиндр, круговой конус на горизонтальной поверхности). У человека такое равновесие может быть только в невесомости. Неустойчивого и безразличного равновесия для человека практически не существует. Равновесие устойчивое наблюдается только в висах, а ограниченно-устойчивое – при нижней опоре.

Еще о педагогике:

Дидактические игрушки и игровые материалы
Основополагающую роль в познании окружающей среды для ребенка раннего возраста играют непосредственные действия, связанные с обследованием, рассматриванием нового предмета или игрушки. Как отмечает Л.Н. Павлова, «развитие познавательной активности ребенка раннего возраста во многом зависит от рацио ...

Общая характеристика и ценность младшего школьного возраста
Младший школьный возраст наиболее сложный и противоречивый период развития личности. Переступая порог школы, ребенок шести лет по своим физическим и психическим качествам по существу является дошкольником, а к 4 классу у него появляются черты подростка со свойственными этому возрасту противоречиями ...

Опытно-экспериментальная работа по развитию орфографической зоркости учащихся 2 класса средствами словарной работы на уроках русского языка
Орфографическая зоркость – умение быстро обнаруживать в тексте, в словах и их сочетаниях, которые предназначены для записи или уже записаны, орфограммы, а также быстро определить их типы. Отсутствие орфографической зоркости или ее слабая развитость являются одной из главных причин допускаемых учащи ...