a

 

Опорна реакция

Опорната реакция е контактна сила възникваща при непосредственото взаимодействие между телата. Действието на теглото на тялото върху опората среща противодействие, което се нарича реакция на опората R. Тя е равна на силата, действаща от тялото към опората, но е в противоположна посока. Двете сили действат в контакта с опората и съгласно ІІІ закон на Нютон (F1 = - F2) или (P = - R).

Когато тялото на спортиста и неговите части са напълно неподвижни, намирайки се в нисък или изправен стоеж, върху ниска или висока хоризонтална опора (греда, висилка и др.), опорната реакция е статична. Теглото и опорната реакция лежат на една перпендикулярна права, минаваща през ОЦТ и контакта на крайниците с опората. Ускорението на ОЦТ a = 0 спрямо опората, защото тялото е неподвижно спрямо нея. Върху него действа само земното ускорение, което предизвиква силата на теглото P в общия център на тежестта (ОЦТ).

Пример: Ако тялото е статично, мускулната сила на долните крайници поддържа единствено равновесието му. Когато крайниците се сгъват и разгъват мускулите на краката действат в залавните им места, които се намират в долните части на крайниците от една страна и в основата на туловището от друга. При разгъване на крайниците стъпалата натискат пода със сила надолу Fm' и предизвикват поява на реакция на опората R в точката на контакта, но R e насочена нагоре, според третия закон на Нютон. Двете сили се уравновесяват взаимно. В основата на туловището пък действа мускулната сила на долните крайници Fm, но е насочена нагоре, като предизвиква преместване на ОЦТ нагоре. Така посоката на активното мускулно движение съответства на посоката на движение на ОЦТ. При сгъване на долните крайници посоката на преместване на ОЦТ е надолу, което е естествен процес. Трябва да се има предвид, че преместването на ОЦТ под действието на силата на краката е свързано с поява на ускорение в ОЦТ. То предизвиква поява на инерчна сила с обратна посока, заради принципа на Даламбер. Платформата измерва силата на реакцията R (в Нютони), равна на теглото P на атлета (червената точка на вертикалната координатна ос). В случаите когато тялото се движи с ускорение, действащо във вертикално направление опорната реакция е динамична – към статичното тегло Р се добавя и възникналата инерчна сила Fi от масата на тялото. Приема се, че когато ОЦТ слиза надолу ускорението е отрицателно a < 0 и когато ОЦТ се движи нагоре, ускорението е положително a > 0. Посоката на инерчната сила Fi = m.a съгласно първия закон на Нютон е противоположна на посоката на движението на тялото.

 Динамична опорна реакция при бързо приклякване от изправен стоеж

При бързо приклякване от изправен стоеж (фиг. ) ускорението а < 0 (низходящата част от графиката), движението на ОЦТ е насочено надолу. В този момент натискът към опората намалява и тялото привидно олеква. Посоката на инерчната сила е обратна на посоката на силата на теглото. Тя намалява нормалния си натиск N към опората, с което намалява и големината на опорната реакция R = PFi.

Динамична опорна реакция при бързо изправяне от полуклек

При бързо изправяне от полуклек ускорението а > 0 (възходящата част от графиката), тялото привидно натежава и увеличава нормалният си натиск N към опората  R = Р + Fi,  което води до увеличаване на опорната реакция. Посоката на инерчната сила съвпада с посоката на теглото.

Опорната реакция при спринтови дисциплини измерена близо до старта и по средата на беговата дистанция се характеризира с компоненти във вертикално и хоризонтално направления. Нулевата стойност на графиката в хоризонтално направление определя момента разделящ фазата на амортизация и фазата на отласкване. В този момент биокинематичната верига на спортиста премества ОЦТ от амортизация в отласкване.

Опорната реакция при загребването във вода възниква на базата на хидродинамичното водно съпротивление. Посоката на силата на хидрадинамичното водно съпротивление е противоположно на посоката на движение на греблото при гребане, на ръката на плувеца при загребване.

Когато мускулната сила на атлета е приложена под ъгъл спрямо опората, тя предизвиква динамична опорна реакция, която го оттласква от опорната повърхност с определена скорост (ходене, бягане, скокове, ски-бягане). Отласкването се изразява в придвижване на общия център на тежестта в посоката на движение. Действащата сила е компонентата на мускулната сила насочена към туловището. Другата компонента на мускулната сила на долния крайник е насочена към терена на пистата за ски-бягане и поражда опорна реакция.

.

Сила, приложена под ъгъл спрямо опората

Тя се нарича също и  “оттласкваща сила”, защото е противоположна на посоката на мускулната сила. Тази “оттласкваща сила" отговаря на реакцията на опората и действа в контакта на ската с опората. Динамичната опорна реакция може да се разложи (по правилото на успоредника) на две съставящи Rn – нормална (перпендикулярна на опорната повърхност) и тангенциална (успоредна на повърхността)  Rt. Rn противодейства на теглото Р на тялото и на мускулната сила действаща в опората в момента на оттласкване, а тангенциалната Rt възпрепятства преместването на тялото назад по повърхността на опората и е известна като сила на триене Ft. При дисциплината ски-бягане ефективното движение по ски-пистата, зависи от правилното намазване на ските за бягане.