Staigiosios jėgos poveikis šoklumui: eksperimentų analizė ir skaitinis modeliavimas

Abstract

Tyrimo tikslas — suprasti, nuo kokių dydžių — staigiosios ar vidutinės atsipyrimo jėgos — priklauso šuolio aukštis,
atsispyrimo trukmė ir santykinė šuolio galia. Tyrimo rezultatais siekėme paneigti nuomonę, kad šoklumą pakanka
matuoti tik šuolio aukščiu ir kad šuolio aukštį lemia staigioji jėga. Ištirta 14 Lietuvos rankinio jaunių rinktinės narių.
Tiriamieji ant jėgos plokštės atliko po tris šuolius be amortizuojamojo pritūpimo, kelius sulenkdami 90 0  kampu. Verti-
nome atsispyrimo trukmę t at  ,  greitį atitrūkimo nuo atramos momentu ν at ,  kūno masės centro (MC) maksimalų pakilimą
nuo pradinės padėties , h max , vidutinę santykinę atsispyrimo jėgą , F vid
sant  santykinę staigiąją jėgą R sant  ir santykinę šuolio
galią P  
sant  . Vertikalus šuolis modeliuotas kaip taškinės masės vienmatis judėjimas, paveiktas kūno sukuriamos jėgos.
Skaitinių eksperimentų metu panaudotos dviejų tipų jėgos kreivės: 1) atsispyrimo metu kūno sukuriama vertikali jėga
visą laiką didėja (R sant = const.); 2) atsispyrimo jėga per trumpą laiką staigiai padidėja, paskui išlieka pastovi, kol
kūno MC atitrūksta nuo atramos plokštumos. Pastarasis atvejis modeliuoja tokią kūno sukuriamą atsispyrimo jėgos
kaitą, kokia yra registruojama fi zinių krūvių metu. Modeliuodami rėmėmės fi zinių tyrimų duomenimis. Parodėme,
kad norint pasiekti didesnį šuolio aukštį reikia didinti arba atsispyrimo jėgą, arba atsispyrimo trukmę, arba abu
parametrus kartu. Norint pasiekti tą patį aukštį greičiau, reikia didinti atsispyrimo jėgą ir mažinti atsispyrimo laiką,
t. y. didinti staigiąją jėgą. Teorinė analizė parodė, kad šuolio aukštis nuo staigiosios jėgos gali stipriai priklausyti
tik tuo atveju, jei jėga šuolio metu visą laiką didėja. Tačiau tiriamajam pašokant į viršų, jo sukuriama jėga didėja
tik trumpą laiko tarpą, todėl staigiosios jėgos indėlis į šuolio aukštį yra minimalus. Tuo tarpu atsispyrimo trukmė ir
šuolio galia priklauso nuo staigiosios jėgos.
Tyrimo metu atlikti skaitinio modeliavimo eksperimentai patvirtino mūsų ir kitų autorių pateikiamų fi zinių eksperi-
mentų duomenis ir leidžia daryti išvadas, kad:
a) šuolio aukštis mažai priklauso nuo staigiosios jėgos, bet priklauso nuo jėgos impulso;
b) nuo staigiosios jėgos priklauso atsispyrimo trukmė ir santykinė galia;
c) šoklumas, kaip žmogaus fi zinis gebėjimas, turi būti apibūdinamas ne tik šuolio aukščiu, bet ir šuolio greičiu. Šo-
klumą, kaip kompleksinį žmogaus fi zinį gebėjimą, geriausia vertinti santykine šuolio galia.

Raktažodžiai: šoklumas, staigioji jėga, vertikalus šuolis, skaitinis modeliavimas.