Крученые удары Бекхэма и Марадоны, наносимые внутренней стороной стопы, и крученые удары Эдера, Нелиньо и Роберто Карлоса, наносимые внешней стороной стопы — за всеми ними стоит эффект Магнуса . Это явление названо в честь ученого, открывшего его в лабораторных условиях в 50-х годах XIX века. Эффект Магнуса объясняет появление боковой силы, действующей на сферу, которая одновременно вращается и движется вперед. В этой статье мы проанализируем этот эффект на примере мяча, используемого на Чемпионате мира по футболу™.
Как и многие дети по всему миру, я мечтал стать профессиональным футболистом, или, как говорят в США, Канаде и Австралии, игроком в «соккер». Но у меня было и две других страсти: я был «повернут» на автомобилях и науке.
Вращение мяча стабилизирует поток воздуха вокруг него, а стало быть и траекторию полета. Начнем со случая, когда мяч не вращается или вращается медленно.
Если мяч не вращается, за ним образуется вихревая дорожка Кармана. В момент, когда вихри отделяются от мяча, на него действует случайная сила. Вихревой след, оставляемый мячом, не только повышает лобовое сопротивление, но и приводит к заметным отклонениям мяча: их видел каждый, кто хоть раз играл с надувным мячом на пляже или стоял на пути футбольного удара «наклбол», меняющего траекторию. Такое полухаотическое поведение можно частично объяснить с помощью нестационарной модели, которую можно рассчитать, используя .
Представленные ниже рисунок и анимированное изображение показывают вихревую дорожку Кармана за мячом, вращающимся против часовой стрелки со скоростью на экваторе, равной поступательной скорости, то есть с достаточно низким показателем закрутки. Анимированное изображение воспроизводит решение соответствующей двумерной задачи для цилиндра, но по существу показывает тот же эффект.
С увеличением скорости вращения точки остановки потока на мяче сливаются и перемещаются за пределы поверхности мяча. В этот момент скорость вращения мяча идеально уравновешена скоростью его поступательного движения . Если бы мяч не терял импульс из-за трения, у этой задачи было бы стационарное решение, в отличие от задачи движения мяча с меньшей подкруткой, о которой говорилось выше. На этом этапе полет мяча стабилен и легко предсказуем, по крайней мере, для игрока, бьющего по мячу, или для вратаря.
Рисунки ниже показывают поля скорости и давления вокруг вращающегося мяча, летящего вперед, а также вокруг вращающегося цилиндра. Скорость потока воздуха на экваторе гораздо выше на той стороне мяча, где направление вращения совпадает с направлением потока воздуха. На другой стороне мяча вращение мяча и поток воздуха работают друг против друга.
Из-за разницы скоростей и касательного сопротивления на двух сторонах мяча возникает разница давлений. Это приводит к появлению силы, смещающей мяч к стороне, где скорость потока воздуха выше, - силы Магнуса , действующей на мяч. Этот эффект также проявляется в росте коэффициента подъемной силы при повышении скорости вращения.
Несмотря на то, что приведенные выше модели позволяют понять полет футбольного мяча сложнее, чем можно представить по модели с идеальными ламинарными потоками. Конструкция мяча для самой популярной в мире спортивной игры была предметом множества исследований. Еще больше внимания эти исследования привлекли после появления новой необычной конструкции мяча Adidas® Jabulani на Чемпионате мира по футболу FIFA 2010 в Южной Африке™.
Высокий коэффициент лобового сопротивления в ламинарном потоке обусловлен отделением пограничного слоя, создающим за мячом область низкого давления, которая замедляет полет мяча в этом режиме. На более высоких скоростях полета пограничный слой становится турбулентным до отделения и остается в контакте с поверхностью даже на обратной стороне мяча ниже по потоку. Это приводит к сужению вихревого следа и, соответственно, к уменьшению лобового сопротивления. Это явление обычно называют кризисом сопротивления , оно показано на приведенной ниже иллюстрации.
Традиционный футбольный мяч (см. выше) состоит из 32 панелей: 20 правильных шестиугольников и 12 правильных пятиугольников. В отличие от традиционного мяч Jabulani состоял из восьми панелей, которые вы можете увидеть на этой конечно-элементной модели мяча:
Меньшее количество швов, выделенных на картинке черным цветом, компенсировалось бороздками, делающими поверхность более шероховатой. Однако по аэродинамическим характеристикам мячи Jabulani заметно отличались от обычных.
Меньшее число панелей и гладкие швы, в сравнении с традиционными мячами, увеличивали область ламинарного потока с высоким коэффициентом лобового сопротивления и в то же время снижали лобовое сопротивление на высоких скоростях. Из-за большей по сравнению с традиционными мячами области ламинарного режима мячи Jabulani приобретали аэродинамические характеристики пляжных мячей в большем диапазоне скоростей, на что жаловались многие вратари. Кроме того, взаимодействующий с потоком воздуха узор приводил к резким колебаниям направления полета при ударах типа «наклбол» .
Новый мяч чемпионата мира по футболу FIFA 2014 в Бразилии™, Adidas Brazuca®, состоит всего из шести панелей . По общей длине швов он при этом сравним с традиционными мячами. Кроме этого, швы у этого мяча глубже, чем у Jabulani .
Зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса для Brazuca, таким образом, была больше похожа на кривую для традиционного мяча , как вы можете видеть на графике ниже. Полет мяча должен быть стабильнее в большем диапазоне скоростей из-за турбулентности, вызываемой швами.
Это сочетание турбулентности и эффекта Магнуса хорошо заметно на знаменитом штрафном ударе Роберто Карлоса в матче между Бразилией и Францией в 1997 году. Вратарь сборной Франции, Бартез, сдвинулся с места только тогда, когда было уже слишком поздно, а мальчик, подбирающий мячи, стоявший в нескольких метрах от ворот пригнулся. И вратарь, и мальчик думали, что мяч летит очень далеко от цели!
Подсказка: убедиться, что такой удар не случаен, вы можете, посмотрев этот ролик на YouTube .
Другие невероятные голы, забитые благодаря эффекту Магнуса, вы найдете в этом ролике . Такие игроки, как Месси, Роналду, Ибрагимович, Роналдиньо, Бекхэм, Эдер, Кройф и многие другие, использовали этот эффект, чтобы обмануть вратарей.
В начале 1980-х годов в рекламе автомобилей всегда указывали коэффициент лобового сопротивления машины. Мне всегда было интересно, почему эта важная характеристика исчезла из публикуемых описаний. Впрочем, вместо автомобилей я теперь рассчитываю кривые сопротивления и подъемной силы для футбольных мячей и демонстрирую их связь с эффектом Магнуса. Вспомните об этом, когда будете смотреть на невероятные удары и голы на Чемпионате мира™ в этом году.
Узнайте больше о инструментах доступных в модуле Вычислительная гидродинамика пакета COMSOL Multiphysics® для анализа потока жидкости.
Adidas и Brazuca — зарегистрированные товарные знаки adidas AG. Компания COMSOL AB, как и ее дочерние компании и продукция, не связаны с компанией adidas AG, не спонсировались, не финансировались и не поддерживались ею.
Чемпионат мира по футболу FIFA, Чемпионат мира по футболу FIFA 2014 и Чемпионат мира по футболу FIFA 2010 — товарные знаки FIFA. Компания COMSOL AB, как и ее дочерние компании и продукция, не связаны с компанией FIFA, не спонсировались, не финансировались и не поддерживались ею.
09.08.2013 12:26 61 (11672)
Лидеры ВК «Автодор-Метар» Анастасия Ануфриенко и Инна Фомина
Две красавицы волейболистки «Автодора-Метар» своим примером доказывают, что женские лица у команды - привлекательные и симпатичные, фигуры - стройные и сексуальные, а внутренний мир - духовно богат
и разносторонен. Анастасия Ануфриенко и Инна Фомина живут волейболом, вышивают крестиком, умеют готовить борщ и верят в то, что их команда вернется в суперлигу.
Состав ВК «Автодора-Метар» существенно обновился. Из прошлогоднего состава в нем остались четыре волейболистки. Одна из них - Анастасия Ануфриенко, связующий игрок - тот, от которого во многом зависят атакующие действия команды. Человек-дирижер на площадке, который и в жизни всегда стремится быть первым.
Настя, команда вышла из отпуска 1 июля. Как сейчас настроение? Тяжело втягиваться в новый сезон и выдерживать физические нагрузки?
- Настроение замечательное, за время отпуска успела соскучиться по волейболу. У нас появился новый тренер. Очень хороший. Если не ошибаюсь, он выводил в суперлигу команду из Красноярска, работал успешно в Улан-Удэ. И сейчас перед нами стоят высокие задачи. Есть цель - выйти в суперлигу. Думаю, занять первое-второе место нам вполне по силам.
Однако состав команды сильно изменился. Сложно будет в сжатые сроки найти взаимопонимание на площадке?
-
Все зависит от нас самих. Да, у нас из прошлого состава остались только четыре девочки, пришло много молодежи. Но в высшей лиге все команды примерно равны по классу, нет явных фаворитов. Думаю, многое будет зависеть от того, как мы начнем чемпионат, как быстро успеем сыграться.
А в бытовом плане с новичками команды уже успели сдружиться?
- Да, конечно! С этим проблем нет. Побывали на сборах в Курганово Свердловской области, там познакомились, нашли общий язык.
В хоккее есть так называемый обряд посвящения в новички. У вас в волейболе нечто подобное есть?
- Нет, у нас не принято прикалываться над новыми игроками и придумывать для них какие-то обряды. А зачем?
Лично тебе сложно воспринимать изменения в составе? Только успеешь привыкнуть к партнерам по команде, сдружиться с ними, а они уходят, на их места приходят другие?
- У нас в волейболе переходы игроков происходят часто. С этим ничего не поделаешь. Но не думаю, что это такая большая проблема. Уверена, мы быстро найдем общий язык. А в игровом плане пока сложно что-то говорить. Мы еще не играли, только тренируемся. Время покажет, насколько быстро мы найдем командное взаимопонимание.
Но сама ты как думаешь - команда стала сильнее или слабее по сравнению с прошлым сезоном?
- Сложно сказать, мне кажется, состав усилился. Приехали и несколько взрослых девушек, с опытом игры на высоком уровне. По крайней мере, слабее мы точно не стали. Шансы вернуться в суперлигу у нас есть.
От волейбола не устаешь? Бывают периоды, когда хочется все бросить и заниматься чем-то другим?
- Я с 13 лет уже в волейболе, сначала занималась гимнастикой, но там потянула ногу, перестала заниматься. Пришла в школу по волейболу, понравилось и теперь уже не могу представить себя вне волейбола. Конечно, иногда и устаю от него. Но это моя жизнь, мое любимое дело. И не хочу из волейбола уходить.
На хобби и увлечения время остается?
- Нет, волейбол и есть мое хобби и увлечение. В поездках могу книжку почитать. Если есть свободное время, могу крестиком вышивать картинки всякие (улыбается).
А что тебе дал волейбол в физическом и психологическом плане?
- Как и весь спорт, он дисциплинирует, делает ответственным. Нравится образ жизни. А еще ноги сильные и накачанные. И фигуры у волейболисток, как вы могли заметить, красивые (смеется). Конечно же, еще и здоровье дает.
Воспитанница челябинской школы волейбола вынуждена была покинуть родной город и в 17-летнем возрасте искать себе новое место работы. Спустя семь лет она вернулась. В «Автодоре-Метар» она теперь одна из самых опытных. И, возможно, вокруг нее будет формироваться костяк команды, от ее игры во многом будет зависеть то, удастся ли клубу выполнить поставленные на сезон задачи.
Инна, где же ты была эти семь лет?
- Выступала за команду из Нижнего Новгорода.
А как там оказались? Почему покинула Челябинск?
- Я начинала играть в волейбольной школе «Юность-Метар», затем меня подключили к играм за вторую команду «Автодора-Метар». Но в связи с финансовыми проблемами руководство клуба вынуждено было ее закрыть, оставили только главную команду. Фарм-клуб распустили, пришлось искать новое место работы. Так я и оказалась в Нижнем Новгороде.
В «Автодор-Метар» тогда сложно было пробиться? Кто из игроков того времени запомнился больше всего?
- Я уехала в 2006 году, в Челябинске тогда хорошая команда сформировалась. Лично мне нравилось то, как играет Екатерина Маргацкая. Она одинаково успешно играла и в четвертой зоне, и выполняя функции диагональной.
А твое какое амплуа?
- Раньше была диагональной, сейчас больше в четвертой зоне играю.
Кто из девушек твоего года выпуска пошел дальше и вышел на высокий уровень?
- Мы с Женей Старцевой в одном классе учились. Как вы знаете, сейчас она выступает в сборной России, принимала участие в Олимпийских играх. Еще Мария Плахтий (она вышла замуж и сменила фамилию на Микеладзе - Авт.) была, она, кстати, в этом сезоне за «Автодор-Метар» будет выступать. Были и другие девочки, которые ныне играют в командах суперлиги и высшей лиги «А».
А Евгения Старцева уже тогда выделялась на общем фоне? Видно было, что она далеко пойдет?
- Не припомню, чтобы она играла лучше других. Кстати, у нее и амплуа было другое - выступала на позиции нападающего. Только в 10 - 11-м классе ее стали использовать как связующего игрока.
Как у тебя в Нижнем Новгороде складывалась карьера? В чем заключалась главная сложность от переезда в другой город?
- Мне было 17 лет, когда уехала. Немного страшновато было. Особенно в первое время тяжело было, но привыкла. В игровом плане не было никаких проблем, тренеры мне доверяли. Но в быту возникали небольшие трудности. Научиться готовить себе еду не сложно, а вот ужиться с партнером по команде в одном номере… Все мы люди со своими причудами, у каждого свой распорядок дня, привычки, характер.
Зато к самостоятельности уже привыкла. Необычно было в 17 лет остаться вдалеке от родителей?
- Да, уже привыкла. Честно говоря, мне даже понравилось быть одной, ни от кого не зависеть, во всем на себя полагаться.
Почему же решила вернуться в Челябинск?
- Решающую роль сыграла фигура главного тренера. Хотела поиграть под его руководством. Мне предложили контракт, я взвесила все «за» и «против». Подумала: «Почему бы и нет?». Здесь моя семья, друзья, родной город…
А чем так тренер хорош? Ты уже не первая, кто нахваливает этого специалиста.
- Мне довелось тренироваться под руководством многих специалистов и могу сказать, что Дмитрий Константинович - пока самый лучший из всех. У него и тактически грамотно построен тренировочный процесс, и над физическим состоянием игроков он, кажется, правильно работает. У него все в меру, умно, четко и понятно. И как человек симпатичен, с ним можно пойти в разведку.
Считается, что женским коллективом должен руководить не столько тренер, сколько тонкий психолог.
- Мы только месяц знакомы, еще не успели узнать друг друга ближе. Но повторюсь, кажется, он хороший человек.
Костяк у команды уже есть. Как думаешь, на что может претендовать «Автодор-Метар» в новом сезоне?
- Думаю, должны показать хороший результат и быть в призерах. Но еще не знаю, что там происходит в других клубах. Вообще, высшая лига «А» - интересный турнир, где много не-
ожиданных результатов. Команды примерно равны по классу.
То есть возвращаться в суперлигу челябинскому клубу еще рано?
- Нет, я такого не говорила (улыбается). Почему бы и не попробовать вернуться в элиту? Главное - верить в свои силы и отдавать все силы на площадке.
Хотите узнать у кого самый сильный удар в футболе? Тогда вы точно обратились по адресу.
Главной особенностью футбола всегда был и остается сильный удар. У этого вида спорта настолько много фанатов, именно из-за красивых голов, которые забиваются после выверенных, точных и очень сильных ударов. Каждый футболист, по сути, является сильнейшим атлетом, который просто обязан уметь наносить сильные и точные удары по воротам противника. Но даже среди лучших есть настоящие рекордсмены, чьи удары стали настоящей сенсацией.
Ниже мы расскажем о нескольких футболистов, которые в разные годы своей звездной карьеры сумели отличиться невероятно сильными ударами по мячу, который к тому же достигал своей цели и попадал в ворота. Но стоит помнить, что среди футбольной статистики не существует официальных данных о силе удара, все данные об ударе попадают в прессу случайно, только в том случае, если удар поистине сильным и сенсационным. Можно сказать, что сила удара определятся на глаз, поэтому за серьезной объективностью и аналитикой мы не гонимся. Поэтому каждый сам для себя решит, у какого футболиста самый сильный удар, а мы лишь предоставим несколько значимых примеров. Итак, приступим.
Обладателем одного из самых сильных ударов в мировом футболе является прекрасный футболист и один из самых красивых мужчин в мире – . В далеком 1997 году Дэвид установил личный рекорд, забив гол в ворота футбольного клуба «Челси». Мяч после удара летел со скоростью примерно 156 км/ч. Вратарь «Челси» после столь мощного удара в его ворота смог только развести руками. Стоит отметить, что Бекхэм во время своей карьеры славился как раз таки своим мастерским исполнением штрафных ударов.
Не только является одним из самых лучших футболистов в мире, на счету которого сотни забитых голов, он также умудрился отличиться сильнейшим ударом в истории футбола. По приблизительным данным, после самого мощного удара Роналду, мяч летел со скоростью 185 км/ч.
Такой показатель не стал сюрпризом, ведь Роналду один из самых трудолюбивых футболистов, который работал над своим ударом очень тщательно. Роналду сам подобрал для себя идеальный разгон и даже стойку во время удара. Что тут говорить? Настоящий знаток своего дела.
Этому игроку долгое время принадлежал титул игрока, у которого самый сильный удар в истории футбола. Но после завершения своей спортивной карьеры, один из лучших защитников мира все же потерял свое лидерство. Но, даже не смотря на это, его удар со штрафного в Кубке Конфедераций против Франции в 1997 году запомнил весь футбольный мир.
Тогда Карлос с расстояния 35 метров нанес мощнейший удар по воротам противника со скоростью 198 км/ч. Этот удар в свое даже поставил в тупик некоторых ученых, которые пытались разгадать секрет удара бразильского защитника и вычислить необычную траекторию полета мяча после его удара.
Этот футболист как раз таки отобрал все лавры у Роберто Карлоса, ведь его удар превзошел по силе в разы сразу всех. Мировой рекорд Лукас установил в матче против австралийской сборной, на чемпионате мира ЮАР. Тогда футболист ударил по мячу, скорость которого в полете составила 202 км/ч. Тогда Лукас забил гол в верхний левый угол ворот. Удар был настолько сильным и точным, что вратарь сборной Австралии даже не успел среагировать.
Этот защитник из Ирландии, играющий за клуб «Блэкберн» не так часто отличается забитыми голами. Но если уже ему удается приложиться по мячу, то делает он это действительно сильно. В 2005 году Рид сумел забить свой лучший гол в ворота футбольного клуба «Уиган». Тогда мяч словно вылетел с пушки и пронзил «девятку» вратаря со скоростью 189 км/ч. Стоит отметить, что матч проходил в 2005 году, 31 декабря, как раз накануне празднования Нового года. Рид сумел сделать отличный подарок своему тренеру, болельщикам и коллегам по команде.
На данный момент этот талантливый бразильский футболист продолжает свою спортивную карьеру в немецком клубе «Герта». Но ранее Эберсон играл за португальский «Порту», где сумел забить мяч в ворота футбольного клуба «Навал» с невероятной силой. Мяч развил скорость 210 км/ч. Совершенно очевидно, что голкипер соперников ничем не смогу помочь своей команде, ведь в его ворота влетел мяч, со скоростью спортивного автомобиля.
Ну, и самый сильный удар в истории футбола на данный момент удалось нанести невероятно популярному среди болельщиков футболисту сборной Бразилии – Халку. Этот атакующий полузащитник чуть не порвал сетку во время матча против футбольного клуба «Шахтер» во время группового этапа «Лиги чемпионов». Тогда Халку удалось забить мяч со скоростью полета 214 км/ч. Безоговорочно, это новый мировой рекорд, который пока что никто еще не побил.
Ни в одной игре вращение мяча не играет такой большой роли, как в настольном теннисе.
Объясняется это тем, что легкий целлулоидный мяч обладает сравнительно большой поверхностью при относительно малом весе. Благодаря этому он испытывает в полете значительное сопротивление воздушной среды и влияние вращения сказывается на нем очень сильно, гораздо сильнее, чем, например, на футбольном или хоккейном мяче.
Неудивительно, что при игре на открытом воздухе в незащищенном месте даже слабый порыв ветра заметно влияет на полет мяча настольного тенниса.
Сопротивление воздушной среды возрастает, если мячу, кроме поступательного движения, придано еще и вращательное, причем траектория полета мяча сильно изменяется под влиянием вращения. В этом нетрудно убедиться. Надо ударить по мячу, не придавая ему никакого преднамеренного вращения, а затем сделать второй удар такой же силы, придав мячу возможно более сильное вращение. Траектория полета мяча в этом случае будет резко отличаться от траектории при первом ударе.
Следовательно, траектория полета мяча зависит не только от начальной скорости и направления удара, но и от вращения мяча.
Появление ракетки с резиновой поверхностью позволило воздействовать на траекторию полета мяча именно путем изменения силы и характера вращения. Благодаря этому из малоинтересной перекидки пинг-понг превратился в настольный теннис, в полноценную спортивную игру с большим разнообразием технических приемов и богатством тактических комбинаций.
Для того чтобы понять, за счет чего это произошло, и оценить влияние вращения мяча на технику игры, рассмотрим следующий конкретный случай.
Производится удар по мячу, находящемуся ниже сетки, причем мячу не придается никакого вращения. Такой удар называется плоским. Эти удары были характерны для пинг-понга в прошлом, так как существовавшие тогда ракетки не позволяли придать мячу достаточно сильного вращения. Очевидно, что в данном случае возможности игрока весьма ограничены. Если удар будет слишком сильным, мяч неизбежно улетит за пределы стола (рис. 8, нижняя траектория). Для того чтобы изменить траекторию полета мяча, например удлинить или укоротить свой ответ противнику (рис. 8, верхняя траектория), имелось единственное средство: регулировать силу удара.
Рис. 8. При плоском ударе по мячу ниже сетки сила удара ограничена
Действительно, до появления ракетки с резиной сильные удары производились только по мячам, отскакивающим от стола выше уровня сетки. Это крайне обедняло технику настольного тенниса. Ракетка, оклеенная специальной шероховатой или губчатой резиной, придает мячу очень сильное вращение. А так как траектория полета мяча зависит от вращения, стали возможными такие удары, которые раньше были совершенно невыполнимыми (рис. 9).
Рис. 9. Сильный удар по мячу, находящемуся ниже уровня стола. Ракеткой с резиновой поверхностью придается мячу, находящемуся ниже уровня стола, такое вращение, которое удерживает его в пределах стола даже при очень сильном ударе
Современная техника игры в значительной степени основана на умении придавать вращение мячу. Темп игры, сила и глубина ударов (ближе или дальше от сетки), траектория полета мяча, характер отскока (быстрый или медленный, высокий или низкий, вялый или стремительный) широко варьируются именно вращением мяча.
Чем лучше владеет игрок вращением мяча, тем разнообразнее его игра.
Нередко можно наблюдать, как новичок совершает ошибку за ошибкой из-за того, что не учитывает вращений мяча. Некоторые мячи у него систематически летят за стол, другие, наоборот, идут только в сетку.
Чтобы понять, почему происходят эти ошибки, рассмотрим, как влияет на полет мяча характер приданного ему вращения.
Все виды вращения мяча теоретически можно свести к трем основным: верхнему, нижнему и боковому.
В основу этой классификации положено разобранное выше взаимодействие мяча и ракетки при ударе. Если ракетке в момент удара по мячу сообщается некоторое дополнительное движение вверх, то в результате взаимодействия мяча и движущейся вверх ракетки мяч получает вращение вокруг горизонтальной оси по направлению своего полета. Этот вид вращения называется верхним. Удары с верхним вращением будем называть кручеными.
Если ракетка в момент соприкосновения с мячом движется вниз, то мяч получает иное вращение - в направлении, обратном полету мяча. Отсюда и само вращение получает название нижнего. Удары с нижним вращением будем называть резаными.
Наконец, третий вид вращения - боковое вращение - придается мячу, когда ракетка в момент соприкосновения с мячом имеет боковое перемещение: справа налево или,. наоборот, слева направо. В соответствии о этим и боковое вращение в свою очередь подразделяется на правое и левое. Боковое вращение характеризуется вертикальной осью вращения.
Однако практически ни один вид вращения в чистом виде не применяется. Как верхнему, так и нижнему вращению обычно в той или иной степени сопутствует боковое вращение. Чем сильнее будет боковое вращение с его вертикальной осью вращения, тем больший наклон получит горизонтальная ось верхнего или нижнего вращения.
Нам нет необходимости детально изучать взаимодействие всех сил, которые оказывают влияние на полет мяча в воздушной среде. Для наших целей - для изучения техники настольного тенниса - вполне достаточно знать конечный результат, к которому приводит порознь верхнее, нижнее и боковое вращения мяча.
Верхнее и нижнее вращения по своему характеру прямо противоположны. Они резко отличаются по технике выполнения, по характеру полета мяча и, как мы увидим в дальнейшем, по тактическому применению в игре. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть эти два вида вращения одновременно, противопоставляя их друг другу.
Рис. 10. Нижняя половина мяча с верхним вращением испытывает меньшее сопротивление воздуха, так как направление вращения совпадает с направлением силы сопротивления воздушной среды движущемуся мячу
Представьте себе движущийся в воздушной среде мяч. Воздух оказывает сопротивление движению мяча, давит на его переднюю стенку. Если мяч вращается, то это давление будет наименьшим там, где вращение мяча и сила сопротивления воздушной среды совпадают по направлению (рис. 10, точка А). Разница в давлении, испытываемом верхней и нижней половинами вращающегося мяча, изгибает линию полета мяча в сторону уменьшенного давления.
Очевидно, что характер явления остается совершенно таким же при любом вращении мяча, в каком бы направлении мяч ни двигался.
При верхнем вращении давление меньше внизу и мяч как бы проваливается вниз, линия полета мяча укорачивается и становится более крутой. Это и дает возможность удерживать мяч в пределах стола даже при сильных ударах по снижающемуся мячу, придав ему верхнее вращение (например, в случае, изображенном на рис. 9).
При нижнем вращении меньшее давление испытывает верхняя часть мяча, и мы имеем дело с обратным явлением - нижнее вращение, противодействуя силе тяжести, замедляет падение мяча и делает траекторию более пологой.
Мяч с сильным верхним вращением, отойдя от ракетки после удара, начинает свой полет сравнительно медленно, как бы взбираясь на воздушную гору, после чего стремительно скатывается с нее. Пройдя высшую точку подъема, крученый мяч резко и быстро падает на стол; чем сильнее вращение мяча, тем более резко выражено это явление. Крученые мячи характеризуются стремительным высоким отскоком от поверхности стола.
У мячей с нижним вращением скорость полета по мере приближения к точке падения заметно замедляется. При достаточно сильном нижнем вращении мяч как бы повисает на мгновение в воздухе, после чего бессильно падает на стол, не имея почти никакого поступательного движения. Отскок от поверхности стола у резаных мячей вялый, низкий.
Различный характер отскока крученого и резаного мяча очень хорошо выявляется при приеме его простой подставкой ракетки плоским ударом с полулёта или ударом толчком.
Крученый мяч, обладающий большим запасом энергии, со стремительным высоким отскоком энергично отходит от ракетки и устремляется вверх, уходя далеко за пределы стола, если верхней части ракетки не будет придан наклон вперед к сетке (рис. 11).
Резаный мяч тяжело ложится на ракетку, как бы скользит по ее поверхности, стремясь скатиться вниз, на поверхность стола. Многие резаные мячи, встреченные простой подставкой ракетки, вообще не переходят на сторону противника, а попадают в сетку, если не сообщить ракетке поступательного движения с наклоном назад от сетки (рис. 12).
Мячами с верхним вращением - кручеными - пользуются преимущественно в нападении, так как верхнее вращение дает возможность удержать мяч в пределах стола, несмотря на большую силу удара.
Наоборот, мячами с нижним вращением - резаными - по преимуществу пользуются в защите, так как после срезки мяч при хорошем защитном ударе обычно перелетает на сторону противника почти над самой сеткой и низко отскакивает от поверхности стола, что затрудняет развитие атаки.
Наглядное представление о наиболее типичных траекториях полета мяча с верхним и нижним вращениями дают рис. 13 и 14, составленные на основании изучения кинограмм.
Рис. 13. Типичная кривая полета крученого мяча
Рис. 14. Типичная кривая полета резаного мяча
Несколько слов о боковом вращении. Как уже указывалось, боковое вращение в чистом виде не применяется. Однако, чтобы изучить влияние бокового вращения на полет мяча, рассмотрим и этот вид вращения в его чистом виде. Это поможет нам уяснить, как влияет на полет крученого или резаного мяча приданное ему дополнительное боковое вращение.
Боковое вращение смещает траекторию полета мяча в горизонтальной плоскости, вследствие вращения мяча вокруг вертикальной оси он несколько уклоняется в сторону и отскакивает вбок. Если игрок, принимая мяч, не учтет влияния бокового вращения, то мяч уйдет вбок, за пределы стола (рис. 15).
Рис. 15. Мяч с боковым вращением, отражаемый простой подставкой ракетки, уходит вбок
У многих игроков более или менее сильное боковое вращение сопутствует всем их ударам. Элементы бокового вращения, вносимые в обычный крученый или резаный удар, в игре против сильного противника редко приводят к немедленному выигрышу очка; опытный игрок по движению ракетки противника распознает силу и направление вращения мяча и успевает принять контрмеры. Вместе с тем систематическое применение достаточно сильного бокового вращения заставляет противника находиться в постоянном напряжении, утомляет внимание, мешает игроку осуществлять свои лучшие удары, строить тактические комбинации.
В заключение приводим небольшую табличку, в которой сопоставляются характерные особенности трех видов вращения.
Искусно комбинируя силу ударов с силой и направлением вращения, игрок в современном настольном теннисе имеет возможность в широких пределах менять линию полета мяча, атаковать противника сильными кручеными ударами с любого мяча, разнообразить темп игры, посылая противнику мячи то с быстрым, высоким и сильным отскоком, то с медленным и вялым, то в глубину стола, к задней линии, то очень коротко, к самой сетке, и т. д.
Для основных способов ударов по мячу ногой свойственны две разновидности выполнения: прямой и резаный.
При прямом ударе направление ударного импульса проходит через ОЦТ мяча или в непосредственной близости от него. Для выполнения резаного удара необходимо, чтобы направление удара значительно отстояло от ОЦТ мяча.
Прямой удар практически возможен всеми указанными выше способами. Он несколько затруднен при ударе внешней частью подъема. Резаный удар наиболее эффективно выполняется внутренней стороной стопы, внутренней и особенно внешней частью подъема.
Траектория полета мяча при прямых ударах зависит от места приложения силы. Мяч полетит прямо и низом, если место приложения удара придется на среднюю часть мяча по горизонтальной плоскости. Если место приложения силы приходится ниже горизонтальной оси, то изменяется угол вылета мяча.
Траектория полета мяча существенно меняется при резаных ударах. В этом случае направление удара не проходит через ОЦТ мяча, что вызывает значительное его вращение. Оно может быть вокруг горизонтальной оси (при ударе “подсечкой”), вертикальной оси (при резаных ударах низом) и наклонных осей (при ударах верхом).
Если мяч летит не вращаясь или незначительно вращаясь, то сопротивление воздуха на его внешних плоскостях будет одинаковым. Сильно вращающийся в полете мяч встречает сопротивление воздуха, и на его поверхности создается избыточное давление, а на противоположной стороне образуется разреженная воздушная среда. Избыточное давление вызывает значительное изменение первоначальной траектории (эффект Магнуса). Таким образом, при сильном вращении мяча траектория полета отклоняется в сторону его вращения.
После отскока от земли резко вращающегося мяча направление его дальнейшего полета изменяется. Искривление траектории происходите сторону вращения мяча.
Знание особенностей полета мяча повышает надежность и эффективность действий футболистов.
Удар внутренней стороной стопы применяется в основном при коротких и средних передачах, а также при ударах в ворота с близкого расстояния.
Рассмотрим некоторые особенности техники выполнения удара (рис.4). Место начала разбега, мяч и цель находятся примерно на одной линии. Замах выполняется за счет заднего толчка последнего бегового шага. Ударное движение начинается с одновременного сгибания бедра и поворота к наружи (супинации) ноги. В момент удара стопа находится строго под прямым углом по отношению к направлению полета мяча. Удар выполняется серединой внутренней поверхности стопы. Положение ноги во время удара сохраняется и во время проводки.
Рис. 4. Удар внутренней стороной стопы
Удар внутренней частью подъема используется при средних и длинных передачах, “прострелах” вдоль ворот и ударах по цели со всех дистанций (рис. 5).
Разбег выполняется под углом З0-б0º по отношению к мячу и цели. Замах ноги близок к максимальному. Опорная нога, слегка согнутая в коленном суставе, ставится на внешнюю часть (свод) стопы (подошвы). Туловище несколько наклонено в сторону опорной ноги. В момент удара условная ось, соединяющая мяч и коленный сустав, наклонена во фронтальной плоскости. данное условие, а также нанесение удара в среднюю часть мяча, определяет его низкую траекторию.
Рис. 5. Удар внутренней частью подъема
Удар средней частью подъема по технике исполнения во многом схож с ударом внутренней частью подъема, однако детали выполнения несколько отличны (рис.6).
Линия разбега, мяч и цель находятся примерно на одной линии. Замах и ударное движение выполняются строго в сагиттальной (переднезадней) плоскости. Опорная нога ставится с пятки на уровне с мячом. Во время ударного движения происходит перекат опорной ноги с пятки на носок. Условная ось, соединяющая мяч и коленный сустав, в момент удара строго вертикальна. Такое положение сохраняется во время проводки.
Значительная площадь соприкосновения стопы и мяча позволяет выполнить удар достаточно точно. Разбег, замах и ударное движение выполняются в одной плоскости, благодаря чему биомеханически целесообразно используется система движения и удары наносятся с большой силой по сравнению с другими способами.
Рис. 6. Удар средней частью подъема
Удар внешней частью подъема наиболее часто применяют для выполнения резаных ударов. Структура движений при ударах средней и внешней частью схожа. Отличия заключаются в том, что во время ударного движения поворачиваются внутрь (пронируются) голень и стопа (рис.7).
Рис. 7. Удар внешней частью подъема
Удар носком выполняют, когда надо произвести неожиданный, без подготовки, удар. Кроме того, этот удар эффективен при выбивании мяча у противника в выпаде или шпагате.
При ударе линия разбега, мяч и цель находятся на одной прямой. Задний толчок последнего шага разбега является замахом для удара. Ударное движение выполняется напряженной ногой, слегка согнутой в коленном суставе. В момент удара носок несколько приподнят.
Так как ударная поверхность носка незначительна, то удар указанным способом может быть менее точен, особенно при ударах по катящему мячу.
Удар пяткой существенно отличается от рассмотренных способов. Он реже используется в игре. Объясняется это сложностью его выполнения, незначительной силой и точностью, достоинством удара является неожиданность его исполнения для соперников.
Подготовительная фаза начинается с постановки опорной ноги на уровне мяча. для замаха нога проносится над мячом и выносится вперед. Рабочую фазу - удар - выполняют резким движением ноги назад. В момент удара нога напряжена, стопа расположена параллельно земле.
Одним из вариантов является удар пяткой “секретно”. При выполнении удара правой ногой опорная нога ставится справа от мяча. Ударная нога для замаха выносится вперед. Удар производится резким движением назад, причем ударная нога проносится скрестно по отношению к опорной. После незначительной проводки движение ноги затормаживается.
Удар пяткой выполняют также опорной ногой. Она ставится за мяч на расстоянии 10-15 см. При следующем шаге производится задний толчок (нога движется назад и вверх), который и является ударным движением.
Удары по неподвижному мячу. При выполнении начальных, штрафных, свободных, угловых ударов, а также ударов от ворот игрок бьет по неподвижному мячу.
Отмеченные выше структурные особенности техники выполнения всех рассмотренных способов полностью относятся к ударам по неподвижному мячу, только в предварительной фазе варьируются длина и скорость разбега, что обусловлено тактическими задачами.
Удары по катящемуся мячу. Все основные способы и их разновидности используют и при ударах по катящемуся мячу.
Технические действия при данных ударах не отличаются от движений при ударах по неподвижному мячу. Главная задача заключается в том, чтобы скоординировать скорость собственного движения с направлением и скоростью движения мяча. Выделяются следующие основные направления движения мяча: от игрока, навстречу, сбоку (справа и слева), а также смежные с ними.
Указанные направления определяют особенности выполнения подфазы - постановки опорной ноги. При ударе по мячу, катящемуся от игрока, опорная нога ставится сбоку - за мяч. При ударе по мячу, катящемуся навстречу, опорная нога не доходит до мяча. Если мяч катится сбоку (справа или слева), то рациональнее выполнить удар ближней к мячу ногой.
Во всех случаях расстояние постановки опорной ноги зависит от скорости движения мяча, и его необходимо рассчитать так, чтобы во время ударного движения мяч поравнялся с опорной ногой. Такое положение наиболее оптимально для выполнения удара.
Удары по летящему мячу. Траектория движения мяча определяет особенности техники выполнения ударов по летящим мячам.
При ударах по опускающимся или низко летящим мячам структура движения такая же, как и при ударах по катящемуся мячу. Направление движения мяча, как и при ударах по катящемуся мячу, предъявляет определенные требования к постановке опорной ноги. Так как скорость летящего мяча обычно выше, чем катящегося, главная трудность заключается в поиске и нахождении места встречи с летящим мячом.
При анализе техники выполнения ударов с поворотом, с полулета и через себя можно выделить некоторые структурные особенности.
Удар с поворотом используется для изменения направления полета мяча, Выполняется средней частью подъема по опускающимся или низко летящим навстречу мячам (рис. 8).
В подготовительной фазе задний толчок последнего бегового шага к мячу служит замахом ударной ноги. Опорная нога, несколько согнутая в коленном суставе, развертывается в сторону предполагаемого полета мяча и ставится на внешний свод стопы. Туловище отклоняется в сторону опорной ноги. С поворотом туловища начинается ударное движение ноги в горизонтальной плоскости. После проводки ударная нога движется вперед и опускается вниз скрестно от опорной.
Рис. 8. Удар с поворотом
Удар через себя выполняется средней частью подъема по летящему и прыгающему мячам, когда необходимо произвести неожиданный удар в ворота или передачу через голову назад.
Замах осуществляется за счет заднего толчка последнего бегового шага к мячу. Опорная нога выставляется с пятки вперед. движение туловища вперед затормаживается, и оно отклоняется назад. Ударное движение выполняется вперед – вверх - назад. В это время происходит перекат опорной ноги с пятки на носок. После небольшой проводки нога опускается вниз, туловище выпрямляется. Чем ниже место встречи ноги и мяча, тем выше траектория полета мяча. Чтобы послать мяч с более низкой траекторией, необходимо выполнить удар по мячу, который находится на уровне головы и над местом опоры. Этому служит также использование удара через себя в падении. При отклонении туловища назад игрок падает на руки, а затем на спину. Во время падения выполняется более выраженное ударное движение назад.
для производства удара со значительной силой используется удар через себя в прыжке “ножницами” (рис. 9).
Рис. 9. Удар через себя
Удар с полулета обычно производится по мячу сразу же после его отскока от земли. Выполнять его целесообразно средней и внешней частью подъема (рис.10). При этом важно точно рассчитать место приземления мяча и поставить опорную ногу как можно ближе к этому месту. Ударное движение начинается до момента приземления мяча. Непосредственно после отскока мяча наносится удар. Голень в момент удара строго вертикальна, носок оттянут вниз. Во время проводки данное положение следует сохранить, что позволит выполнить удар с низкой траекторией. Это особенно важно, если опорная нога значительно отстоит от линии мяча и удар производится по трудно достигаемому мячу.
Рис. 10. Удар с полулета
