Математика в метании ядра

Метание ядра — соревнования по метанию на дальность толкающим движением руки специального спортивного снаряда — ядра. Требует от спортсменов взрывной силы и координации.

Участники соревнований выполняют бросок в секторе размером 35°, вершина которого начинается в центре круга диаметром 2,135 метра. Расстояние броска измеряется как расстояние от внешней окружности этого круга до точки падения снаряда. Вес ядра в мужских соревнованиях — 7,257 кг (= 16 фунтов), а в женских — 4 кг. Ядро должно быть достаточно гладким — отвечать классу шероховатости поверхности № 7. Скорость ядра при вылете может достигать 32 метров в секунду. Траектория мяча – парабола. 

Как только спортсмен займет положение в круге перед началом выполнения попытки, ядро должно касаться или быть зафиксировано у шеи или подбородка, и кисть руки не должна опускаться ниже этого положения во время толкания. Ядро не должно отводиться за линию плеч.

Типичная ошибка — это выход из круга или просто касание верхнего края бортика круга при выполнении толчка до того, как ядро коснётся земли.

Для достижения спортивного результата в толкании ядра большое значение имеют такие антропометрические показатели как рост, масса и размах рук (особенно для метателей диска). Это прежде всего обусловлено биомеханическими особенностями данных видов метаний: чем длиннее рука спортсмена, тем дольше и эффективнее он при прочих равных условиях может воздействовать на снаряд.

Существует несколько стилей и способ метания ядра, связанные с законами физики и математики:

1. Хлест туловищем

В 1950-е годы выдающийся американский атлет Пери О’Брайен разработал новый метод толчка, который называют «хлёст туловищем». Атлет начинает движение, стоя спиной к будущему направлению толчка, отклоняется далеко вперёд, вынося ядро за пределы круга. Затем мощным движением, поворачиваясь на 180 градусов и одновременно распрямляясь, посылает ядро вперёд и вверх.

 

2. Круговой мах

Выполняя толчок этим стилем, спортсмен становится спиной к сектору и, выполнив полтора оборота, выпускает ядро толчковой рукой.

Наиболее подробно технические и методологические аспекты теории метаний самых разных снарядов (ядра, диска, копья, молота) изложены в монографии В.Н. Тутевича 1969 г. Данная работа стала настольной книгой для ведущих тренеров при подготовке спортсменов высокой квалификации. очень обстоятельно проводится анализ влияния разных факторов (скорость и угол вылета, коэффициент лобового сопротивления движению снаряда, наличие попутного и встречного ветра и т.д.) на дальность полета молота. Результаты расчетов сведены в таблицы, в которых дается величина уменьшения дальности, обусловленная влиянием исследуемого фактора. Расчеты проводятся с учетом силы сопротивления воздуха.