Поднять большой вес рычагом

ТЯЖЕСТЬ НЕ В ТЯГОСТЬ С РЫЧАГОМ И БЛОКОМ

Кандидат технических наук Д. ЗЫКОВ.

В основе почти любого «классического» механизма лежит рычаг или блок. Самый простой рычаг — это обычная палка, лежащая на опоре. У рычага есть два плеча — длинное и короткое. Плечо — это расстояние от точки опоры рычага до точки приложения силы. Если быть совсем точным — до линии приложения силы (рис.1).

Этим свойством рычага люди научились пользоваться очень давно. Если нужно поднять тяжёлый камень, достаточно засунуть под него длинную крепкую палку или металлический лом, подложить под этот рычаг камешек поменьше или полено и нажать на длинный конец. Таким же образом можно поднять шкаф или холодильник (рис. 2). Между прочим, именно с использованием свойств рычага делают тележки для перевозки мебели в магазинах.

Не менее интересен блок. Это всего-навсего насаженный на прочную ось небольшой ролик с перекинутой через него верёвкой. Если ролик закрепить на высокой опоре, то будет удобно поднимать на верёвке небольшие грузы, например ведро с краской. Но никакого заметного облегчения в работе так не получить. А вот если взять два ролика, то можно здорово выиграть в силе.

Давайте посмотрим на схему (рис.3А). Представим, что верёвка двумя концами неподвижно закреплена на потолке, а внизу на ней висит ролик с приделанным к его оси крючком. На крючке висит груз. Верёвка — штука гибкая и способна сопротивляться только растяжению. Как говорят про такие предметы — на изгиб и сжатие они не работают. И в самом деле, гнуть, вязать и комкать верёвку можно сколько угодно, а порвать (если, конечно, она хорошая) сложно. Так вот, верёвка передаёт усилие от веса груза на точки подвески, причём каждая её ветвь ровно половину.

Теперь заменим одно из креплений верёвки на блок, прицепим его ось крепко к потолку, а ролику обеспечим возможность свободно вращаться (рис.3Б). Если верёвку не удерживать, то груз, понятно, грохнется на пол. А если придерживать? А если придерживать, то вы с удивлением заметите, что груз не падает, хотя сила, приложенная к верёвке, вдвое меньше веса груза! Ещё бы, посмотрите на схему: чтобы сохранить систему в равновесии, требуется именно такая сила! Попробуйте теперь поднять груз. Окажется, что сделать это намного легче, чем на верёвке, просто перекинутой через блок. Правда, времени подъём займёт больше. А почему? Да потому, что, выигрывая вдвое в силе, мы проигрываем во столько же раз в расстоянии. И это тоже отлично видно на схеме.

Если вместо одной пары блоков взять две, то выигрыш в силе ещё раз удвоится, а если три — то выигрыш возрастёт в шесть раз (рис.4). Такая конструкция из нескольких блоков называется полиспастом. Их используют в подъёмных кранах, лифтах, на парусниках для подъёма парусов. Из нескольких блоков можно сделать небольшую, но очень удобную и полезную в хозяйстве ручную лебёдку.

Подписи к иллюстрациям

Рис. 1. Плечо рычага — это расстояние от точки опоры (она обозначена буквой А) до линии приложения силы F. Величину плеча на рисунке легко определить, построив из точки опоры перпендикуляр к линии действия силы и измерив его длину. Это и будет плечо. Заметим: длина рычага (обозначена буквой L) всегда больше (или в крайнем случае равна) величины плеча. Рычаг находится в равновесии, если моменты сил, приложенных к его плечам, равны друг другу и направлены в противоположные стороны.

Рис. 2. Конструкция тележки для перевозки мебели основана на свойствах рычага. Момент от веса груза: М₁ = F₁h₁. Чтобы груз приподнять, нужно приложить в горизонтальном направлении силу . Когда тележка наклонится, удержать её позволит сила . Заметим, что F’₂>F₂ из-за того, что по мере «заваливания» тележки плечо h₁ увеличивается, а плечо h₂ — наоборот, уменьшается.

Рис. 3. Вес груза, подвешенного на перекинутой через блок верёвке, передаётся к точкам подвески каждой её ветвью поровну. В нашем случае натяжение каждой ветви составляет 1 кг (вес груза и блока 2 кг). Чтобы уравновесить подвешенный на блоке груз, нужен противовес, имеющий вдвое меньшую массу.

Рис. 4. Пара блоков, один из которых закреплён на неподвижной оси, а другой — на свободной, называется полиспастом. Если блоков два — это простой полиспаст, если четыре (то есть две пары) — это двукратный полиспаст, если восемь — четырёхкратный. Сколько блоков в полиспасте, во столько раз при подъёме можно выиграть в силе и ровно во столько же раз проиграть в расстоянии.

Источник

Простые механизмы.

Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: простые механизмы, КПД механизма.

Рычаг.

Рис. 1. Рычаг

Из этого соотношения следует, что рычаг даёт выигрыш в силе или в расстоянии (смотря по тому, с какой целью он используется) во столько раз, во сколько большее плечо длиннее меньшего.

Например, чтобы усилием 100 Н поднять груз весом 700 Н, нужно взять рычаг с отношением плеч 7 : 1 и положить груз на короткое плечо. Мы выиграем в силе в 7 раз, но во столько же раз проиграем в расстоянии: конец длинного плеча опишет в 7 раз большую дугу, чем конец короткого плеча (то есть груз).

Неподвижный блок.

Важной разновидностью рычага является блок — укреплённое в обойме колесо с жёлобом, по которому пропущена верёвка. В большинстве задач верёвка считается невесомой нерастяжимой нитью.

На рис. 2 изображён неподвижный блок, т. е. блок с неподвижной осью вращения (проходящей перпендикулярно плоскости рисунка через точку ).

Зачем же тогда вообще нужен неподвижный блок? Он полезен тем, что позволяет изменить направление усилия. Обычно неподвижный блок используется как часть более сложных механизмов.

Подвижный блок.

Следовательно, подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза. При этом, однако, мы в те же два раза проигрываем в расстоянии: чтобы поднять груз на один метр, точку придётся переместить на два метра (то есть вытянуть два метра нити).

Принципиально данное устройство ничем не отличается от подвижного блока: с его помощью мы также получаем двукратный выигрыш в силе.

Наклонная плоскость.

Как мы знаем, тяжёлую бочку проще вкатить по наклонным мосткам, чем поднимать вертикально. Мостки, таким образом, являются механизмом, который даёт выигрыш в силе.

Выберем ось так, как показано на рисунке. Поскольку груз движется без ускорения, действующие на него силы уравновешены:

Проектируем на ось :

Именно такую силу нужно приложить, что двигать груз вверх по наклонной плоскости.

Широко применяемыми разновидностями наклонной плоскости являются клин и винт.

Золотое правило механики.

Простой механизм может дать выигрыш в силе или в расстоянии, но не может дать выигрыша в работе.

т. е. той же величине, что и без использования рычага.

т. е. ту же самую, что и при вертикальном поднятии груза.

Данные факты служат проявлениями так называемого золотого правила механики.

Золотое правило механики. Ни один из простых механизмов не даёт выигрыша в работе. Во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии, и наоборот.

Золотое правило механики есть не что иное, как простой вариант закона сохранения энергии.

КПД механизма.

На практике приходится различать полезную работу A полезн, которую нужно совершить при помощи механизма в идеальных условиях отсутствия каких-либо потерь, и полную работу Aполн,
которая совершается для тех же целей в реальной ситуации.

Полная работа равна сумме:
-полезной работы;
-работы, совершённой против сил трения в различных частях механизма;
-работы, совершённой по перемещению составных элементов механизма.

Так, при подъёме груза рычагом приходится вдобавок совершать работу по преодолению силы трения в оси рычага и по перемещению самого рычага, имеющего некоторый вес.

Полная работа всегда больше полезной. Отношение полезной работы к полной называется коэффициентом полезного действия (КПД) механизма:

КПД принято выражать в процентах. КПД реальных механизмов всегда меньше 100%.

Ускорения нет, поэтому силы, действующие на груз, уравновешены:

Проектируем на ось X:

Проектируем на ось Y:

Полная работа равна произведению силы F на путь, пройденный телом вдоль поверхности наклонной плоскости:

Источник

Жим гири: польза, противопоказания и вариации выполнения

Жим гири – достаточно специфическое упражнение, которое не так часто встречается в тренажерном зале. Да и вообще, увидеть в зале человека, работающего с гирей – не простая задача.

Добавление в программу специфических упражнений положительно скажется на тренировочных результатах.

Особенностью жима гири является включение в работу мускулатуры практически всего тела. За счет иного центра тяжести, к нагрузке подключается множество мелких стабилизаторов, чтобы удержать вес.

В случае с жимом гири одной рукой, нагрузка ложится на предплечье, так как необходимо удерживаться в вертикальном положении. А за счет ухода из этой позиции, необходимо приложить дополнительные усилия для стабилизации. Поэтому жим гири может с успехом заменить такие известные упражнения, как жим штанги, армейский жим, жим гантелей и т.д.

Польза жима гири

Независимо от поставленных целей – сила, объемы, выносливость или реабилитация, жим гири над головой подходит для достижения всего этого. Даже просто занимаясь фитнесом или физкультурой, стоит попробовать это упражнение.

С его помощью можно увеличить силу и объем плечевого пояса, а также стройность осанки, при условии правильного выполнения. Наибольшая нагрузка приходится на дельтовидные, в частности – передний и средний пучок.

В работе задействован трицепс и верхняя часть трапеции. А в качестве стабилизаторов выступают ноги, спина, брюшные мышцы, ягодицы. Благодаря этому, хорошо развивается общая сила мышцы и координация.

Регулярно работая с гирей, в частности выполняя жим одной рукой, можно повысить мощность удара и увеличить выносливость.

Стоит отметить, что тренировки с гирями улучшают подвижность и гибкость суставов. Что крайне полезно в процессе реабилитации. Так как сегодня гири представлены в самых различных весовых категориях, то приобщиться к этому снаряду могут не только мужчины, но и представительницы прекрасного пола. По мере усвоения техники, можно повышать вес отягощения.

Разберемся, что дает жим гири над головой:

А есть ли какой-то вред от упражнения? Безусловно, на такое количество плюсов есть несколько моментов. При несоблюдении техники выполнения очень сильно страдают суставы и позвоночник. Поэтому, при наличии проблем стоит аккуратно подходить к его выполнению. А лучше, проконсультироваться с грамотным специалистом.

Казалось бы, все преимущества перечислены, но что еще можно сказать об этом упражнении? Но, есть несколько вещей, которые стоит отметить отдельно.

№1 Безопасное положение корпуса в ходе выполнения движения

В начальной и конечной точке движения, тело находится в безопасной позиции, чем во многих других упражнениях на плечи. Поднимая вес перед собой, лопатка уходит в стабильное положение как в самом начале, так и в конце движения. Поднимая вес перед собой или в стороны, плечевой пояс сильно нагружается.

При жиме одной рукой лопатка даже в динамическом положении стабильна, сохраняется правильное положение. Так как движение похоже на подъем краном груза с земли вверх.

Жим гири одной рукой можно считать “чистым” движением.

Движение вверх начинается в положении, когда гиря находится непосредственно над плечом. Гиря находится на предплечье, локоть направлен вперед, на внешней стороне сжатой в кулак кисти. Ладонь развернута в сторону лица. А в конечном положении, гиря находится строго над плечом. Поэтому, что в исходном, что в конечном, лопатка стабилизирует положение.

№2 Гиря развивает мощность толчка

Из-за относительно короткого рычага, которую предлагает биомеханика движения, можно поднять больше веса. При этом повышается стимуляция верхних конечностей. Улучшается гибкость и подвижность суставов. Развивается идеальная толчковая мощность.

№3 Укрепление большого массива мышечных стабилизаторов

Одним из самых главных преимуществ является включение в работу огромного количества мышц-стабилизаторов. При работе со штангой или гантелями они практически не задействованы.

А вот выбрав в качестве отягощения гирю – их можно “активировать”. Что это нам дает? Укрепление этих мышц позволяет предотвратить возможные травмы при работе с большим весом в других упражнениях.

Укрепление стабилизаторов минимизирует риски получить травму во всех упражнениях.

Когда вес в упражнении слишком большой, организм начинает включать в работу максимальное количество стабилизаторов. Это необходимо для выполнения движения.

При недостаточной развитости стабилизаторов и целевой мышцы, нагрузка может переходить на связки, суставы, позвоночник. Все это приводит к возможному травмированию. Когда хорошо развиты мышцы стабилизаторы, их силы достаточно для преодоления движения.

Какие мышцы работают при жиме гири одной рукой?

Жим гири стоя одной рукой относится к базовым, тип движения – толкательный. Что качает и развивает упражнение? Основная цель – проработка передней и средней дельты. Активное участие принимают и трицепсы, которые выполняют роль “толкателей” снаряда.

За счет смещенного центра тяжести нагрузка приходится еще и на бицепс. Именно работа бицепсов в этом упражнении является весьма важной. В процессе подъема и опускания гири к груди, с помощью двуглавой мышцы обеспечивается корректное распределение нагрузки, в том числе и на позвоночник.

Основные рабочие суставы, которые задействует жим гири стоя одной рукой – локти и плечи. Но, самое тщательное внимание следует уделить фиксации позвоночника. Ведь при неправильной нагрузке он чаще всего подвергается травмам.

Ноги – главный стабилизатор нагрузки. При работе с гирей нагрузка между ними должна быть распределена равномерно. Удерживаться необходимо на пятках и середине стопы. Многие новички начинают свободной рукой искать упор. Этого нельзя делать!

Рассмотрим основную работу мышц в мышечном атласе:

Помимо рабочих мышц, под статической нагрузкой находятся ноги, спина и брюшные мышцы. Так как им приходится стабилизировать положение корпуса.

Как правильно делать жим гири?

Жим гири можно отнести к упражнениям среднего уровня сложности. Все же к нему рекомендуется приступать тогда, когда сформирована хотя бы какая-нибудь база.

К технике выполнения следует подойти крайне серьезно, чтобы исключить ошибки и неточности. Это позволит привести мышцы тела в тонус, подтянуть пресс, улучшить состояние плечевого пояса.

Осваивать упражнение лучше на примере армейского жима гири. Так как он считается достаточно легким в техническом исполнении. Только после выполнения правильного жима гири, можно переходить к другим движениям.

Желательно работать перед зеркалом, чтобы можно было увидеть технические ошибки или огрехи. Правильно подбираем вес гири, чтобы начать с наименьшего и отработать всю траекторию движения. Обязательно выполняем разминку, чтобы разогреть суставы и связки.

Детальная техника жима гири одной рукой:

Выполняем желаемое количество подходов и повторений. В классическом исполнении это 3-5 подходов по 10-12 повторений. Однако, важно ориентироваться на индивидуальные особенности и предпочтения тренирующегося.

На протяжении подъема и опускания мышцы корпуса и ног должны быть напряжены. Сначала изучите классическую вариацию.

По мере увеличения силы и усовершенствования технических навыков, переходим к более сложным движениям с толчком, подсевом, различным вариациям выполнения с пола. Но, на начальном этапе важно укрепить мышцы и связки. Сделав тело более сильным посредством подготовки к дальнейшей работе.

Ошибки: на что обратить внимание?

Ошибки представляют собой нарушения техники выполнения упражнения, что может существенно повлиять на тренировочные результаты. В целом, технически упражнение достаточно простое и движение легко освоить.

Определенные сложности возникают из-за того, что гиря не такая сбалансированная как штанга или гантели. Но это чувство достаточно быстро пропадает, если правильно отработать технику.

Старайтесь не допускать оплошностей, так как при чрезмерной перегрузке можно получить травму. Поэтому, рекомендуется избегать следующих ошибок:

Отдельно стоит еще раз отметить, как правильно дышать. Обязательно необходимо соблюдать эти правила, чтобы не повысилось артериальное давление:

Вариации в зависимости от положения тела

Освоив классическую технику выполнения жима гири стоя, можно приступать к различным вариациям, в зависимости от положения тела. Это поможет немного изменить акцент нагрузки, добавив разнообразие в тренировочный процесс.

№1 Жим гири сидя

Сидячее положение позволяет выключить из работы определенные мышцы-стабилизаторы. Благодаря чему дельты изолируются и получают больше нагрузки, чем в положении стоя.

Есть несколько вариаций исполнения:

Не пытайтесь форсировать события и переходить к сразу более сложным вариациям. Только двигаясь медленно и постепенно, можно получить желаемый результат и не травмироваться. А повредив суставы или связки, стоит надолго забыть о тренировках.

№2 Жим гирь двумя руками

Те, кто в идеале освоил технику выполнения с одной гирей и даже может делать еще и какую-то вариацию, однозначно стоит попробовать поработать двумя руками. Это можно делать как в положении стоя, так и сидя.

Техника выполнения не отличается от жима гири одной рукой. Только лучше начать с небольшого веса, чтобы можно было эффективно контролировать каждую руку.

При мышечной асимметрии можно попробовать выполнить жим гирь разного веса одновременно. Однако, не стоит забывать и о том, что баланс можно выровнять с помощью проработки каждой стороны по отдельности.

Чем опасен жим гири над головой?

Как и любого другого упражнения, тут есть ряд своих противопоказаний. В первую очередь жим гири опасен для неподготовленных новичков, которые однозначно нарушат технику выполнения.

Не рекомендуется выполнять упражнение тем, у кого есть патологии позвоночника, больные локтевые и плечевые суставы, а также травмы запястья.

Чем заменить упражнение? При наличии патологий лучше ничего не делать, а вылечиться и дать отдых.

Если патологии были в прошлом, то к жимовым движениям необходимо приступать обдуманно и постепенно. Начиная с тренажеров, потом с гантелей и постепенно переходить к гирям минимального веса. Учиться подконтрольно выполнять движение без толчков тела и т.д..

Советы и рекомендации

Получить максимальный результат от упражнения, повысить его эффективность, можно, если следовать следующим советам:

Как увеличить жим гири?

Если понравилась работа со снарядом и хочется увеличить количество повторений и подходов, взять больше веса, тогда следует правильно составлять программы тренировок.

Следует обратить внимание на следующие нюансы:

Новичкам необходимо начинать с веса 16 кг мужчинам и 8 кг девушкам. Постепенно можно увеличивать до 24 кг, 32 кг и т.д.

Увлекшись работой с гирями, старайтесь избегать диспропорций. Тщательно прорабатывайте каждую сторону и, если есть отстающие пучки, работайте с ними больше.

Жим гири и подтягивания

Чтобы еще лучше укрепить верхнюю часть тела, рекомендуется выполнять подтягивания. Некоторые рекомендуют сочетать жим гири с подтягиванием в одной тренировке. Это позволит растянуть плечи, а также укрепить мышцы-стабилизаторы, которые принимают участие в жиме гири.

Важно! Подтягивайтесь максимально технично. Полностью опускайтесь вниз и поднимайтесь до уровня груди или шеи. Если совмещаете жим гири и подтягивания, то стоит ограничиться 5-8 повторениями в каждом подходе.

Подводя итоги по жиму гири одной рукой, можно отметить, что это замечательное упражнение для прокачки переднего и среднего пучка дельтовидных. Оно идеально подойдет тренирующимся разного уровня подготовки. Однако, к технике выполнения следует подходить как можно внимательнее, чтобы не получить травму.

Не стоит спешить с весом и пытаться форсировать события. Тренировку с гирями можно эффективно сочетать с самыми различными упражнениями.

Источник