ТРАВМООПАСНОСТЬ РАКЕТОК

Статические нагрузки

В зарубежной литературе все чаще к характеристикам ра­кетки относят такое свойство как безопасность (safety), в рус­ском переводе, наверное, правильно бы называть травмобезо- пасность, антоним — травмоопасность. Рассмотрим в упро­щенном (но не искажающем процесс) виде физические основы напряжений и травм, возникающих в результате работы руки с теннисной ракеткой.

Все виды нагрузок, действующих на руку теннисиста в про­цессе игры можно разделить на три типа:

1. статические нагрузки — это удержание рукой некоторого веса на протяжении игры.
2. динамические нагрузки -это силы, действующие на руку в процессе разгона ракетки, удара по мячу и торможения ра­кетки.
3. вибрационные нагрузки — это гашение рукой вибраций, возникающих в ракетке во время удара.

Попробуем определить средние величины этих нагрузок, дей­ствующих на руку теннисиста.

Статические нагрузки

Ракетка весом Р_р = 300 грамм создает статический момент относительно кисти теннисиста примерно равный 0.3 кГ. 0.3м = О.ОЭкГм. Однако игрок ощущает не момент, а силу F, кото­рая действует на его кисть, когда он держит ракетку за ручку в горизонтальном положении.

Для нахождения этой самой силы воспользуемся правилом рычага, одно плечо которого a-s (см. рис. 9.1) нагружено ве­сом ракетки Ру а другое s должно быть нагружено урав­новешивающей силой F. При равновесии рычага очевидно F -s = P_p -(as). Отсюда F = Р_р— (as)/s. Следовательно, на точку удержания ракетки s действуют две силы: первая — это Р_р, а вторая — это F. Нетрудно подсчитать, что сумма этих сил равна

Q = Р_р — а /s.                                    (9.1)

Теперь перейдем от букв к цифрам. Расстояние до центра тяжести современных ракеток изменяется в преде­лах 30-40см, а ширина ладо­ни s в среднем у взрослых равна 10 см. Поэтому сила, действующая на кисть тенни­систа изменяется в пределах от ЗР_р до 4Р_р, то есть при весе ракетки 300 грамм на руку теннисиста действует килограммовая сила. Кто не верит, может проверить это следующим способом: подве-‘ сить ракетку на расстоянии 10 см от начала ручки на пружинных весах, а затем надавить пальцем на конец ручки и привести ракетку в горизонтальное положение, весы при этом покажут, как минимум, тройной вес ракетки. Вот с такой реальной нагрузкой на кисть и бегает теннисист во время игры. Но ведь не всегда ракетка находится в горизонтальном положении. Угол наклона ее к горизонту у в процессе игры постоянно изменяется. Для произвольного угла у действующая на кисть теннисиста сила Q характеризу­ется косинусным законом

Q = P_p((a/s -1) • cos у+ 1)                         (9.2)

и изменяется в пределах от Qmax = 4 Р (при горизонталь­ном положении ракетки) до Qmin = Р_р (при вертикальном положении ракетки или при условии а = s). Последнее усло­вие выполняется, когда теннисист держит ракетку за шейку, то есть в неигровом состоянии. Таким образом, любой чело­век, имя паспортные данные ракетки (Р_р и а), может легко определить статические силы, действующие на его кисть в про­цессе игры. На этом можно было бы и закончить повествова­ние о первом моменте ракетки, если бы не было такого ощуще­ния, что играть в теннис с килограммовым грузом, подвешен­ным на указательный палец просто невозможно. К счастью теннисисты удерживают ракетку не только указательным паль­цем, поэтому груз в (3-4)Р каким-то образом распределяется между четырьмя пальцами, а удерживать в процессе игры 200- 300 граммов каждым пальцем не так уж и трудно. Детально о
распределении нагрузки на пальцы теннисиста описал в своей книге Ф. Агашин [1].

Кроме того, теннисист в процессе тренировки и игры не все время держит ракетку за ручку под прямым углом к руке. Иногда он держит ее за шейку, иногда опускает головку ракет­ки, иногда держит ее двумя руками. В среднем только 2/3 тренировочного времени теннисист находится в игре, и если принять тот факт, что половина из него он играет двумя рука­ми, то тогда распределение усилий за время тренировки будет приблизительно таким: (1-1.2) кГ — не более трети продол­жительности тренировки, (0.3-0.5)кГ — 2/3 продолжительно­сти тренировки. Сами по себе статические нагрузки практи­чески не травмоопасны для взрослого человека (ну что такое поносить час-два килограммовый груз в руке), но они создают постоянное напряжение, на фоне которого действуют более опасные динамические и вибрационные нагрузки.