Усейн Болт, по прозвищу «Молния», знаменитый ямайский легкоатлет, при весе 94 килограмма преодолел 100 метров за 9,58 секунд, тем самым поставив Мировой рекорд на этой дистанции. Майкл Фелпс, по прозвищу «Балтиморская пуля», единственный за всю историю 18 кратный олимпийский чемпион, который установил более 37 мировых рекордов в плавание. Все эти достижения результаты умения владеть своим телом и понимания как оно работает. 

Изучением этих вопросов занимается специальный раздел науки — биомеханика. Мы хотим раскрыть ее секреты на примере одного из самых интересных видов спорта — большого тенниса.

Два основных физических фактора, которое повлияли на строение животных — среда обитания и гравитация. Например животные в водной среде имеют обтекаемые формы, у них нет рук и ног, в отличие от животных суши. Все объекты и в том числе живые существа живут в постоянном гравитационном поле притяжения Земли. Это огромный магнит, который притягивает нас словно маленькую железную стружку к себе. Самым эффективным способом перемещения на подобной поверхности было бы «отталкивание» от нее (подумайте почему, а заодно посчитайте сколько энергии необходимо для того чтобы перенести 94 килограммовый ящик по асфальту на 100 метров). Природа решила эту задачу следующим образом: использовать многофункциональный каркас (скелет), который мы называем опорно-двигательная система (скелет весит 10% от обшей массы тела) и система которая приводит ее в движение — мышечная (мышцы весят 30% от массы тела).

Мы не случайно выбрали теннис для описания принципов работы биомеханики человека. Игра, в которой необходимо отбивать удары мяча на скорости 200 км/ч требует от игрока высокой физической подготовки, точности движений и огромной выносливости. Приведённые рассуждения на примере большого тенниса, легко могут быть перенесены на любой активный вид спорта.

Теннисисты определяют шесть основных биомеханических принципов, на которые необходимо уделять внимание, о каждом мы поговорим подробно:
1. Баланс
2. Инерция—Ускорение
3. Противоположная сила
4. Момент
5. Эластическая энергия
6. Координационная цепочка

Балансировать — значит удерживать свое тело в равновесии, которое может быть статичным (например если вы сидите) или динамическим (если вы бежите). В теннисе важен именно последний тип баланса — динамический.

Техника: удерживать вертикальную прямую линию корпуса тела от головы до земли.

Зачем это нужно: такая позиция позволит очень быстро реагировать на большинство ударов и самому нанести максимально сильный и точный.

Во время игры необходимо постоянно реагировать на удары соперника, это значит что необходимо изменять свою скорость и направления движения. Вспомним первый закон Ньютона:

«Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока это состояние не будет изменено приложенными силами».

Техника: спортсмен должен уметь быстро преодолевать свою инертность покоя, создав ногами достаточное усилие.

Зачем это нужно: изменение своей скорости, то есть ускорение, важный параметр игры.

Прямое следствие третьего закона Ньютона — любая сила есть результат взаимодействия тел. На нашем примере это могут быть пары ракетка и мяч, рука и ракетка или ноги и грунт.

Техника: необходимо максимально эффективно использовать силу противодействия и уметь эту силу создавать. Как было указано в описании, эта сила возникает в местах «стыка»: рука—ракетка, мяч—ракетка и так далее. Эффективность достигается правильным расположением ракетки, рук и ног.

Зачем это нужно: правильная постановка позволит вам делать более сильные и точные удары.

Величина, зависящая от того, тело какой масса вращается, как масса распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

1. линейный: момент на прямой линии;
2. угловой: момент в круговом движении.

Рисунок 1

На рисунке 1 видно, как игрок отталкивается ногами (линейный момент), а верхней частью тела разворачивается (угловой момент).

Эта энергия хранящаяся в мышцах и сухожилиях, как результат напряжения мышц, подобна эластичной ленте. На рисунке 2 показано, как игрок готовится принять подачу (позиция ног называется «разножка», в этом состоянии напряжение максимально и ноги готовы выплеснуть энергию).

Рисунок 2

Техника: игрок делает разножку после подачи и выхода к сетке, тем самым накапливает энергию в ногах. После приземления, он должен использовать взрывной первый шаг для удара по мячу.

Части тела соединены между собой, как система звеньев. Сила, произведена одним звеном или частью тела, последовательно передается следующему звену. Важно, чтобы движение одного звена не мешало, а по возможности способствовало движению другого звена (чтобы процесс передачи был эффективным).