Физическая культура и спорт/1.Физическая культура и спорт: проблемы, исследования, предложения.

Якубович С.К., к.п.н., доцент Сотский Н.Б.

Белорусский государственный университет физической культуры, Республика Беларусь

Инерционные силы как важнейший аспект дозирования силовой тренировки

При осуществлении силовой тренировки традиционная дозировка нагрузки основана на задании тренировочного сопротивления и объема выполняемой работы. При этом сопротивление часто определяется на основании величины статического веса, который способен поднять тренирующийся и, как правило, выражается в процентах от максимального веса, либо в таких единицах как повторный максимум (ПМ) [1, 2, 3]. При выполнении относительно медленных движений такие способы задания нагрузки вполне оправданы, однако при увеличении темпа тренировки весьма существенной становится инерционная составляющая преодолеваемого усилия. Так, если спортсмен осуществляет вертикальный подъем отягощения весом 100 кг в течение двух секунд, на высоту 0,7м, средняя скорость поднимаемого груза составит 0,35 м/с. Если при этом скорость достигается за 0,5 с, то величина ускорения в среднем будет соответствовать 0,7 м/с² . Величина преодолеваемого инерционного сопротивления для прямолинейного движения определяется как произведение массы на ускорение и будет составлять 70 H. Таким образом, приблизительная оценка дополнительного усилия дает значение 10% от статического веса.

Исходя из аналогичных соображений, подъем такого же веса в течение одной секунды сопровождается увеличением инерционной составляющей до 400 Н, что составляет уже 40 % от поднимаемого веса. При дальнейшем увеличении темпа выполнения упражнения инерционная составляющая может в значительной мере превосходить статический вес отягощения. До настоящего времени ни в теории, ни в практике физической культуры не было предложено достаточно эффективного способа учета инерционной составляющей преодолеваемого усилия. Важность ее определения особенно отчетливо видна в случае горизонтальных перемещений отягощения. Здесь основную нагрузку составляет именно преодоление инерционных сил.

Цель настоящей работы – исследование реальной инерционной составляющей силовой нагрузки на примере такого относительно простого упражнения как «жим штанги лежа на горизонтальной скамье».

Методика исследования. Исследование проводилось с использованием скоростной видеосъемки, осуществляемой на базе лаборатории инновационных технологий кафедры биомеханики БГУФК с использованием методического комплекса, включающего цифровые камеры CasioEX-F1 и специально разработанный программно-методический комплекс компьютерной обработки изображения. Съемка осуществлялась в соответствии с общепринятыми рекомендациями. В частности, камера располагалась на штативе, на уровне среднего положения снаряда при выполнении упражнения. Скорость съемки составляла 300 кадров в секунду. Испытуемыми были спортсмены, занимающиеся тяжелой атлетикой (мастера спорта (МС), в количестве трех человек). Участники эксперимента выполняли упражнение «жим штанги лежа на горизонтальной скамье» в темпе одно движение в секунду и одно движение в две секунды. Вес отягощения составлял 80 % от 1 ПМ и составил 140 кг у МС весом 75 кг, 165 кг у МС весом 100 кг и 130 кг у МС весом 103 кг. Глубокому биомеханическому анализу была подвергнута фаза подъема штанги (разгибания рук). Полученные данные были обработаны с помощью программы MS Excel.

Результаты исследования. Полученные результаты, представляющие собой зависимость инерционной составляющей силовой нагрузки от времени представлены на рисунках 1 и 2. На данных рисунках (для более удобного восприятия материала по вертикальным шкалам – ось ординат – показана сила инерции с положительным знаком, однако, на самом деле, она направлена в сторону, противоположную ускорению и рассчитывается по формуле F _ин = - ma) отражены графики изменения данного компонента нагрузки в упражнении «жим штанги лежа на горизонтальной скамье» в темпе одно движение в секунду и одно движение в две секунды – фаза разгибания рук (преодолевающий режим работы мышц).

Рис. 1. Динамика изменения силы инерции при выполнении упражнения «жим штанги лежа на горизонтальной скамье» в темпе одно движение в секунду (фаза разгибания рук)

Как видно из рисунка 1, зависимость силы инерции от времени при выполнении рассматриваемого упражнения в темпе одно движение в секунду представляет собой волнообразную кривую (у всех спортсменов), имеющей несколько пиков – от двух у МС весом 75 кг до пяти у МС весом 100 кг. Наибольшее значение инерционной добавки наблюдаются у МС весом 100 кг и достигает величины равной 4200 H. Такую дополнительную нагрузку испытывает спортсмен в момент соответствующий 0,52 с от начала разгибания рук или на половине амплитуды движения. Наименьшее значение инерционной составляющей силовой нагрузки у данного спортсмена наблюдается на 0,84 с и равняется около 200 H. У МС весом 75 кг можно увидеть самое меньшее значение инерционной добавки среди всех трех спортсменов – около 30 H (на 0,16 с). На 0,74 с (второй пик силы инерции) рассматриваемая динамическая нагрузка достигает величины равной 2500 H и в дальнейшем до момента окончания фазы разгибания рук ее значение уменьшается.

Динамика инерционной составляющей силовой нагрузки у МС весом 103 кг имеет свои характерные особенности. Так, на волнообразной кривой можно наблюдать три пика. Первый пик приходится на 0,16 с, когда сила инерции после снижения от начала фазы разгибания рук имеет значение 1300 H. От 0,16 с до 0,6 с инерционная добавка возрастает и достигает 2300 H (второй пик). Третий пик (наименьшая инерционная составляющая) можно увидеть на 0,84 с. Здесь указанная сила находится в пределах около 600 H.

На рисунке 2 отражены графики, показывающие особенности инерционного компонента силовой нагрузки в упражнении «жим штанги лежа на горизонтальной скамье» – темп одно движение в две секунды.

Рис. 2. Динамика изменения силы инерции при выполнении упражнения «жим штанги лежа на горизонтальной скамье» в темпе одно движение в две секунды (фаза разгибания рук)

Зависимость силы инерции от времени в предложенном упражнении, в темпе одно движение в две секунды, также как и на рисунке 1 имеет волнообразную кривую (у всех спортсменов). При этом количество пиковых значений для спортсменов составляет по четыре. Абсолютные величины также отличаются и достигают следующих величин. Максимальное пиковое значение силы инерции наблюдается у МС весом 103 кг – 1700 H (на момент 1,08 с фазы разгибания рук), а минимальное у МС весом 75 кг – 300 H (0,2 с от начала фазы разгибания рук) У МС весом 100 кг пиковые значения находятся в диапазоне от около 1500 H (0,64 с от начала фазы разгибания рук) до около 600 H (на момент 1,2 с фазы разгибания рук).

Таким образом, проведенное исследование показало, что при выполнении упражнения «жим штанги лежа на горизонтальной скамье» в темпе одно движение в секунду и одно движение в две секунды реальная инерционная составляющая значительно отличается. При этом видно, что при повышении темпа упражнения сила инерции возрастает. Так, при поднимании штанги за одну секунду инерционная добавка у МС весом 103 кг увеличивается на 600 H (в сравнении с темпом – поднимание штанги за две секунды). Подобная ситуация прослеживается у МС весом 100 кг, где инерционная составляющая увеличивается на 2700 H и у МС весом 75 кг – 1520 H соответственно.

Обсуждение результатов. Полученные результаты свидетельствуют о существенности инерционной составляющей силовой нагрузки. Характер изменения данных динамических характеристик может варьироваться в зависимости от веса и индивидуальных особенностей спортсменов. Следовательно, учитывая воздействие силы инерции на спортсменов, выполняющих упражнения с отягощениями можно более объективно определить нагрузку. В перспективе это позволит оптимизировать тренировочный процесс с использованием различного рода отягощений и тренажеров.

Литература:

1. Максименко, А.М. Теория и методика физической культуры: учебник / А.М Максименко. – М.: Физическая культура, 2005. – 532 с.

2. Матвеев, Л.П. Основы спортивной тренировки. Учеб. пособие для ин-тов физической культуры / Л.П. Матвеев.– М.: Физкультура и спорт, 1977. – 271 с.

3. Теория и методика физического воспитания: в 2 т. / под ред. Т.Ю. Круцевич. – Киев: ОЛИМПИЙСКАЯ ЛИТЕРАТУРА, 2003. – Т. 1:Общие основы теории и методики физического воспитания. – 424 с.