Развитие силовых способностей у самбистов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный Государственный Университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта

Кафедра теории и методики борьбы

Выпускная квалификационная работа

по специальности 032101 (65) - Физическая культура и спорт

Развитие силовых способностей у самбистов

Забавин Максим Эдуардович

Санкт-Петербург 2011

Введение

Актуальность. Подготовка квалифицированных спортсменов становится все более сложной и продолжительной. В связи с этим внимание специалистов обращено на необходимость развития физических качеств, одно из таких качеств - сила.

Развитие физических качеств во многом зависит от врожденных особенностей. Вместе с тем в индивидуальном развитии ведущим механизмом является условно-рефлекторный. Этот механизм обеспечивает качественные особенности двигательной деятельности конкретного человека, специфику их проявления и взаимоотношений.

Для проявления физических качеств характерна их меньшая осознаваемость по сравнению с двигательными навыками, большая значимость для них биохимических, морфологических и вегетативных изменений в организме.

Наличие разных типологических особенностей у разных людей частично обуславливается тем, что у одних людей лучше развиты одни качества (или их компоненты), у других иные. Выигрывая в проявлении одних двигательных качеств, человек проигрывает в других.

Есть немало и значительных расхождений, касающихся регламентации отягощений и других сторон методики силовых упражнений в их различных вариантах, направленных на развитие собственно силовых способностей, скоростно-силовых способностей и силовой выносливости в составе базовой подготовки спортсменов. Преодоление имеющихся здесь противоречий требует, кроме прочего, выполнения исследований, в которых избирательно прослеживался бы хронический эффект упражнений с различной величиной отягощений.

Также важность рассматриваемого вопроса - уточнить данные о тренировочных эффектах разных вариантов методики тренировки в упражнениях с отягощениями; определить методическую целесообразность использования разных вариантов методики тренировки.

Основа силовой подготовленности закладывается в детском возрасте, поэтому особенно важно изучить и усовершенствовать специфику силовой подготовки детей, занимающихся видами спортивной борьбы.

Цель настоящего исследования - выявить особенности и темпы воспитания силовых способностей при занятиях самбо и возможности улучшения их динамики при помощи повышения эффективности силовой подготовки в учебно-тренировочном процессе на примере самбистов 12-13 лет.

Объект исследования - теория и практика силовой тренировки.

Предмет исследования - эффективность силовой подготовки самбистов 12-13 лет.

Гипотеза - предполагалось, что для усовершенствования методики воспитания силовых способностей в учебно-тренировочном процессе по самбо у детей 12-13 лет, возможно, необходимо применять новые методические подходы.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что оно предоставляет такие данные. Они касаются, в частности, эффекта различных методических подходов (на примере круговой тренировки) при использовании упражнений с отягощениями в аспекте их воздействия на воспитание собственно силовых способностей, других видов способностей.

Практическая значимость заключается в том, что полученные в нем данные могут способствовать совершенствованию учебно-тренировочного процесса в самбо в части воспитания силовых способностей.

тренировочный борьба самбо

Глава I. Состояние проблемы по данным специальной литературы

1.1 Понятия о силовых способностях

Физическими качествами человека принято называть отдельные его двигательные возможности, такие, как сила, быстрота, выносливость, ловкость, гибкость. Это те природные задатки к движениям, которыми все люди наделены от рождения. Физические качества человека претерпевают естественные изменения в процессе роста и развития организма. В спорте нельзя мечтать о каких-либо успехах без достаточно высокого уровня воспитания целого комплекса физических качеств.

В спорте востребованы все физические качества, и для достижения успеха в каждом отдельном виде необходимо развивать несколько физических качеств. Все это относится в полной мере к борьбе. В основе совершенствования физических качеств лежит способность человеческого организма отвечать на повторные физические нагрузки превышением исходного уровня своей работоспособности. В результате постоянного преодоления тренировочных нагрузок в организме человека происходит ряд изменений, определенный сдвиг в сторону увеличения его физических возможностей. (Васильев, 1954)

Физические качества не развиваются изолированно: совершенствуя одно из них, мы обязательно воздействуем и на остальные (так называемый перенос качеств). Этот перенос качеств может быть положительным и отрицательным. Силовые качества, например, улучшают результаты в скоростных упражнениях лишь до определенного предела. Штангисты редко могут выполнять быстрые движения так же эффективно, как, к примеру, боксеры. Но зачастую штангисты имеют хорошие показатели в беге на короткие дистанции (В.Алексеев показывал результаты приближающиеся к мастерским на дистанциях 60 и 100 метров). Одностороннее воспитание физической силы может привести к снижению показателей быстроты и выносливости. Вот почему считается, что основой для достижения высоких результатов в спорте является разносторонняя физическая подготовка (Новиков, 2004).

Термины «физические качества» и «двигательные качества» используются как равнозначные. Они определяют отдельные стороны двигательных возможностей человека. Освоение двигательного действия связано не только с формированием навыка, но и с развитием тех качественных особенностей, которые позволяют выполнять физическое упражнение с необходимой силой, быстротой, выносливостью, ловкостью.

Итак, под двигательными (физическими) качествами понимают качественные особенности двигательного действия: силу, быстроту, выносливость, ловкость, гибкость.

Все физические качества взаимосвязаны. Поэтому можно говорить лишь о преимущественном развитии того или иного качества. Развитие одного физического качества в ущерб другим отрицательно сказывается на подготовке спортсменов. (Боген М.М., 1985)

Под силой следует понимать способность человека преодолевать за счёт мышечных усилий (сокращений) внешнее сопротивление или противодействовать внешним силам. Сила - одно из важнейших физических качеств в абсолютном большинстве видов спорта, поэтому её развитию спортсмены уделяют исключительно много внимания.

В процессе выполнения спортивных или профессиональных приёмов связанных с подниманием тяжёлых грузов, мышцы, преодолевают сопротивление. Такая работа называется преодолевающей. Противодействуя какому-либо сопротивлению мышцы, могут при напряжении, и удлиняться, например, опускании очень тяжёлого груза. В таком случае их работа называется уступающей. Оба эти режима объединяются под одним названием - динамический. Сила, проявляемая в движении, т.е. в динамическом режиме называется динамической силой.

Сокращение мышцы при постоянном напряжении или внешней нагрузке называется изотоническим. Данный режим имеет место в силовых упражнениях.

Режим работы мышц на тренажерах, где задается скорость перемещения звеньев тела называется изокинетическим (гребля) (Гордеева, 1982).

Если усилие спортсмена движением не сопровождается и производится без изменения длины мышц, то в этом случае говорят о статическом режиме. Такая сила называется статической.

Между силой, и скоростью сокращения мышц существует обратно пропорциональная зависимость.

Психологические механизмы этого качества (силы) связаны с регуляцией напряжения в paзличных режимах их работы:

изометрическом - без изменения длины мышц;

миометрическом - уменьшается длина мышцы (в циклических движениях);

плиометрическом - увеличение длины мышцы во время её растягивания. Этот режим связан с приседанием, с замахами при бросках мяча и т.д.

При характеристике силовых качеств человека выделяют следующие разновидности:

максимальная изометрическая (статическая сила) (показатель силы, проявляемой при удержании в течение определённого времени предельных отягощений),

медленная динамическая (жимовая сила), проявляемая во время перемещения предметов, когда скорость перемещения практически не имеет значения.

скоростная динамическая сила характеризуется способностью человека к перемещениям в ограниченное время больших отягощений с ускорением ниже максимального.

“взрывная” сила - способность преодолевать сопротивление с максимальным мышечным напряжением в кратчайшее время. В этом случае сила и быстрота движений сочетаются, т.е. ступают как интегральное специфическое качество.

В спортивной практике взрывная сила, проявляется в разных движениях и имеет разное название:

прыгучесть (при отталкивании от пола), резкость (при ударах по мячу).

амортизационная сила характеризуется развитием усилия за короткое время в уступающем режиме работы мышц, например, при приземлении на опору в различного вида прыжках.

* силовая выносливость определяется способностью длительное время поддерживать необходимые силовые характеристики движений.

Различают силовую выносливость к динамической работе и статистическую выносливость (способность сохранять малоподвижное положение тела и т.д.).

В последнее время получила развитие еще одна из силовых характеристик - способность к переключению с одного режима мышечной работы на другой при сохранении проявляемого силового усилия. Для этого нужна специальная направленная тренировка.

Если же следует выделить биомеханическую характеристику движений, используют термин “физические качества”. Нельзя не упомянуть и то, что, рассматривая качественные особенности двигательного действия с позиций психологического и физиологического регулирования, употребляется третий термин - “психомоторные качества” (Зациорский, 1981).

1.2 Развитие силовых способностей

1.2.1 Принципы развития силовых способностей

Методические принципы физического воспитания совпадают с общими принципами подготовки борцов:

сознательность и активность;

наглядность;

доступность;

систематичность;

динамичность.

Эти принципы наполняются содержанием, отражающим специфику процесса подготовки спортсмена в целом и в частности силовых показателей.

Принцип сознательности и активности предусматривает формирование осмысленного отношения и устойчивого интереса к занятиям физическими упражнениями. Это обеспечивается определенной мотивацией, например, желанием укрепить здоровье, внести коррекцию в телосложение, достичь высоких спортивных результатов.

Принцип наглядности является предпосылкой освоения движения. В процессе занятий главное создать представление, образ двигательного задания или отдельного элемента перед попыткой выполнить его.

Принцип доступности обязывает строго учитывать возрастные и половые особенности, уровень подготовленности, а также индивидуальные различия в физических и психических способностях спортсменов.

Принципы систематичности - это прежде всего регулярность занятий, и что более важно рациональное чередование нагрузок и отдыха, обеспечивающее непрерывность тренировочного процесса.

Основа реализации принципа постепенности в спортивной тренировке заключается в том, что для обеспечения дальнейшего развития функциональных возможностей организма необходимо систематически обновлять нагрузки, увеличивая при этом их объём или интенсивность.

Принцип динамичности состоит в постепенном усложнении новых заданий по мере выполнения предыдущих. (Курамшин Ю.Ф., 2003)

Ответные реакции на одну и ту же нагрузку, не остаются неизменными. По мере приспособления к нагрузке уменьшаются вызываемые ею биологические сдвиги. Под воздействием привычной нагрузки происходит адаптация, а значит, экономизация функции: возросшие в результате приспособления к неизменной работе, возможности организма позволяют выполнить ту же работу с меньшим напряжением.

Динамика нагрузок характеризуется постепенностью, проявляющейся в различных формах.

Организм приспосабливается к той или иной нагрузке не сразу, а через определенное время, в течение которого происходят адаптационные перестройки, позволяющие подняться на новый, более высокий уровень тренированности. Сроки приспособления зависят как от величины нагрузок, так и от функциональных и структурных изменений организма. Выделяют прямолинейно-восходящую, ступенчатую и волнообразную формы постепенного повышения нагрузок. Прямолинейно-восходящая форма повышения нагрузок используется тогда, когда их общий объем невелик, интервалы между занятиями большие и требуется постепенно втянуться в работу.

Для ступенчатой формы характерно резкое увеличение нагрузки, чередующееся с относительной стабилизацией ее на базе проделанной работы. В результате приспособительных изменений в организме появляется возможность осваивать большие нагрузки на базе уже проделанной работы. При волнообразной форме постепенное увеличение нагрузок сменяется крутым нарастанием, а затем уменьшением их.

Последующие волны воспроизводятся на более высоком уровне. Волнообразная динамика позволяет в значительной степени увеличивать объём и интенсивность нагрузок.

Использование той или иной формы зависит от конкретных задач и условий на различных этапах физического воспитания. (Матвеев Л.П., 1991)

1.2.2 Методы развития силовых способностей

Метод максимальных усилий, используется в основном для воспитания силы у спортсмена. При практической реализации метода обращается внимание на скорость выполнения этих упражнений и предполагается использование отягощении весом 90-95% от максимально возможного использовавшем нескольких методических, приемов: равномерность, “пирамиды” и т. д.: с повторениями в одном подходе 1-2 при интервалах отдыха между подходами 4-8 минут.

Основным методом развития силы является метод повторных усилий - повторный метод.

Важным тренировочным фактором в этом методе является количество повторений упражнения. Метод предусматривает выполнение упражнения в среднем темпе с отягощениями околопредельного и предельного веса. Большое внимание уделяется силовым упражнениям, позволяющим избирательно воздействовать на развитие отдельных групп мышц, несущих наибольшую нагрузку при выполнении соревновательных упражнений

Метод изометрических усилий характеризуется максимальным напряжением мышц в статическом режиме. При выполнении таких, упражнений сила прикладывается к неподвижному предмету и длина мышц не изменяется. Каждое упражнение выполняется с максимальным напряжением мышц в течение 4-5 секунд по 3-5 раз.

“Ударный” метод применяется для развития “амортизационной” и “взрывной силы” (сгибание- разгибание рук в упоре лежа с отталкиванием от пола, выпрыгивание из глубокого приседа). (Платонов, 1986)

Метод развития динамической силы заключается в выполнении быстрых движений против относительно небольшого сопротивления, когда проявляется скоростная сила. Для развития скоростной силы применяют, например, прыжковые упражнения с отягощениями. При использовании отягощении применяют два диапазона отягощении:

с весом до 30% от максимального веса (который может поднять спортсмен);

с весом от 30 до 70% от максимума.

Упражнения применяют повторно в различных вариациях (2-3 серии по 2-3 подхода с интервалом отдыха между подходами 3-4 минуты, а между сериями - 6-8 минут.) (Волков, Филин, 1983). Прыжковые упражнения в любом варианте должны выполняться с установкой на быстроту отталкивания, а не на мощность прыжка.

Метод развития силовой выносливости. Силовая выносливость - это способность длительное время проявлять оптимальные мышечные усилия. От уровня развития силовой выносливости зависит успешность двигательной деятельности. Силовая выносливость - сложное, комплексное физическое качество, определяется уровнем развития вегетативных систем, обеспечивающих кислородный режим, и состоянием нервно-мышечного аппарата.

Силовая выносливость у горнолыжников, боксёров, борцов и баскетболистов различна. Но основной метод развития силовой выносливости - метод повторных усилий.

1.2.3 Средства развития силовых способностей

При развитии силовых способностей пользуются упражнениями с повышенным сопротивлением -- силовыми упражнениями. В зависимости от природы сопротивления они подразделяются на три группы:

1. Упражнения с внешним сопротивлением.

2. Упражнения с преодолением веса собственного тела.

3. Изометрические упражнения.

К упражнениям с внешним сопротивлением относятся:

- упражнения с тяжестями (штангой, гантелями, набивными мячами, гирями), в том числе и на тренажерах, которые удобны своей универсальностью и избирательностью, упражнения с партнером;

- упражнения с сопротивлением упругих предметов (резиновых амортизаторов, жгутов, различных эспандеров, блочных устройств и

т.п.);

- упражнения в преодолении сопротивления внешней среды -- бег в гору, по песку, снегу, воде, против ветра и т.п.

Упражнения с внешним сопротивлением являются одним из эффективных средств развития силы. Смело подбирая их, правильно дозируя нагрузку, можно развить абсолютно все мышечные группы и мышцы. При выборе упражнений следует знать, что эффект совершенствования силы связан с режимом работы мышц. Наибольший эффект в развитии способности мышц проявлять силу, можно достичь при уступающем и преодолевающем режимах.

Упражнения с преодолением веса собственного тела, применяют в тренировках людей различного возраста, пола, подготовленности и во всех формах занятий. Выделяют следующие их разновидности:

- гимнастические силовые упражнения, сгибание и разгибание рук в упоре лежа, на брусьях и в висе, лазанье по канату, поднимание ног к перекладине и др.);

- легкоатлетические прыжковые упражнения (однократные и многократные прыжки на одной или двух ногах, прыжки через барьеры, прыжки в «глубину» с возвышения с последующим отталкиванием вверх);

- упражнения в преодолении препятствий.

Изометрические упражнения, как никакие другие, способствуют одновременному напряжению максимально возможного количества двигательных единиц работающих мышц. Они подразделяются на:

- упражнения в пассивном напряжении мышц (удержание груза на предплечьях рук, плечах, спине и т.п.);

- упражнения в активном напряжении мышц в течение определенного времени и определенной позе (выпрямление полусогнутых ног, упираясь плечами в закрепленную перекладину, попытка оторвать от пола штангу чрезмерного веса и др.).

Выполняемые обычно при задержке дыхания, они приучают организм к работе в очень трудных бескислородных условиях. Занятия с использованием изометрических упражнений требует мало времени. Оборудование для их проведения весьма простое. С их помощью можно воздействовать на любые мышечные группы. Особенно ценны они в условиях гиподинамии у моряков-подводников, танкистов, операторов. Помимо названных, можно выделить так называемые упражнения в самосопротивлении за счет волевых усилий (волевая гимнастика). Их суть состоит в напряженных движениях, когда тяговому усилию активной мышечной группы противостоит напряжение антагонистов. Эти упражнения прежде всего полезны при проведении оздоровительных занятий. Они позволяют за небольшое время создать значительную нагрузку, не требуя специального оборудования.

1.3 Особенности развития силовых способностей

По своему характеру все упражнения, способствующие развитию силы, подразделяются на основные группы: общего, регионального и локального воздействия на мышечные массивы.

К упражнениям общего воздействия относятся те, при выполнении которых в работе участвуют не менее 2/3 общего объёма мышц, регионального от 1/3 до 2/3, локального менее 1/3 всех мышц.

Направленность воздействий силовых упражнений в основном определяется:

видом и характером упражнений;

величиной отягощения или сопротивления;

количеством повторения упражнений;

скоростью выполнения преодолевающих или уступающих движений;

темпом выполнения упражнений;

характером и продолжительностью интервалов отдыха между подходами.

Правильно организованные занятия по развитию силы благотворно влияют на здоровье и физические результаты. Мифы о вреде силовых упражнений совершенно не обоснованы. Вред может быть нанесен лишь сверхмерными, неправильно спланированными нагрузками.

Методики развития силы у мужчин и женщин совпадает в общих чертах, но уровень силы женщин составляет 60-70% от мужской.

Особенности силовой подготовки женщин связаны с физиологическими особенностями организма и объективными различиями между мужчиной и женщиной:

женщины в среднем меньше и легче мужчин;

гормональная структура женского организма ограничивает рост мышечной массы;

доля мышц в общей массе тела 30-35%;

центр массы тела находится ниже у женщин, поэтому у них более длинное туловище и более короткие ноги;

у женщин характерным является увеличение жировых отложений на бёдрах и ягодицах (“груша”), у мужчин на животе (“яблоко”);

женщины имеют более высокий болевой порог (“терпеливы”)

Силовая тренировка улучшает здоровье, укрепляет мышцы и связки, улучшает фигуру. Силовые возможности человека тесно связаны с его возрастом. Абсолютная сила основных мышечных групп увеличивается от рождения до 20-30 лет, а затем постепенно начинает снижаться. Показатели относительной силы достигают максимума уже в 13-14 лет, и устанавливается на внешнем уровне к 17-18 годам. (Фомин Н.А., Филин В.П., 1972).

Одним из наиболее существенных моментов, определяющих мышечную силу, является режим работы мышц. В процессе выполнения двигательных действий мышцы могут проявлять силу:

- При уменьшении своей длины (преодолевающий, т.е. миометрический режим, например, жим штанги лежа на горизонтальной скамейке средним или широким хватом).

- При ее удлинении (уступающий, т.е. плиометрический режим, например, приседание со штангой на плечах или груди).

- Без изменения длины (удерживающий, т.е. изометрический режим, например, удержание разведенных рук с гантелями в наклоне вперед в течение 4--6 с).

- При изменении и длины, и напряжения мышц (смешанный, т.е. ауксотонический режим, например, подъем силой в упор на кольцах, опускание в упор руки в стороны («крест») и удержание в «кресте»).

Первые два режима характерны для динамической, третий -- для статической, четвертый -- для статодинамической работы мышц.

Эти режимы работы мышц обозначают терминами «динамическая сила» и «статическая сила». Наибольшие величины силы проявляются при уступающей работе мышц, иногда в 2 раза превосходящие изометрические показатели.

В любом режиме работы мышц сила может быть проявлена медленно и быстро. Это характер их работы. Сила, проявляемая в уступающем режиме в разных движениях, зависит от скорости движения: чем больше скорость, тем больше и сила (рис. 1).

В изометрических условиях скорость равна нулю. Проявляемая при этом сила несколько меньше величины силы в плиометрическом режиме. Меньшую силу, чем в статическом и уступающем режимах, мышцы развивают в условиях преодолевающего режима. С увеличением скорости движений величины проявляемой силы уменьшаются.

В медленных движениях, т.е. когда скорость движения приближается к нулю, величины силы не отличаются существенно от показателей силы в изометрических условиях.

В соответствии с данными режимами и характером мышечной деятельности силовые способности человека подразделяются на два вида:

1) собственно силовые, которые проявляются в условиях статического режима и медленных движений;

2) скоростно-силовые, проявляющиеся при выполнении быстрых движений преодолевающего и уступающего характера или при быстром переключении от уступающей к преодолевающей работе.

Собственно силовые способности человека могут проявляться при удержании в течение определенного времени предельных отягощений с максимальным напряжением мышц (статический характер работы) или при перемещении предметов большой массы. В последнем случае скорость практически не имеет значения, а прилагаемые усилия достигают максимальной величины (характер работы по спортивной терминологии медленный, динамический, «жимовой»). В соответствии с таким характером работы мышечная сила может быть статической и медленной динамической.



Рис. 1 Связь между силой и скоростью в преодолевающем и уступающих режимах (по Б. Абботу)

V1 и V2 - скорость уменьшения и увеличения длины мышцы;

P1 и Р2 - соответствующие этим скоростям величины силы в преодолевающем (миометрическом) режиме;

f1 и f2 - соответствующие величины силы в уступающем (плиометрическом) режиме;

Ро - максимальная изометрическая сила

Скоростно-силовые способности проявляются в действиях, в которых наряду со значительной силой требуется и существенная скорость движения. При этом, чем выше внешнее отягощение, тем больше действие приобретает силовой характер, чем меньше отягощение, тем больше действие становится скоростным.

Формы проявления скоростно-силовых способностей во многом зависят от характера напряжения мышц в том или ином движении, который выражается в различных движениях скоростью развития силового напряжения, его величины и длительности. Важной разновидностью скоростно-силовых способностей является «взрывная» сила -- способность проявлять большие величины силы в наименьшее время. Она имеет существенное значение при старте в спринтерском беге, в прыжках, метаниях, ударных действиях в боксе и т.д.

Если зарегистрировать динамограмму отталкивания при прыжке вверх с места у квалифицированного спортсмена и новичка, то кривая взрывного усилия у мастера спорта показывает не только высокий уровень проявления силы но и достижение ее за очень короткий промежуток времени (рис. 2).

Рис. 2 Проявление «взрывной» силы при прыжке вверх у мастера спорта (1) и начинающего спортсмена (2)

Видно, что у мастера спорта не только высокий уровень проявления силы, но и самое главное то, что максимальных величин силы он достигает за очень короткий промежуток времени. Кривая взрывного усилия трехкомпонентна и качественно определяется такими свойствами нервно-мышечного аппарата, как максимальная сила мышц, способность к быстрому проявлению внешнего усилия в начале рабочего напряжения мышц (стартовая сила), способность к наращиванию рабочего усилия в процессе разгона перемещаемой массы -- ускоряющая сила. Установлено, что эти свойства в той или иной степени присущи человеку любого возраста, пола, независимо от того, занимается он спортом или нет, и вида двигательной деятельности.

Уровень развития «взрывной» силы можно оценить с помощью скоростно-силового индекса, который вычисляется по следующей формуле:

J = F max / t max ,

где: J-- скоростно-силовой индекс;

F max -- максимальное значение силы, показанной в данном движении;

t max -- время достижения максимальной силы.

Силу мгновенно проявить нельзя. Мышцам необходимо время, чтобы проявить максимальную силу. Установлено, примерно через 0,3 с от начала движения мышца проявляет силу, равную 90% от максимума. В то же время в спорте есть много движений, которые выполняются за время меньшее, чем 0,3 с. К примеру, время отталкивания в беге у сильнейших спринтеров длится 100--60 мс, в прыжках в длину 150 мс, в прыжках в высоту способом «фосбюри-флоп» -- 180 мс, на лыжах с трамплина -- 200--180 мс, финальное усилие в метании копья примерно 150 мс. В этих случаях человек не успевает проявить максимальную силу. Поэтому ведущим фактором силовых способностей будет не сама величина проявляемой силы, а скорость ее нарастания, т.е. градиент силы. Подтверждением этому служит уменьшение времени, затрачиваемого на выполнение движений в метании копья, толкании ядра, отталкивании в беге, прыжке и т.д., с ростом квалификации спортсменов. О величине градиента силы можно судить по значениям тангенса угла наклона касательной к кривой F(t) на начальном участке (рис. 3). Его величина характеризует уровень развития стартовой силы.

Таким образом, в скоростно-силовых упражнениях повышение максимальной силы может не привести к улучшению результата. На спортивном жаргоне это означает, что человек «накачал» такую силу мышц, которую не успевает проявить в короткое время. Следовательно, человек, имеющий меньшие силовые показатели, но высокие значения градиента, может выиграть у соперника с большими силовыми возможностями.

Рис. 3 Кривые нарастания силы у двух спортсменов

Из рис. 3 видно, что у спортсмена А -- большая сила и низкий градиент силы. У спортсмена Б, наоборот, градиент силы высок, а максимальные силовые возможности небольшие. При большой длительности движения (t3), когда оба спортсмена успевают проявить свою максимальную силу, преимущество оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения движения очень коротко (меньше ti), то преимущество будет на стороне спортсмена Б. В результате современных исследований выделяется еще одно новое проявление силовых способностей, так называемая способность мышц накапливать и использовать энергию упругой деформации («реактивная способность"). Она характеризуется проявлением мощного усилия сразу же после интенсивного механического растяжения мышц, т.е. при быстром переключении их от уступающей работы к преодолевающей в условиях максимума развивающейся в этот момент динамической нагрузки (см. рис.1). Предварительное растягивание, вызывающее упругую деформацию мышц, обеспечивает накопление в них определенного потенциала напряжения (неметаболической энергии), который с началом сокращения мышц является существенной добавкой к силе их тяги, увеличивающей ее рабочий эффект.

Установлено, что чем резче (в оптимальных пределах) растяжение мышц в фазе амортизации, тем быстрее переключение от уступающей работы мышц к преодолевающей, тем выше мощность и скорость их сокращения. Сохранение упругой энергии растяжения для последующего сокращения мышц (рекуперация механической энергии) обеспечивает высокую экономичность и результативность в беге, прыжках и других движениях. К примеру, у гимнастов время перехода от уступающей работы к преодолевающей имеет высокую связь с уровнем прыгучести. Отмечена высокая зависимость между реактивной способностью и результатом в тройном прыжке с разбега, в барьерном беге, в тяжелоатлетических упражнениях, а также между импульсом силы при отталкивании с подседом в прыжках на лыжах с трамплина. В практике физического воспитания различают также абсолютную и относительную мышечную силу человека.

Абсолютная сила характеризует силовой потенциал человека и измеряется величиной максимально произвольного мышечного усилия в изометрическом режиме без ограничения времени или предельным весом поднятого груза.

Относительная сила оценивается отношением величины абсолютной силы к собственной массе тела, т.е. величиной силы, приходящейся на 1 кг собственного веса тела. Этот показатель удобен для сравнения уровня силовой подготовленности людей разного веса. Для метателей диска, молота, толкателей ядра, штангистов тяжелых весовых категорий большее значение имеют показатели абсолютной силы. Это связано с тем, что между силой и массой собственного тела наблюдается определенная связь: люди большего веса могут поднять большее отягощение и, следовательно, проявить большую силу. Не случайно поэтому штангисты, борцы тяжелых весовых категорий стремятся увеличить свой вес и тем самым повысить свою абсолютную силу. Для большинства же физических упражнений неизмеримо важнее показатели не абсолютной, а относительной силы -- в беге, прыжках, в длину и высоту, гребле, плавании, гимнастике и др. К примеру, выполнить упражнение «упор руки в стороны» на кольцах («крест») способен тот гимнаст, у которого относительная сила приводящей мышцы руки к весу тела равна или больше единицы. Уровень развития и проявления силовых способностей зависит от многих факторов. Прежде всего на них оказывает влияние величина физиологического поперечника мышц: чем он толще, тем при прочих равных условиях большее усилие могут развивать мышцы. При рабочей гипертрофии мыши в мышечных волокнах увеличивается количество и размеры миофибрилл и повышается концентрация саркоплазматических белков. При этом внешний объем мышц может увеличиваться незначительно, поскольку, во-первых, повышается плотность укладки миофибрилл в мышечном волокне, во-вторых, уменьшается толщина кожно-жирового слоя над тренируемыми мышцами. Сила человека зависит от состава мышечных волокон. Различают «медленные» и «быстрые» мышечные волокна. Первые развивают меньшую мышечную силу напряжения, причем со скоростью в три раза меньшей, чем «быстрые» волокна. Второй тип волокон осуществляет в основном быстрые и мощные сокращения. Силовая тренировка с большим весом отягощения и небольшим числом повторений мобилизует значительное число «быстрых» мышечных волокон, в то время как занятия с небольшим весом и большим количеством повторений активизируют как «быстрые". так и «медленные» волокна. В различных мышцах тела процент «медленных» и «быстрых» волокон неодинаков, и очень сильно отличается у разных людей. Стало быть, с генетической точки зрения они обладают разными потенциальными возможностями к силовой работе.

На силу мышечного сокращения влияют эластичные свойства, вязкость, анатомическое строение, структура мышечных волокон и их химический состав.

Существенную роль в проявлении силовых возможностей человека играет регуляция мышечных напряжений со стороны ЦНС. Величина мышечной силы при этом связана:

- с частотой эффекторных импульсаций, посылаемых к мышце от мотонейтронов передних рогов спинного мозга;

- степенью синхронизации (одновременности) сокращения отдельных двигательных единиц;

- порядком и количеством включенных в работу двигательных единиц.

Перечисленные факторы характеризуют внутримышечную координацию. Вместе с тем на проявление силовых способностей влияет также согласованность в работе мышц синергистов и антагонистов, осуществляющих движение в противоположных направлениях (межмышечная координация). Проявление силовых способностей тесно связано с эффективностью энергообеспечения мышечной работы. Важную роль при этом играет скорость и мощность анаэробного ресинтеза АТФ, уровень содержания креатинфосфата, активность внутримышечных ферментов, а также содержание миоглобина и буферные возможности мышечной ткани. Максимальная сила, которую может проявить человек, зависит и от механических особенностей движения. К ним относятся: исходное положение (или поза), длина плеча рычага и изменение угла тяги мышц, связанного с изменением при движении длины и плеча силы, а следовательно, и главного момента силы тяги; изменение функции мышцы в зависимости от исходного положения; состояние мышцы перед сокращением (предварительно растянутая мышца сокращается сильно и быстро) и т.д.

Сила увеличивается под влиянием предварительной разминки и соответствующего повышения возбудимости ЦНС до оптимального уровня. И наоборот, чрезмерное возбуждение и утомление могут уменьшить максимальную силу мышц. Силовые возможности зависят от возраста и пола занимающихся, а также от общего режима жизни, характера их двигательной активности и условий внешней среды. Наибольший естественный прирост показателей абсолютной силы происходит у подростков и юношей в 13-14 и 16-18 лет у девочек и девушек в 10--11 и 16--17 лет. Причем самыми высокими темпами увеличиваются показатели силы крупных мышц разгибателей туловища и ног. Относительные же показатели силы особенно значительными темпами возрастают у детей 9--11 и 16--17 лет. Показатели силы у мальчиков во всех возрастных группах выше, чем у девочек. Индивидуальные темпы развития силы зависят от фактических сроков полового созревания. Все это необходимо учитывать в методике силовой подготовки.

В проявлении мышечной силы наблюдается известная суточная периодика: ее показатели достигают максимальных величин между 15--16 часами. Отмечено, что в январе и феврале мышечная сила нарастает медленнее, чем в сентябре и октябре, что, по-видимому, объясняется большим потреблением осенью витаминов и действием ультрафиолетовых лучей. Наилучшие условия для деятельности мышц -- при температуре +20° С.

1.4 Физиологические характеристики силы

Любые движения человека - это результат согласованной деятельности ЦНС и периферических отделов двигательного аппарата, в частности скелетно-мышечной системы. Без проявления мышечной силы никакие физические упражнения выполнять невозможно.

Сила - это, как принято в современной механике, всякое действие одного материального тела на другое, в результате которого происходит изменения в состоянии покоя или движения тела.

В специальной научно-методической литературе имеется несколько определении мышечной силы как двигательного качества.

Одни авторы рассматривают мышечную силу как способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечных усилии, другие - как способность проявлять за счет мышечных усилии определенные величины силы, третьи - как способность за счет мышечного напряжения проявлять определенные величины силы. Все эти определения почти равноценны.

Чрезвычайно важной особенностью мышечной силы, проявляемой в динамическом режиме, является то, что ее проявление может быть мгновенным. Наибольшая величина мгновенной силы будет характеризовать максимальную динамическую силу. Однако, как известно, проявление мышечной силы при выполнении любого движения всегда протекает во времени. В этом случае конечный эффект постоянного проявления силы во времени определяется импульсом силы - F*t.

Исследуя механизмы динамики мышечного сокращения при преодолении на инерционном динамографе, Н.Н. Гончаров при обработке полученных данных ввел понятие средняя сила, которая, по его расчетам, равна 50% максимальной динамической силы. Средняя динамическая сила представляет собой условную величину, удобную для оценки эффекта действия силы по полной амплитуде движения и максимальном волевом усилии. При статическом режиме работы мышц сила замеряется как абсолютная и относительная статическая сила.

Скелетные мышцы, общее количество которых у человека свыше 600, состоят из связок мышечных волокон (клеток), которые иннервируются моторными нервами. Каждый моторный нерв имеет многочисленные ответвления и соединения с мышечными волокнами. В результате раздражения моторного нерва происходит сокращение мышечных волокон моторной единицы. Между поперечником моторного нерва и размером моторной (двигательной) единицы существует связь. Большие моторные нервы имеют также более высокий порог и меньшую возбудимость, чем более тонкие моторные нервы. В одной мышце находятся небольшие, легко отделяемые моторные единицы, которые труднее выделить и которые используются реже.

Гистологически определены два вида мышечных волокон: красные и белые, каждый из которых имеет функциональную характеристику. Белые мышечные волокна предназначены для быстрых, мощных, резких сокращений. В отличии от белых волокон меньшие по размеру красные волокна, которых в мышцах человека около 30%, показывают меньшую силу на одну моторную единицу и в 3 раза большее время сокращения. Моторные единицы, состоящие из красных мышечных волокон, не могут поднимать такие же веса, как моторные единицы из белых мышечных волокон, и склонны к медленным сокращениям. Однако они могут выполнять более длительную работу за счет хорошего кровяного снабжения и большой плотности митохондрий. Как в красных, таки в белых моторных единицах может быть разное количество волокон, однако моторные единицы из красных мышечных волокон имеют тенденцию к меньшему количеству волокон, более тонкому сечению, и поэтому более часто происходит их смена в работе.

Расположение мышечных волокон существенным образом влияет на силу мышц. Волокна, идущие параллельно продольной оси мышцы, не так сильны, как те которые расположены наклонно. Что касается механической активности мышечных волокон, то исследования последних лет объясняют ее как «скольжение» нитей актина и миозина относительно друг друга вследствие последовательного образования и разрушения, молекулярных актомиозиновых связей, образование которых происходит спонтанно.

Говоря о механических свойствах активной мышцы, необходимо помнить о наличии тех многообразий, сочетание которых характеризует механическая динамика мышечного сокращения.

Мышечная сила человека при прочих равных условиях пропорциональна площади физиологического поперечника мышцы. Это еще отметил немецкий физиолог Е. Вебер (1846). Известно, что 1 см. мышцы поднимает от 6 до 10 кг безотносительно к тому, тренирован или не тренирован ее обладатель.

Зависимость мышечной силы от физиологического поперечника мышцы признают все специалисты в области анатомии и физиологии. В то же время в работах по физиологии отмечается, что важнейшим фактором проявления силы является не периферическое изменение, а регуляция работы мышц со стороны нервных центров.

Современной спортивной физиологией установлено, что степень мышечного напряжения может изменяться под воздействием ЦНС, важнейшее значение при этом имеет мобилизация сократительных возможностей тех мышц, которые осуществляют необходимое усилие. Это связано с оптимальным ритмом импульсов в мышце и, таким образом, со степенью сокращения их мышечных волокон и с адаптационно-трофическим воздействием вегетативных нервов на мышцу.

В несколько схематичном виде величина мышечного напряжения в живом организме определяется двумя факторами: импульсацией, приходящей к мышце от мотонейронов передних рогов спинного мозга; условно говоря, реактивностью самой мышцы, то есть силой с которой она отвечает на определенный импульс.

Реактивность мышцы зависит от следующих факторов:

ее физиологического поперечника;

макроморфологических и гистологических особенностей строения;

трофического влияния ЦНС, осуществляемого через адреналосимпатическую систему;

г) длины мышцы в данный момент.

При этом ведущим механизмом, позволяющим срочно изменять степень напряжения мышцы, является характер эффекторной импульсации. Применение электромиографии при изучении механизмов мышечного напряжения позволило выявить, что с нарастанием напряжения в мышце амплитуда регистрируемых потенциалов увеличивается.

Важным моментом для понимания механизма мышечного напряжения является то, что по мере роста проявления мышечной силы частота колебания потенциала одной двигательной единицы может возрасти с 5 - 6 до 35 - 40 раз в секунду. Однако поскольку предельная частота колебаний намного меньше частоты, при которой мышца начинает трансформировать ритм поступающих в нее импульсов, можно полностью согласиться с мнением В.М. Зациорского о том, что деятельность мышцы не связана с трансформацией ритма, как это предполагали ранее. Исследования показали, что частота импульсов линейно пропорциональна развиваемой кинетической энергии. Что же касается амплитуды токов действия одного миона, то она, как правило, не изменяется.

Только при различии пороговых значений амплитуда токов действия может увеличиться из-за неодновременного включения в работу отдельных волокон. Что касается электроактивности всей напрягаемой мышцы, то она также возрастает по мере роста величины ее напряжения, но до определенного предела.

Таким образом говоря о механизме регулирования мышечного напряжения, можно предположить, что оно осуществляется двумя путями: изменением активности различного количества двигательных единиц и частотой нервной импульсации.

При мышечных напряжениях, когда они не доходят до предельных величин, регуляция мышечной силы происходит за счет изменения различного количества двигательных единиц.

В основе регуляции двигательных единиц в этом случае лежит механизм асинхронности. По данным русского ученого Р.С. Персон, асинхронизация определяется проприоцертивным влиянием, которое накладывается на синхронную импульсацию центральных и моторных структур. При этом степень напряжения не регулируется потенциалом отдельных импульсов, поскольку первое волокно является проводником импульсов, характеризующихся постоянной величиной потенциала. В результате создаются условия для получения большей надежности при значительной пропускной способности накала и принципиальной простоте, что позволяет обеспечивать передачу возбуждения в широком диапазоне при относительно небольшом применении частоты импульсации (В.М. Зациорский).

В тех случаях, когда мышечное напряжение достигает предельной активности, в основе его регуляции лежит синхронизация двигательных единиц.

Величина проявления силы при выполнении физических упражнений во многом зависит от формирования условных рефлексов, которые обеспечивают необходимую концентрацию процессов возбуждения и торможения и вовлечение в однократное максимальное сокращение наибольшего числа двигательных единиц (Д.Е.) при оптимальном возбуждении мышцах-антагонистах (А.В. Коробков).

В напряжении мышцы, как полагает целый ряд исследователей, участвуют не все двигательные единицы. При этом чем сильнее возбуждение, тем большее число Д.Е. принимает участие в сокращении. Наибольшее проявление силы может быть достигнуто (если прочие условия равны) при одновременном сокращении максимально возможного количества всех двигательных единиц в мышце.

Механизм градации мускуляторного напряжения является важным фактором увеличения мышечной силы. Ведущим механизмом, изменяющим величину мышечного напряжения, является характер нервной импульсации. Как уже говорилось, с повышением величины проявления силы частота колебаний одной нервно-мышечной единицы может возрастать с 5 - 6 до 35 - 40 колебаний в секунду, и она пропорциональна развиваемой кинетической энергии, а что касается суммарной активности мышцы, то она возрастает до определенного предела.

При синхронном раздражении мышцы двумя стимулами проявляемая сила значительно больше, чем при асинхронном.

Если у нетренированных людей синхронизируется обычно не более 18 -20% регистрируемых импульсов, то с ростом тренированности это число значительно возрастает.

Понять более глубокие особенности синхронизации позволяет рассмотрение механизма рекрутирования Д.Е. Согласно имеющимся на сегодня данным, при напряжении мышцы активность Д.Е. начинается в определенной последовательности. Вначале Д.Е. образуют так называемый стержень, который по мере повышения напряжения в мышце концентрически увеличивается. Поскольку синхронизация связана с предельным мышечным напряжением, длится она ограниченное время. Синхронизация активности мионов и произвольное сокращение является одним из механизмов внутримышечной координации на уровне мышечных волокон. Что касается деятельности центрально-нервных механизмов синхронизации, то иннервирующая мускульный аппарат веретен гамма-моторная система в данном случае не играет существенной роли. Эффекторная импульсация поступает от соответствующих отделов головного мозга через мотонейрон непосредственно в мышечные волокна. Согласно данным Т. Хеттингера, если принять всю мышечную потенциальную возможность человека за 100%, то обычно автоматические действия требуют менее 20% всего силового потенциала. Область обычных физиологических резервов - менее 40%, а с включением резервов свыше 60% наступает так называемый мобилизационный порог, за которым следуют экстренные резервы, доходящие до 100% - абсолютного мышечного потенциала.

До настоящего времени неясным в механизмах регуляции мышечного напряжения является деятельность центрально-нервных механизмов. Исследования, выполненные в последние годы, дают возможность предполагать, что имеется по крайней мере три ведущих механизма. Один из них, в основе которого лежит рефлекс на растяжение (миотатический рефлекс), связан с регуляцией напряжения при сохранении положения тела. Изменение позы тела меняет и растяжение мышечных веретен, тем самым способствуя возбуждению их рецепторного аппарата, что в свою очередь рефлекторно вызывает изменение мышечного напряжения растянутых мышц.

При выполнении движений, не требующих проявления максимальной мышечной силы, для дозирования мышечного напряжения используется другой механизм. В этом случае высшие нервные центры определяют в основном необходимые величины пространственных, временных и скоростных параметров движения. Что касается нужных комбинаций мышечных напряжений, то он осуществляется более низко расположенными нервными отделами. Известно, что эффекторная импульсация поступает сначала не в мышечные волокна, а в мускульный аппарат мышечных веретен, что приводит к изменению натяжений в них и соответствующему возбуждению их рецепторного аппарата. Далее регуляция осуществляется по схеме миотатического рефлекса.

При выполнении движений, требующих предельных величин проявления мышечной силы, эффекторная импульсация поступает от соответствующих отделов головного мозга через мотонейроны прямо в Д.Е.

В экспериментальных исследованиях было показано, что предварительно растянутая до определенной оптимальной степени мышца сокращается сильнее и быстрее.

Следовательно, использование эластичных свойств мышцы также будет способствовать проявлению большой силы. В динамической анатомии такую работу мышц принято называть баллистической. И.М. Сеченов писал: «Груз действует на мышцы одновременно в двух противоположных направлениях - растягивает ее как всякое упругое тело, и усиливает в то же время развитие в ней сократительных осей».

Величина рефлекторной реакции во многом зависит, как указывал И.П. Павлов, от силы воздействующего раздражителя. В этом и заключается свойство нашего «двигателя» - приспосабливать свои силы к величине преодолеваемых сопротивлений, причем внешние силы (отягощения) вызывают действие внутренних сил (мышц). Таким образом, к основным факторам, оказывающим влияние на проявление силы мышц человека, относятся величина внешнего сопротивления, состояние внутренней среды организма, координация движений, величина мышечной массы. Величина мышечной силы может увеличиваться за счет любого из этих факторов.

Коротко коснемся понятия «абсолютная сила». Введено оно для сравнения максимальной силы отдельных, изолированных мышц человека. Физиологи вкладывают в этот термин различный смысл: одни рассматривают абсолютную силу как отношение величины максимальной силы к величине физиологического поперечника мышцы, другие под абсолютной силой понимают величину того предельного груза, который мышца уже не в состоянии поднять. Так, И.С. Беритов отмечает «то максимальное напряжение или та максимальная сила, которую мышца развивает при сокращении в случае, когда она уже не в состоянии поднять груз, называется «абсолютной силой».

Таким образом, с одной стороны, физиологи установили, что сила человека пропорциональна массе мышц, с другой стороны, биологи доказали, что с увеличением массы у представителей одного и того же класса животных, например млекопитающих, уменьшается относительная сила, то есть отношение абсолютной величины максимальной силы к весу тела.

Исследования физиологов показали, что эта закономерность распространяется и на человека. Так, для сравнения степени развития максимальной силы у тяжелоатлетов различных весовых категорий А.Н. Крестовников употребляет термины «абсолютная» и «относительная» сила мышц. Этого мнения придерживаются и другие исследователи. Силу характеризуют как динамическую или статическую в зависимости от режима мышечной деятельности.