CC BY
101
ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТАРТОВОГО РАЗГОНА В ЛЕГКОАТЛЕТИЧЕСКОМ СПРИНТЕ И ФУТБОЛЕ
Д.О. БУЛЫКИН, Ал. А. ШАЛМАНОВ,
РГУФК
Аннотация
Данная работа посвящена изучению основных закономерностей передачи силы действия по замкнутой биокинематической цепи и выявлению факторов, лимитирующих эффективность этой передачи, при выполнении стартового разгона футболистов и спринтеров. Выявлено, что при малых значениях угла в коленном суставе давление ног на опору обеспечивается активностью главным образом четырехглавой и ягодичной мышц, однако при углах больше 125° в работу включаются двусуставные мышцы задней поверхности бедра и голени. Вклад маховых движений в улучшение времени разгона у футболистов меньше, чем у спринтеров, что показывает недостаточность их прыжковой подготовки. Среднее значение оптимального темпа у спринтеров статистически достоверно больше, чем у футболистов. Явление физиологического резонанса при оптимальном темпе взаимодействия спортсменов с опорой обусловлено мышечной композицией, а следовательно, влиянием супраспинальных и миотатических рефлексов.
Abstract
The paper is devoted to study of the basic laws of force transfer of action on closed biokinematic circuit and revealing of the factors limiting efficiency of this transfer, at performance of starting dispersal of the football players and sprinters. Is revealed, that at small importance of a corner in a knee joint the pressure of legs on a support is provided with activity mainly by qadriceps and gluteal muscles, however at corners it is more 125° in work are included bijoint muscles of a back surface hip and shin.
The contribution flying of movements in improvement of time of dispersal at the football players is less, than at sprinters, that shows insufficiency of jump training. The average importance of optimum rate at sprinters is statistically authentic more, than at the football players. The phenomenon of a physiological resonance at optimum rate of interaction of the sportsmen with a support is caused muscle composition, and, hence, by influence supraspinal and myotactic reflexes.
Ключевые слова: наземные локомоции, основной кинематический механизм, замкнутая биокинематическая цепь, стартовый разгон, координация движений верхних и нижних конечностей, физиологический резонанс.
В проблеме совершенствования спортивно-технического мастерства весьма актуальными являются вопросы, связанные с поиском и биомеханическим обоснованием рациональной техники выполнения двигательных действий в различных видах спорта [2]. Решение этой проблемы необходимо искать прежде всего в биомеханических особенностях строения и функции опорно-двигательного аппарата человека [3, 4]. При этом обучение технике выполнения отталкивания от опоры и маховым движениям в наземных локомоциях должно базироваться на научно-методической основе.
Данная работа посвящена изучению основных закономерностей передачи силы действия по замкнутой био-кинематической цепи и выявлению факторов, лимитирующих и определяющих эффективность этой передачи, при выполнении стартового разгона футболистов и спринтеров.
В экспериментах приняли участие 42 испытуемых. Среди них футболисты клубов «Динамо» и «РГУФК»,
а также две группы спринтеров - спортсмены I разряда и КМС - МС. В лабораторных экспериментах и педагогических тестированиях использовались хронометрия и тензодинамометрия (тензоплатформа ВИСТИ). Данные обрабатывались методами математической статистики.
Реализационная эффективность техники стартового разгона. В этих экспериментах анализировалась взаимосвязь между максимальной статической силой давления ног на опору при различных углах в коленном суставе и временем стартового разгона с высокого старта.
Согласно литературным данным, при малых значениях угла в коленном суставе максимум силы давления ног (ноги) на опору обеспечивается активностью, главным образом, четырехглавой и ягодичной мышц. Однако при углах больше 125° в работу включаются двусуставные мышцы задней поверхности бедра и голени -двуглавая и икроножная [3].
Полученные нами данные это подтверждают (рис. 1). В частности, спринтеры проявили почти вдвое большую, как абсолютную, так и относительную силу, при малом значении угла в коленном суставе. Различия между их средними значениями статистически достоверны при р<0,001. Очевидно, это обусловлено тем, что они выполняют разбег с низкого старта.
Полученные в первом эксперименте результаты позволили выдвинуть предположение о том, что выполнение стартового разгона на больших углах в коленном суставе на первых 3-4 шагах позволит спортсменам сократить его время. Испытуемым предложили ставить ногу при разгоне в сторону на всю стопу с ее разворотом наружу. Такой способ мы назвали «силовым». Результаты пе-
дагогического тестирования на дистанции 15 м подтвердили справедливость выдвинутой гипотезы. Так, например, в обеих группах спринтеров наблюдалось статистически достоверное уменьшение времени разгона, соответственно с 2,31 с до 2,24 с (р<0,05) и с 2,19 с до 2,09 с (р<0,001). Вклад постановки стоп «силовым» способом у спринтеров высокой квалификации составил 0,098 с и был статистически достоверно больше (р<0,05), чем у спринтеров I разряда (0,064 с), соответственно 4,1 и 2,5%.
Давление на опору через плюснефаланговый сустав при угле в коленном суставе 130° было в среднем на 23,9% меньше, чем при давлении «силовым» способом -на всю стопу (рис. 2). Для угла в 155° реализационная эффективность в передаче усилия по замкнутой кинема-
125
□ Спр. ■ Фут.
Рис. 1. Зависимость силы давления ног на опору в статическом режиме от угла в коленном суставе КС у футболистов и спринтеров
Примечание. Давление на опору осуществлялось двумя ногами на всю стопу.
Рис. 2. Зависимость силы давления ноги на опору от способа постановки стопы и угла
в коленном суставе
тической цепи - таз, бедро, голень, стопа и фаланги пальцев - была меньше на 30% (2479N от 3541№).
Результаты корреляционного анализа показали следующее:
1. Время трех способов стартового разгона зависит от максимальной силы мышц ног, зарегистрированной в статических условиях при угле в коленном суставе 125° (г = -0,98).
2. На время стартового разгона «силовым» способом отталкивания ногами от опоры на первых 4-5 шагах разбега влияет также максимальная сила мышц ног при угле в коленном суставе 155° (г = -0,67).
3. С высокого старта спринтеры разгонялись в среднем на 3,36% медленнее, чем с низкого (2,39±0,05 с и 2,31±0,06 с соответственно - при обычном способе постановки стоп, 2,29±0,06 с и 2,22±0,04 с - при «силовом»).
Координация движения верхних и нижних конечностей в стартовом разгоне на 15 м и в прыжках вверх с места. Результаты педагогического тестирования показали, что вклад маховых движений в улучшение времени разгона у футболистов меньше, чем у спринтеров разной квалификации (5,6, 8,5 и 9,1% соответственно, табл. 1). Различия между средними значениями статистически достоверны.
Мы объяснили этот факт прежде всего следующими обстоятельствами:
- наличием единоборства за мяч, которое не позволяет сформировать у футболистов рациональную технику маховых движений руками;
- отсутствием целенаправленной методики обучения этим движениям на ранней стадии формирования спортивно-технического мастерства у юных футболистов;
- на рост спортивного мастерства спринтеров оказывает влияние техника маховых движений руками.
Оценка умения футболистов команды «Динамо» использовать маховые движения руками, а также собственно силовые возможности мышц ног и их упругие свойства в трех видах прыжков вверх показала следующее.
1. Увеличение высоты прыжка за счет амортизации, т.е. использования упругих свойств мышц нижних конечностей у футболистов «Динамо» в среднем составило 12,2% (с 0,33±0,07 м в прыжке без амортизации и маха руками до 0,38±0,08 м при амортизации).
2. Использование маховых движений руками позволило увеличить высоту прыжка в среднем еще на 9,7%. Следовательно, суммарный вклад был равен 22% при условии, что средняя высота прыжка составила
0,41±0,08 м. Высота прыжка рассчитывалась по импульсу силы реакции опоры.
Значения коэффициента вариации (У%) для трех типов прыжков вверх с места показали неоднородность состава этой группы футболистов (18,4, 20,4 и 22,7%). Все это указывает на справедливость сделанного выше вывода о недостаточной прыжковой подготовке футболистов команды.
Из литературных данных известно, что в обычном прыжке вверх с места с махом руками средняя величина вклада этих движений около 15%. Величина вклада маховых движений руками у игроков специализации футбол (РГУФК) - не более 7% [1].
По нашим данным, у футболистов более высокой квалификации техника выполнения этих движений лучше, но весьма далека от рациональной. Например,
Таблица 1
Влияние маховых движений руками на результат стартового разгона футболистов и спринтеров
15 м с махом руками і (с) 15 м (руки за спиной) і (с) с махом (руки за спиной) Аі (с)
Футболисты команды РГУФК (п = 18)
Ср.значение 2,62 2,76 0,14 (5,1%)
Ст. отклонение 0,06 0,06 0,05
У% 2,44 2,33 39,48
Спринтеры I разряд (п = 9)
Ср.значение 2,31 2,54 0,23 (8,5%)
Ст. отклонение 0,07 0,08 0,10
У% 2,90 3,07 42,86
Спринтеры КМС и МС (п = 9)
Ср.значение 2,19 2,39 0,20 (9,1%)
Ст. отклонение 0,02 0,06 0,06
У% 1,07 2,67 27,60
Обозначения: А1 - разница между результатами стартового разгона с махом и без маха руками.
у отдельных волейболистов она равна, по литературным данным, 25%, т.е. при прыжке на 1 м 0,25 м обеспечивалось за счет координации движений между верхними и нижними конечностями [6].
Явление физиологического резонанса при взаимодействии с опорой футболистов и спринтеров. В наземных локомоциях циклического характера при взаимодействии спортсмена с опорой происходит активное растягивание мышц нижних конечностей - уступающий режим их сокращения. Представляет особый интерес изучить вопрос о возможном рефлекторном возбуждении этих мышц по механизму стретч-рефлекса. Его реализация возможна только при оптимальном значении темпа бега.
Согласно литературным данным, величина оптимального темпа в этих заданиях не связана с ростом, весом и величиной внешней нагрузки на мышцы нижних конечностей [5]. Этот феномен, по мнению авторов, связан с явлением физиологического резонанса. Они выдвинули обоснованное предположение о том, что величина оптимального темпа зависит от мышечной композиции и поэтому этот показатель консервативен и индивидуален. Так, у стрелков из лука и пистолета, а также у танцоров его средняя величина равна соответственно 2,1 Гц; 2,0 Гц и 2,1 Гц. В эту же группу вошли пловцы - 1,98 Гц. Максимальная средняя величина этого показателя у акробатов - 2,54 Гц.
Поскольку скорость на дистанции зависит от произведения длины шагов на их темп, была проведена оценка значений оптимального темпа у футболистов и спринтеров и по полученным средним ориентирам - косвенная оценка мышечной композиции их нижних конечностей.
В качестве теста были выбраны прыжки на месте с оптимальным (удобным для испытуемых) темпом и соответствующей ему высотой прыжков на одной и двух ногах (реализация основного кинематического механизма -разгибание ног и выпрямление туловища). Метрологическая надежность этого теста считается отличной. Упражнение выполнялось испытуемыми без маховых движений руками.
Величина оптимального темпа рассчитывалась из отношения количества прыжков на тензоплатформе ко времени их выполнения за 15 с (табл. 2).
Выявлено, что среднее значение оптимального темпа у спринтеров статистически достоверно больше, чем у футболистов (р<0,05). По классификации, приведенной выше [5], их можно отнести к представителям видов спорта, характеризующимся анаэробными процессами обеспечения двигательной деятельности, тогда как футболистов - ближе к аэробным.
Приведенные коэффициенты вариации указывают на значительную однородность группы футболистов по показателям оптимального темпа. Учитывая, что мышечная композиция определяется наследственными факторами и генетически является консервативным показателем, можно утверждать, что на комплектацию клубных команд влияет процесс естественного отбора футболистов по их энергетическим возможностям.
Обобщая полученные нами данные и результаты, можно констатировать следующее:
- испытуемые субъективно подбирали высоту выпрыгивания и напряжение сократительной компоненты мышцы в момент постановки стопы на опору с тем, чтобы обеспечить такую длину и скорость растягивания мышц ног (ноги), при которых их рефлекторное возбуждение приходилось бы на момент завершения амортизации;
- совпадение темпа при отталкивании одной или двумя ногам свидетельствует в пользу влияния физиологических, а не биомеханических факторов (масс-инерционных характеристик, упругих свойств мышц) на организацию и управления мышечной активностью, в противном случае на величину оптимального темпа повлияли бы вес и рост испытуемых;
- при отборе спортсменов и комплектации команд необходимо учитывать значения оптимального темпа спортсменов. Так, полученные коэффициенты вариации указывают на значительную однородность группы футболистов клуба «Динамо» по показателям оптимального темпа (V = 4,72%).
Таблица 2
Средние значения оптимального темпа у футболистов команды «Динамо» и спринтеров
Показатели На левой ноге (Гц) На правой ноге (Гц) На 2-х ногах (Гц)
Футболисты (п = 9)
Ср. значения 2,23 2,27 2,23
Ст. отклонение 0,11 0,12 0,11
У% 4,72 5,09 4,72
Спринтеры КМС и МС (п = 9)
Ср. значения 2,43 2,43 2,49
Ст. отклонение 0,26 0,28 0,25
У% 11,7 10,7 10,0
Выводы
1. Биомеханические особенности строения нижних конечностей тела человека влияют на реализационную эффективность стартового разгона футболистов и спринтеров. Реализация силового потенциала зависит от способа постановки ног на опору на первых шагах разбега.
2. Уровень скоординированности движений верхних и нижних конечностей определяется спецификой двига-
тельной деятельности в избранном виде спорта и квалификацией спортсменов.
3. Явление физиологического резонанса при оптимальном темпе взаимодействия спортсменов с опорой в наземных локомоциях обусловлено мышечной композицией, а следовательно, влиянием супраспинальных и миотатических рефлексов.
Литература
1. Аладашвили Г.А. Прыжковая подготовленность футболистов: Метод. разработки для ВШТ. - М.: РГАФК, 1998. - 25 с.
2. Биомеханика: Учеб. для ин-тов физ. культ. / Под ред. Д.Д. Донского, В.М. Зациорского. - М.: ФиС, 1979. -264 с.: ил.
3. Зациорский В.М., Аруин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. - М.: ФиС, 1981. - 144 с.
4. Коц Я.М. Организация произвольного движения. -М.: Наука, 1975. - 248 с.: ил.
5. Тхоревский В.И., Шалманов Ал.А., Шалманова И.Г. Биомеханическое обоснование явления физиологического резонанса в наземных локомоциях: Сб. научных трудов ученых РГУФК. - М.: РГУФК, 2004. - С. 125-126.
6. Шалманов Ал.А., Шалманов Ан.А. Основные механизмы взаимодействия с опорой в прыжковых упражнениях: Методические рекомендации для слушателей ВШТ, факультетов усовершенствования и повышения квалификации. - М.: ГЦОЛИФК, 1990. - 48 с.
