CC BY
19ТРЕНЕР
УДК: 796.342
новый способ измерения динамических сил
при нанесении удара в теннисе
Петр Журек1, Матвей Рынкевич2, Влодимир Староста3, Здислав Колачковский5, Ева Циманн4, Ричард Копаньский1, Тадеуш Рынкевич1
1 Академия физической культуры в Познани, факультет физической культуры в Гожове, Польша
2 Многоотраслевое предприятие Знак-тест «Матвей Рынкевич», Богданец, Польша
3 Высшая школа физической культуры и туризма, Белосток, Польша
4 Академия физического воспитания и спорта, кафедра физиологии, Гданьск, Польша
5 Высшее государственное профессиональное училище, Гожов Великопольский, Польша
OF STRENGTH OF STROKE AT
NEW METHOD MEASUREMENT BALL IN TENNIS
Piotr Zurek1, Mateusz Rynkie-wicz2, Wiodzimierz Starosta3, Zdzistaw Koiaczkowski1, Ewa Zi-emann4, Tadeusz Rynkiewicz1
1Eugeniusz Piasecki University School of Physical Education, Poznan, Extramural Faculty of Physical Culture, Gorzow Wlkp, Poland 2PW Znak-Test Mateusz Rynkie-wicz-www.znaktest.pl, Bogdaniec, Poland
3International Association of Sport Kinetics. High School of Physical Education and Tourism, Biatystok, Poland
4University School of Physical Education and Sport, Department of Physiology, Gdansk, Poland Key words: dynamic strength, tennis, sport level, tennis serve, juniors. Tennis is a game with a typical structure of acyclic movements, requiring condition and coordination abilities. Amongst those is the level of dynamic strength, which has a significant impact on the sporting achievements in tennis.
The purpose of the study was to assess the utility of a new method of measuring the dynamic strength of a serve. It was assumed that the strength developed during the shot is related to the ability of effective implementation of the serve. The study participants were members of the Polish national tennis team (n = 14) aged M±SD = 16.2+1.1 years. Dynamic strength of the serve was measured using strength sensors attached to the tennis racket. The average strength of a series of 10 custom serves was analyzed. The mean value of strength developed during the serve into the left and right service box amounted to M+SD =32.0+0.6 N and M+SD =29.0+0.7 N, respectively. The player ranked no. 1 in Poland developed one of the highest values of serving strength when serving into the left service box.
Based on those findings, one cannot unequivocally conclude an association between the dynamic strength and the sports level expressed by the rank in relatively less experienced players. The results still require validation by a wider scaled study, which includes a larger number of players with a more diverse experience and sport level.
3
Ключевые слова: тензодатчи-ки, метод, сила, теннис, спортивный уровень, подача, нападающий удар, юниоры.
Введение. Теннис - это игра, требующая высокого уровня проявления как кондиционных, так и координационных способностей на различных высокоинтенсивных отрезках игры (König et. al., 2001; Cardoso-Marques, 2005; Girard et al., 2006]. Среднее время каждого отрезка матча (M ± SD), в котором преобладают анаэробные процессы, зависит от пола (у женщин оно равно 7,1 ± 2,0 с, у мужчин - 5,2 ± 1,8 с), а также от вида теннисного корта: среднее время на жестком корте - 6,0 ± 2,0 с, на земляном - 7,7 ± 1,7 с; на травяном - 4,3 ± 1,6 с (Elliott et al., 1985; Richers, 1997; O'Donoghue, Ingram, 2001; Reid, Schenker, 2008). Среди двигательных качеств, определяющих уровень работоспособности в теннисе, следует отметить величину динамической силы, проявляемой спортсменом в процессе игры (Bergeron et al., 1991; Schönborn, 2006; Kovacs, 2007) (риа 1). Проведенные ранее исследования теннисистов в основном посвящены оценке энергетического потенциала спортсменов и анализу биохимических показателей (Reilly et al., 1994; Christmass et al., 1998; Ferrauti et al., 2001; Perry et al., 2004; Smekal, 2005; Elliott, 2007, Hornery et al., 2007; Kovacs, 2007; Psalman, 2008; Karnia et al., 2010; Zurek et al., 2010). В то же время очень редко проводятся исследования механических характеристик технических действий теннисистов во время игры (Bahamonde, 2000; Elliott, 2000; Gordon, Dapena, 2006; Chow et al., 2009).
Считается, что сервис (подача) является одним из ключевых ударов в тенниса (Elliott, 2001; O'Donoghue, Ingram, 2001; Pugh et. al. 2003; Johnson, McHugh, 2006; de Subijana, Navarro, 2010). Успешное выполнение труднoй для принятия противником подачи требует во время удара по мячу проявления динамической силы. Мышечная сила - одна из фундаментальных двигательных качеств, проявления которых измеряются на основе суммы моментов мышечных сил или определяются опосредованно по максималь-
ному значению внешнего сопротивления, преодолеваемого во время выполнения двигательной задачи (Яупк^^, 2003).
В связи с важностью подачи в теннисе и мышечной силы при ее выполнении целью настоящей работы являлось определение пригодности нового метода измерения динамической силы, развиваемой при выполнения подачи (нападающего удара).
В соответствии с принятой гипотезой сила, развиваемая спортсменом при ударе, связана с уровнем его спортивной подготовки, рейтингом Польского теннисного союза.
Методика и организация исследования. В качестве испытуемых обследовались 16 теннисистов сборной Польши. Возраст спортсменов -16,2±1,1 года, масса тела - 69,1 ± 8,8 кг, рост - 179,5 ± 4,7 см (см. таблицу). Большинство игроков имели спортивную квалификацию класса мастеров и уровня I спортивного разряда. Исследования проводились в центре Польской федерации тенниса во время регулярных учебных консультаций.
Динамическую силу во время удара измеряли с помощью тензометрических датчиков, прикреплённых к теннисной ракетке. Измерительная накладка была прикреплена к ракете с помощью двух клипов, а сигнальный провод накладки стабилизировали скотчем. Прикрепление датчиков на ракетке не вли-
яло негативно на технику выполнения ударов (см. рис. 1).
Регистратор, прикрепленный на бедрах спортсменов, был оборудован картой памяти типа flash емкостью 32 MB и двумя дифференциальными каналами для тензодатчиков. Регистратор работает от трех аккумуляторов типа AAA - 3,6 V (рис. 2). Весь комплекс находился в пластмассовом корпусе с гнездами для подключения преобразователей, аккумуляторов и гнездом мини USB для связи с компьютером.
Результаты эксперимента записывались на карту памяти регистратора. Обслуживание, контроль, программирование показателей регистрируемых ударов, передача зарегистрированных показателей на компьютер и их стандартное представление проводились с использованием компьютерной системы Windows XP. Устройство может также работать в режиме on-line с непосредственной передачей результатов измерений на компьютер в реальном масштабе времени (Nosarzewski et. al., 2009; Staniak, 2009).
Перед измерениями теннисист выполнял стандартную разминку. Рассчитывалась средняя сила 10 ударов, выполняемых каждым спортсменом в два сервисные поля (рис. 3).
Рис. 2. Регистратор усилий, развиваемых при выполнении теннисистом нападающего удара (подачи)
Рис. 1. Расположение тензодатчиков на теннисной ракетке
Биометрические характеристики обследуемых теннисистов, п=14
№ Показатель M±SD Min Max
1 Возраст, лет 16,2±1,1 15 18
2 Вес тела, кг 69,1±8,8 53 81
3 Длина тела, см 179,5±47 170 186
4 ИМТ, кг/м2 20,9±1,9 17 23,4
5 Жировая масса (ЖМ, %) 8,5±0,8 4 11,8
6 Мышечная масса (ММ, кг) 35,3±2,1 28.1 42,1
7 Тренировочный стаж, лет 9,4±1,3 7 12
Рис. 3. Теннисист с регистратором силы нападающего удара (подачи)
Результаты регистрации были подвергнуты обработке и анализу с помощью статистической программы Statistica 8 (Statsoft, Inc. USA). Определяли среднее арифметическое, стандартное отклонение и достоверность различий сравниваемых показателей. Для определения достоверности различий применялся тест U Manna-Whitneya, или T.
Результаты исследования и их обсуждение. Среднее значение динамической силы, развиваемой теннисистом во время выполнения нападающего удара в левое сервисное поле, составляло в исследованной группе 32,0±.0,6 N, а индивидуальные результаты колебались от 21,0 до 41,0 N. Среднее значение динамической силы удара в правое сервисное поле составляло 29,0±0,7 N при индивидуальном разбросе от 20,0 до 44 N. Для большинства спортсменов характерными были наибольшие усилия в левое сервисное поле. При этом не выявлено существенной разницы в развиваемых усилиях при подаче мяча в отдельные сервисные поля (рис. 4).
В исследуемой группе не выявлено статистически значимой связи между динамической силой, проявляемой теннисистами при выполнении нападающего удара, и спортивным уровнем, определяемым по месту, занимаемому спортсменом в рейтинге Польского теннисного сою^. Не выявлено также существенной зависимости между величиной развиваемой динамической силы, массой и длиной тела испытуемых.
Наибольшие усилия при выполнении серии ударов в левое поле выявлены у спортсмена, классифицированного под № 1 в Польше. Усилия, проявляемые им при подаче в правое поле, находились
60 -I
^ 50 -
¡5 40 -и
I 30т о
О- 20 -10 -о -
□ Правое поле □ Левое поле
Ё
м
Р1 ММ КМ 25 ¿г ОМ МК КО ОС КО СО СС 1.0 [1] [2] [3] [4] [9] [10] [11] [12] [14] [25] [27] [30] [34] [-]
Игроки и звания [п=14]
Рис. 4. Результаты измерений силы подачи и рейтинг теннисистов во время исследований (п = 14)
□ Правое поле
Левое поле
3
Подача
Рис. 5. Результаты измерений силы нападающего удара юниоров Польши
на уровне средних значений для всей группы. В большинстве последующих подач (сервисах) спортсмен № 1 проявлял более высокую динамическую силу при выполнении серии ударов в левое сервисное поле (см. рис. 4, 5).
Подача - ключевой удар в теннисе. Высокий уровень его выполнения является одним из условий достижения значительных результатов в игре. Это особенно важно в соревнованиях мужчин, у которых скорость полета мяча при ударе часто достигает (и даже превышает) 200 км/ч, значительно выше, чем у женщин. При этом проявляются различия, связанные с разницей в высоте тела, с большими значениями силы удара и с применением наиболее плоских ударов, характеризуемых наименьшей ротацией (О'Доногуэ, Инграм, 2001).
Женщины подают мяч с меньшей силой, и поэтому скорость его полета на несколько десятков километров в час меньше, чем у мужчин. При этом они выполняют удары с большей точностью, придавая мячу большую боковую ротацию (слайс) и так называемый кич-сервис (мяч с высоким отскоком). Ключевая подача, выполняемая женщинами, характеризуется также изменчивостью направления и высоты удара, которые являются дополнительными элементами, затрудняющими адекватную реакцию противника (Фернандес-Фернандес и др., 2008).
Нападающий удар - единственный удар, на который противник не оказывает никакого влияния. Выполняется подающим в произвольно выбранный момент. Поэтому перед выполнением удара при подаче спортсмен находится в комфортном, стабильном положении (Багамондэ, 2000). Эффективной подачей признается удар, приносящий в игре очки, полученные за так называемые мастерские подачи и вынужденные ошибки рэтурновэ и косвенные очки, когда выполненная подача делает невозможным контратаку противника, а также когда позволяет осуществить атаку и получить очки за выполнение удара с лёта или смешем. Подчеркивается, что выполнение эффективного и трудного для противника ключевого удара зависит от высокого уровня двигательной координации (Starosta, 2003), скорости удара в его конечной фазе, способности сохранять равновесие и уровня динамической силы (Круляк, 1999; Схэнборн, 2006; Гордон, Дапэна, 2006).
Большинство спортсменов исследуемой группы проявляло большие усилия при выполнении нападающего удара в левое сервисное поле. Такая отличительная особенность типична для праворуких спортсменов, которых в исследуемой группе было большинство. Вероятно, это обусловлено разным углом нанесения удара право-и леворукими теннисистами. Наблюдения свидетельствуют о том, что леворукие спортсмены при выполнении подачи в правое сервисное поле имеют большую вероятность попасть мячом во внешнюю часть корта. Это для них особенно выгодно при игре с праворукими спортсменами в связи с направлением удара на бэк-хенд (backhand) - обычно менее эффективный удар
у большинства спортсменов. В анализируемой группе не выявлено существенной разницы в проявлениях силы нападающего удара при выполнении подачи в оба поля, правое и левое. Однако при этом выявлен значительный индивидуальный разброс результатов. Следует подчеркнуть, что место в рейтинге представляет собой равнодействующую спортивного уровня и активности спортсмена и не обязательно соответствует действительному уровню предрасположенности спортсмена.
Наибольшие усилия при выполнении серии ударов в левое поле выявлены у спортсмена, классифицированного под № 1 в Польше. Этот теннисист проявил меньшие усилия при подаче мяча в правое поле. Типичные для него значения проявляемой силы находились на среднем для всей исследованной группы уровне. На основе анализа полученных результатов нельзя сделать однозначного вывода о существовании связи между динамической силой и уровнем подготовленности спортсмена и местом, определяемым в рейтинге Польского теннисного союза.
По результатом обследования теннисистов, относящихся к группе кадетов и юниоров, нельзя сделать однозначного вывода о наличии существенной связи динамической силы со спортивным уровнем. Другие результаты представлены в публикациях касающихся обследований взрослых спортсменов (Схэнборн, 2006; Ковацс, 2007). В них также показано отсутствие прямой зависимости уровня аэробной работоспособности и уровня спортивной подготовленности теннисистов (Карня и др., 2010).
Вероятно, в исследуемой группе молодых теннисистов наибольшее влияние на уровень соперничества и актуальную рейтинговую позицию могут оказывать такие факторы, как уровень двигательной координации, техника ударов и направленность тренировки на развитие скорости и ловкости. Некоторые спортсмены компенсируют слабый нападающий удар качественными ударами из глубины корта ^огИепСет I ЬекИепСет) или у сетки ударом с лёта, в которых существенны такие факторы, как изменчивость ротации, направления и темпа удара, а также высота поданного мяча ^и^ак е1 а1., 2008). Вероятно, для получения достоверных результатов необходимы дополнительные измерения динамической силы большого количества спортсменов, дифференцированных по полу, возрасту, стажу, спортивной квалификации и уровню подготовленности.
Выводы
1. Предложенная тензометрическая методика позволяет регистрировать проявления динамической силы и ее изменения в реальном масштабе времени при выполнении ключевого нападающего удара. Устройство не нарушает техники выполнения удара.
2. Теннис - дисциплина со сложной техникой, и на спортивный результат влияет много факторов. Умение выполнять подачу - главное, но не решающее условие. Поэтому важно применение предлагаемого
метода для определения уровня развиваемой динамической силы при выполнении других ударов, например forhendu i bekhendu.
3. Исследуемые теннисисты характеризовались значительной асимметрией относительно развиваемой силы. Примененный метод регистрации усилий позволяет выявлять асимметрию в выполненных ударах, а полученная информация может способствовать повышению эффективности выполняемых движений.
4. Использованный измерительный метод позволяет также регистрировать ускорения ракетки, проявляемые при нанесении ударов. В дальнейших исследованиях целесообразно регистрировать и анализировать ускорения ракетки в параллельной и перпендикулярной к направлению удара плоскостях.
5. В возрастных группах обследованных польских теннисистов (в категориях кадетов и юниоров) не выявлено существенной взаимосвязи между величиной динамической силы, развиваемой во время нападающего удара, и спортивным уровнем, определяемым по месту спортсмена в рейтинге Польского теннисного союза. Существенные же различия в величинах развиваемой силы выявлены лишь у отдельных испытуемых.
6. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что в дальнейшем необходима переаттестация и конкретизация полученных результатов посредством выполнения дополнительных измерений на многочисленной группе спортсменов, дифференцированных по полу, стажу, квалификации и уровню спортивной подготовленности.
Литература
1. Chow J, Park S.A., Tillman M.D. (2009) Lower trunk kinematics and muscle activity during different types of tennis serves, Sports Medicine, Arthroscopy, Rehabilitation, Therapy & Technology, 1:24, 1-14.
2. Elliott B. (2007) Biomechanics and tennis, Br J Sports Med., 40, 392-396.
3. Fernandez-Fernandez J., Sanz-Rivas D., Fernandez-Garcia B., Mendez-Villanueva A. (2008) Match activity and physiological load during a clay-court tennis tournament in elite female players, Journal of Sports Sciences, 26(14), 1589-1595.
4. Gordon B.J., Dapena J. (2006) Contributions of joint rotations to raquet speed in the tennis serve, Journal od Sport Sciences, 24(1), 31-49.
5. Hornery D.J., Farrow D., Mujika I., Young W. (2007) Fatigue in Tennis - Mechanisms of Fatigue and Effect on Performance, Sports Med.; 37 (3): 199-212.
6. Kovacs M. (2007) Tennis Physiology,Training the Competitive Athlete, Sports Med.; 37 (3): 189-198.
7. Karnia M., Garsztka T., Rynkiewicz M., Rynkiewicz T., Zurek P., tuszczyk M., Sledziewska E., Ziemann E. (2010) Physical Performance, Body Composition and Body Balance in Relation to National Ranking Positions in Young Polish Tennis Players, Baltic Journal of Health and Physical Activity, Volume 2, No 2, 113-123.
8. Psalman V. (2008) Dynamic balance and its diagnostics by using 3D biomechanical analysis. Facta Universitatis: Series Physical Education & Sport, 6 2:105-109.
9. Rynkiewicz T. (2003) Struktura zdolnosci motorycznych oraz jej globalne i lokalne przejawy : rozprawa habilitacyjna, AWF Poznan, seria: Monografie, nr 354, 28-52.
10. Subijana de C., Navarro E. (2010) Kinetic energy transfer during the tennis serve, Biology of sport, vol. 27, 3-11.
Информация для связи с автором:
Поступила в редакцию 10.08.2013 г.
