CC BY
55
ТРЕНИРОВКА СКОРОСТНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ БЕГУНОВ НА 400 м НА ОСНОВЕ SMART-ТЕХНОЛОГИЙ ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИИ
В.Д. КРЯЖЕВ, В.Л. РОСТОВЦЕВ, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК; С.В. КРЯЖЕВ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва
Аннотация
Для подготовки четырех квалифицированных бегунов-студентов, специализирующихся на дистанции 400 м, с целью повышения максимальной скорости в течение 5 недель проводились 10 тренировочных занятий, включающих бег на коротких отрезках (10 раз по 20 м с хода). В тренировке использовался метод срочной информации о скорости бега, частоте и длине беговых шагов, реализованный на базе электронного секундомера с фотодатчиками и видеозаписи на смартфоне с частотой съемки 240 к/с. Спортсменам давалось задание повышать скорость бега на каждом последующем 20-метровом отрезке за счет варьирования усилий, длины и частоты беговых шагов. В ходе эксперимента зафиксировано повышение максимальной скорости бега в среднем по группе с 9,32 ± 0,23 м/с до 9,87 ± 0,29 м/с. Увеличение скорости обеспечивалось повышением частоты (с 4,21 ± 0,019 до 4,38 ± 0,10 шаг/с) и длины беговых шагов (2,21 ± 0,063 до 2,23 ± 0,057 м) при большем влиянии частоты. Высокая достоверность повышения скоростных возможностей подтверждается улучшением среднего времени семи лучших попыток от начального к заключительному занятию (с 2,191 ± 0,028 до 2,092 ± 0,0 с при P < 0,01). Результат бега на 200 м у участников эксперимента улучшился с 23,22 ± 0,27 с до 22,95 ± 0,24 с или на 0,27 с. Обсуждается возможность разработки мобильного приложения для смартфона с целью автоматической регистрации скорости бега и параметров бегового
шага в процессе тренировки.
Ключевые слова: бег на 400 м, тренировка, скоростные возможности, Smart-технологии.
TRAINING THE SPEED CAPABILITIES IN 400 m RUNNERS BASED ON SMART EXPRESS INFORMATION TECHNOLOGIES
V.D. KRYAZHEV, V.L. ROSTOVTSEV, FSBIFSC VNIIFK; S.V. KRYAZHEV, MSTU named after E.E. Bauman, Moscow
Abstract
In the training of 4 qualified runners-students specializing in the 400 m distance for 5 weeks used 10 training sessions, which contained running on short stretches (10 times 20 m from the turn) to increase the maximum speed. The training method used the method of urgent information about the speed of running, frequency and length of running steps, implemented on the basis of an electronic stopwatch with photo sensors and video recording on a smartphone with a frequency of 240 k/s. The sportsmen's increased running speed on each 20-metre distance due to varying effort, length and frequency of running steps. During the experiment, the maximum speed of running increased in the group from 9.32 ± 0.23 m/s to 9.87 ± 0.29 m/s. Improvement in speed is provided by increasing the frequency (from 4.21 ± 0.019 to 4.38 ± 0.101 1/s) and length of running steps (from 2.21 ± 0.063 to 2.23 ± 0.057 m) with a greater frequency effect. The high reliability of the speed boost is confirmed by the improvement in the average time of the 7 best attempts from the initial to the key session (from 2.191 ± 0.028 to 2.092 ± 0.0 s at P < 0.01). The result in the 200 m run for the participants of the experiment improved from 23.22 ± 0.27 s to 22.95 ± 0.24 s or 0.27 s. The possibility of developing a mobile application for a smartphone to automatically record running speed
and running parameters during the friction process is discussed.
Keywords: 400 m running, training, speed abilities, Smart-technologies.
Введение
В 1962 г. профессором В.С. Фарфелем был сформулирован принцип срочной информации в совершенствовании техники спортивных движений. Применительно к бегу это может быть информация о скорости бега, частоте беговых шагов, величине вертикальных колебаний центра масс, посадочной скорости стопы и т.д. [1]. Спортсмен во время бега получает эту информацию и корректирует свои движения в соответствии с выбранным критерием. В качестве критерия может быть использован уровень энергозатрат или максимальная скорость [2].
Максимальная скорость бега, которую может развивать спортсмен, является одним из наиболее значимых факторов, определяющим результат в беге на 400 м [3]. Однако это качество весьма консервативно, обусловлено генетически и с трудом поддается тренировке у взрослых спортсменов. Практика показывает, что после использования интенсивных тренировок на коротких отрезках с максимальной скоростью наступает так называемый «скоростной барьер», и скорость дальше не растет
[4, 9].
Для преодоления скоростного барьера было разработано устройство на основе использования Smart-технологий, которое позволяет получать информацию о максимальной скорости бега и параметрах беговых шагов. Блок-схема устройства представлена на рис. 1.
Для определения частоты шагов на остановленном кадре отмечается постановка стопы на опору 1-го и 5-го шага. С помощью мобильного приложения определяется время 5 беговых шагов с точностью 0,01 с. Дальнейшие вычисления производятся по формулам:
T 1 V 20
T = ; F = — ;L = —; V.„„ = — ,
T„,
F„,
T
1 on
где: Тш - время шага (с); Т5ш - время 5-ти шагов (с); Т20 - время на 20-метровом отрезке (с); - частота беговых шагов (шаг/с); Ьш - длина бегового шага (м); V - скорость бега (м/с).
Методика эксперимента
В эксперименте участвовали четыре квалифицированных бегуна на 400 м, студенты и аспиранты московских вузов - два кмс и два спортсмена 1 разряда. Характеристики спортсменов представлены в табл. 1.
.........*..........
Смартфон
Рис. 1. Блок-схема устройства экспресс-информации о скорости бега и параметрах беговых шагов
Таблица 1
Характеристики участников эксперимента
№ п/п Спортсмен Возраст (лет) Рост (см) Вес (кг) Результат(с)
100 м 400 м
1 К.С.В. 20 180,5 64,5 11,61 49,93
2 А.Е.В. 26 185,3 76,4 11,32 49,31
3 В.К.С. 22 181,1 68,3 11,66 51,64
4 М.Р.Г. 19 180,6 72,7 11,84 52,32
После весенних и летних соревнований, которые проходили в мае и июне в летнем подготовительном периоде (июль - август), были проведены 10 скоростных тренировок 2 раза в неделю в течение 5-недельного мезоцикла подготовки. В остальные дни недели выполнялся кроссовый бег в лесу в сочетании с силовыми, прыжковыми, и специальными беговыми упражнениями.
Экспериментальное занятие включало в себя: разминку (бег трусцой - 10 мин, общеразвивающие упражнения - 20 мин, беговые упражнения - 10 мин, ускорения); основную часть (10 раз по 20 м с хода через 2 мин отдыха и бег на 200 м в полную силу); заминку (бег трусцой на 2 км).
Во время бега с помощью электронного секундомера автоматически фиксировалось время преодоления 20-метровых отрезков, а с помощью видеокамеры смартфона -время 5 беговых шагов.
Первые 3 отрезка спринтерского бега выполнялись на уровне примерно 90-95% от максимума. Обычно это 2,30-2,20 с на 20-метровом отрезке. Затем скорость повышалось до максимума за счет варьирования частоты шагов и усилий отталкивания. Примерно на 6-м - 8-м отрезке достигалась максимальная скорость бега. При стабилизации и снижении максимальной скорости бега занятие прекращалось. После 15-минутного отдыха выполнялся бег на 200-метровую дистанцию. Всего за 5 недель проведено 10 экспериментальных тренировочных занятий.
Результаты эксперимента
Полученные в ходе эксперимента данные представлены в табл. 2. Показано, что результаты улучшились у всех спортсменов. В беге на 20 м с хода результат улучшился в среднем с 2,145 ± 0,060 с до 2,027 ± 0,067 с, т.е. на 0,118 с (на 5,5%). В беге на 200 м средний результат улучшился с 23,22 ± 0,27 с до 22,95 ± 0,24 с или на 0,27 с - для бегунов на 400 м это время является весьма значимым результатом. Максимальная скорость бега спортсменов экспериментальной группы в процессе занятий возросла в среднем с 9,32 ± 0,23 м/с до 9,87 ± 0,29 м/с.
Динамика максимальной скорости на дистанции 20 м с хода
Анализ биомеханических характеристик бегового шага показывает, что повышение скорости бега достигалось как за счет частоты, так и длины беговых шагов (табл. 2) при преимущественном влиянии роста частоты беговых шагов. Так, если средняя частота беговых шагов до эксперимента составляла 4,21 ± 0,019 шаг/с, то на 10-й тренировке экспериментальной программы составила в среднем 4,38 ± 0,101 шаг/с (3,9%). Длина шага за время эксперимента в лучших попытках в беге на 20 м с хода увеличилась в среднем с 2,21 ± 0,063 до 2,25 ± 0,057 м, т.е. на 4 см (1,8%).
Таблица 2
бега и параметров бегового шага за время эксперимента
№ п/п Спортсмен Лучший результат Т20 (с) Частота шагов Fш (шаг/с) Длина шага Lш (м) Результат бега на 200 м (с)
До После До После До После До После
1 К.С.В. 2,15 1,98 4,21 4,53 2,20 2,23 23,1 22,8
2 А.Е.В. 2,06 1,96 4,22 4,34 2,30 2,33 22,9 22,7
3 В.К.С. 2,17 2,08 4,18 4,31 2,20 2,23 23,4 23,1
4 М.Р.Г. 2,20 2,09 4,22 4,34 2,15 2,20 23,5 23,2
5 В среднем 2,145 ± 0,060 2,027 ± 0,067 4,21 ± 0,019 4,38 ± 0,10 2,21 ± 0,063 2,25 ± 0,057 23,22 ± 0,27 22,95 ± 0,24
Однако говорить о достоверности наблюдаемых в процессе эксперимента изменениях скорости бега по данным табл. 2 затруднительно, ввиду незначительного для статистического анализа количества испытуемых (п = 4). Эту проблему можно решить, используя данные о выполнении семи лучших попыток в беге на 20 м с хода в первом и заключительном тренировочном занятии. Анализ этих данных представлен в табл. 3. Показано, что
средний результат семи попыток в беге на 20 м с хода на максимальной скорости с высокой степенью достоверности улучшился за время эксперимента не только в целом по группе (с 2,191 ± 0,028 до 2,092 ± 0,023 с при Р < 0,01), но и у каждого спортсмена в отдельности. Это объясняется высокой точностью измерения временных отрезков и малой дисперсией результатов при беге с максимальной
скоростью у каждого из спортсменов.
Таблица 3
Динамика среднего результата семи попыток спринтерского бега на 20 м с хода в первой и последней тренировке эксперимента
№ п/п Спортсмен Средний результат Т20 ± О (с) Разница (с) Достоверность различий
1-я тренировка 10-я тренировка N Т Л эмп. Т кр. P
1 К.С.В. 2,181 ± 0,030 2,072 ± 0,081 0,109 7 4,1 3,05 < 0,01
2 А.Е.В. 2,136 ± 0,053 2,038 ± 0,068 0,98 7 3,3 3,05 < 0,01
3 В.К.С. 2,207 ± 0,030 2,116 ± 0,034 0,91 7 9,1 3,05 < 0,01
4 М.Р.Г. 2,241 ± 0,038 2,143 ± 0,041 0,98 7 8,2 3,05 < 0,01
5 В среднем 2,191 ± 0,028 2,092 ± 0,023 0,99 28 6,4 2,66 < 0,01
Значимость повышения скоростных возможностей бегунов в ходе эксперимента подтверждается и данными, представленными на рис. 2. Линия динамики средних результатов на 20-метровых отрезках на заключительном тренировочном занятии лежит значительно ниже кривой,
характеризующей 1-е тренировочное занятие, и вне зоны среднеквадратического отклонения. Представленные на рисунке данные отражают и характер тренировочного занятия. Первые 3-4 отрезка выполнялись не в полную силу, спортсмены настраивались на оптимальный ритм.
2,40
2,30
о
я
5 2,20
е
р
m
2,10
Ч;;
• 1-я тренировка
• 10-я тренировка
* ♦ I I ♦
+ М f I
1 234 56789 10 Попытки
Рис. 2. Динамика средних значений
времени преодоления семи 20-метровых отрезков на 1-й и 10-й тренировках
На следующих 4 отрезках за счет получения экспресс-информации бегуны улучшали результат в каждой из последующих попыток. Затем наступало истощение возможностей повышения результативности.
Обсуждение
Полученные результаты не являются неожиданными. В спринтерской тренировке исследователи и раньше получали схожие результаты [7]. Известно, что с точки зрения энергетики для каждой скорости бега существует своя оптимальная частота шагов [5, 6]. В отталкивании при максимальной скорости проявляются близкие к максимальным усилия [7]. Однако индивидуальная максимальная скорость бега достигается при индивидуальной максимальной частоте [8]. Это подтверждено и результатами нашего эксперимента. Наибольший успех наблюдался при настрое спортсмена на бег с максимальной частотой. При этом решающее значение имела экспресс-информация, получаемая спортсменом сразу после выполнения попытки, которая позволяла бегуну анализировать эффективность своих действий.
Укажем на преимущества и перспективы используемой нами технологии. Во-первых, это удобный метод получения, обработки и хранения информации, который позволяет оперативно управлять ходом тренировки. Во-вторых, это возможность передачи данных по интернету на сервер главного тренера или федерации и возможность
организации контроля тренировочного процесса в реальном времени. К недостаткам метода следует отнести необходимость установки лазерных датчиков и ручной ввод моментов постановки ноги при обработке видеозаписи на смартфоне. Однако эти недостатки в будущем могут быть легко устранены за счет разработки специальных мобильных приложений для распознавания образа пересечения бегуном метки отрезка дистанции и момента постановки ноги. В этом случае тренер получает удобное устройство для управления тренировкой на базе смартфона. От него требуется только произвести видеозапись, все остальное будет фиксироваться автоматически.
Заключение
Результаты эксперимента показывают возможности повышения максимальной скорости бега в процессе подготовки бегунов на 400 м на основе использования БтаЛ-технологий срочной информации о скорости бега и параметрах бегового шага. За 10 специальных тренировочных занятий, проведенных в течение 5-недельного мезоцикла, максимальная скорость бега в группе квалифицированных спортсменов возросла в среднем на 5,6% (9,32 ± 0,23 м/с до 9,87 ± 0,29 м/с). Повышение скорости обеспечивалось повышением частоты (с 4,21 ± 0,019 до 4,38 ± 0,10 шаг/с) и длины беговых шагов (с 2,21 ± 0,063 до 2,23 ± 0,057 м) при большем влиянии частоты.
Показано, что средний результат семи попыток в беге на 20 м с хода на максимальной скорости с высокой степенью достоверности улучшился за время эксперимента не только в целом по группе (с 2,191 ± 0,028 до 2,092 ± 0,023 с при Р < 0.01), но и каждого спортсмена в отдельности.
Повышение скоростных качеств обеспечило улучшение результата бега на 200 м у участников эксперимента с 23,22 ± 0,27 до 22,95 ± 0,24 с, или на 0,27 с как в среднем по группе, так и у каждого из спортсменов в отдельности.
Перспективы развития представленного нами метода связаны с автоматизацией регистрации момента постановки стопы на опору и регистрацией момента пересечения бегуном контрольных отметок на видеозаписи смартфона, что возможно реализовать на основе разработки специальных мобильных приложений.
Литература
1. Бурбан, Ф.М. Влияние установки на формирование компонентов скорости (длины и частоты шагов) в беге на короткие дистанции: автореф. дис. ... канд. пед. наук. -М.: ГЦОЛИФК, 1972. - 21 с.
2. Зациорский, В.М. Физические качества спортсмена: основы теории и методики воспитания [3-е изд.] / В.М. Зациорский. - М.: Советский спорт, 2009. -192 с.
3. Кряжев, В.Д. Совершенствование беговых движений / В.Д. Кряжев. - М.: ВНИИФК, 2002. - 191 с.
4. Озолин, Э.С. Спринтерский бег / Э.С. Озолин. - М.: Человек, 2010. - 176 с.
5. Ростовцев, В.Л. Биологическое обоснование технологии применения внетренировочных средств для повышения работоспособности спортсменов высокой квалификации: автореф. дис. ... докт. биол. наук / В.Л. Ростовцев. - М., 2009.
6. B.T. van Oeveren. Optimal stride frequencies in running at different speeds. - NCBI https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/29059198 (2017).
7. Morin, J.-B, Edouard, P., Samozino, P. Technical Ability of Force Application as a Determinant Factor of Sprint Performance. - Medicine & Science in Sports & Exercise 43.9 (2011): 1680-688.
C*)
8. Stride Length vs. Stride Frequency in Reaching Max Speed https://simplifaster.com/.../stride-length-vs-stride-frequency/ 1 мая 2018 г. - By Dr. Hristo Stoyanov. Biomechanical Parameters and Speed Development.
9. Snyder, K.L., Farley, C.T. Energetically optimal stride frequency in running: the effects of incline and decline. -J. Exp. Biol. - 2011. - June 15; 214 (pt. 12). - Pp. 20892095.
References
1. Burban, F.M. (1972), Impact of setting on forming components of speed (the length and frequency of steps) in the run for short distances: Avtoref dis. ... Ph.D (Pedagogics), M.: GCOLIFK, 21 p.
2. Zatsiorskiy, V.M. (2009), Physical qualities of an athlete: the basics of theory and methodology of education [3 ed.], M.: Sovetskiy sport, 192 p.
3. Kryazhev, V.D. (2002), Improve running movements, M.: VNIIFK, 191 p.
4. Ozolin, E.S. (2010), Sprint running, M.: Chelovek, 176 p.
5. Rostovtsev, V.L. (2009), Biological justification for the use of off-training technology tools to enhance the health of sportsmen of high qualification: Autoref. Dis. ... Doct. Biology, Moscow.
6. Van Oeveren, B.T. (2017), Optimal stride frequencies in running at different speeds, NCBI https://www.ncbi.nlm. nih.gov/pubmed/29059198
7. Morin, J.B., Edouard, P. and Samozino, P. (2011), Technical Ability of Force Application as a Determinant Factor of Sprint Performance, Medicine & Science in Sports & Exercise, 43.9, pp. 1680-688.
8. Stoyanov H. (2018), Biomechanical Parameters and Speed Development, Stride Length vs. Stride Frequency in Reaching Max Speed, https://simplifaster.com/.../stride-length-vs-stride-frequency/ 1 may 2018.
9. Snyder, K.L. and Farley, C.T. (2011), Energetically optimal stride frequency in running: the effects of incline and decline, J. Exp. Biol, June 15; 214 (pt. 12), pp. 20892095.
