ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В ТЕХНИКЕ ТОЛКАНИЯ ЯДРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОРТИВНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

вариабельность кинематических показателей в технике толкания ядра в зависимости от спортивной квалификации

УДК/UDC 796.012

Поступила в редакцию 11.03.2020 г.

Анджей Масталеж1

1 Академия физического воспитания Юзефа Пилсудского в Варшаве, Польша

VARIABILITY OF KINEMATICS INDICATORS IN SHOT PUT TECHNIQUE DEPENDING ON SPORTS LEVEL

Andrzej Mastalerz1

1 Jozef Pilsudski University of Physical Education in Warsaw, Poland

Информация для связи с автором: andrzej.mastalerz@awf.edu.pl

Аннотация

Цель исследования - провести сравнительный анализ кинематических показателей спортсменов на соревнованиях разного уровня (международный уровень и национальный уровень).

Методика и организация исследования. В анализе приняло участие 14 спортсменов мирового уровня (правши), 8 спортсменов (5 из которых использовали вращательную технику и 3 - скользящую), которые выполнили попытки во время международных соревнований, и остальные 6 (3 из которых использовали вращательную технику и 3 - скользящую) предприняли попытки во время национальных чемпионатов. Каждый из них выполнил 6 попыток, которые регистрировались двумя высокоскоростными цифровыми видеокамерами, расположенными перпендикулярно друг к другу. С помощью трехмерного программного обеспечения APAS анализировали только успешные попытки.

Двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) использовали для выявления значительных различий в зависимости от двух факторов: ГРУППА (спортивная квалификация) и / или ТЕХНИКА (вращение/скольжение). Уровень вероятности при p<0,05 был взят для оценки значимости существующих различий и корреляций. Статистический пакет: StatSoft, Inc. STATISTICA v. 7 использовали для всех анализов.

Результаты исследования и выводы. В соответствии со средней относительной ошибкой избранные показатели спортсмена и ядра (в основном во время фазы выталкивания) в целом показали низкую вариабельность (ниже 10% в примерно 80% проанализированных случаев). Только в 4 из проанализированных случаев (по двум показателям выталкивания) вариабельность была высокой (>20%), в 9 из случаев вариабельность (в соответствии со средней относительной ошибкой) была средней (10-20%), тогда как в остальных случаях она была низкой (<10%).

Ключевые слова: метание, биомеханические параметры, трехмерный кинематический анализ.

Annotation

Objective of the study was, according to average relative error, to analyze the variability of biomechanical indicators (of athletes and the put) during shot put for the athletes of international level (8 athletes - group A) and for the athletes of national level (6 athletes - group B).

Methods and structure of the study. Each of the athletes performed 6 trials and all videos were collected using two high speed digital cameras placed on the performance field, perpendicular to each other. Only measured trials were analyzed using three dimensional APAS software.

Results and conclusions. According to the average relative error, selected indicators of the athlete and the put (mainly during release) have generally shown low variability (below 10% in about 80% of the analyzed cases). In only 4 out of analyzed cases (for two release indicators) variability was high (>20%), in 9 of cases variability (according to the average relative error) was medium (10%-20%), while in the remaining cases variability was low (<10%).

Keywords: throwing, biomechanical parameters, 3D kinematic analysis.

Введение. В исследованиях, посвященных метаниям, таким как толкание ядра, как правило, анализируют такие параметры выталкивания, как высота, угол и скорость выталкивания снаряда. Наблюдается тесная взаимосвязь между скоростью выталкивания и измеренным расстоянием. Согласно результатам исследования Judge et al. (2011), для достижения максимальной скорости в момент выталкивания необходимо суммирова-

ние сил различных фаз толкания и различных сегментов тела. Скорость выталкивания также обратно пропорциональна углу выталкивания (Hubbard et al., 2001). В соответствии с классификацией тестов физической работоспособности, предложенной Hopkins et al. (2001), прыжковые и метательные задания относятся к категории изоинерционных тестов. При выполнении попыток одним и тем же спортсменом результаты могут суще-

□ и

£ г. CL

ч—

О 0J и

2 CL ' -о с

га

^

О (U .с Н

ственно отличаться. Кроме того, некоторые попытки могут оказаться неудачными (они нарушают правила) и их результаты не учитываются.

Цель исследования - провести сравнительный анализ кинематических показателей спортсменов на соревнованиях разного уровня (международный уровень и национальный уровень).

Методика и организация исследования. В анализе приняло участие 14 спортсменов мирового уровня (правши), 8 спортсменов (5 из которых использовали вращательную технику {(возраст - 26,3 ± 3,2 года; масса тела -124 ± 6,9 кг; длина тела - 1,95 ± 0,08 м) и 3 - скользящую (возраст - 25 ±1 год; масса тела - 116,8 ± 8,6 кг; длина тела - 1,92 ± 0,07 м)}, выполнивших попытки во время международных соревнований (группа А), и остальные 6 {3 из которых использовали вращательную технику (возраст - 25,7 ± 2,5 года; масса тела - 122,7 ± 6,1 кг; длина тела - 1,92 ± 0,06 м) и 3 - скользящую (возраст - 22 ± 2 года; масса тела -110 ± 7,1 кг; длина тела - 1,89 ± 0,02 м)}, предпринявших попытки во время национальных чемпионатов (группа Б). Каждый спортсмен выполнил 6 попыток в финальной части соревнований. Анализировались только успешные попытки (34 в группе A и 27 в группе Б). Две высокоскоростные цифровые камеры (JVC, модель GR DVL-9800), установленные на штативах, были расположены перпендикулярно друг другу (две камеры, закрепленные под углом 90 ° между их оптическими осями) возле сектора для толкания ядра. Все толкания ядра, выполненные 8 участниками группы А и 6 участниками группы Б в квалификационной и финальной части международных и национальных соревнований, регистрировались со скоростью 60 кадров в секунду, а затем анализировались с использованием системы анализа результатов Ariel (APAS). Использовали синхронизированные последовательности данных со всех изображений камер. Для каждого изображения камеры 18 точек были оцифрованы, 16 точек были размещены на теле спортсмена, включая большой палец ноги, лодыжку, колено, бедро, запястье, локоть и плечо левой и правой стороны тела, а также правой руки, подбородка и макушки. Семнадцатая точка была размещена в центре ядра, а последняя (восемнадцатая) - на правом краю сегмента круга для толкания ядра. Анализируемая площадь круга для толкания ядра была откалибрована с помощью эталонной шкалы масштабирования 1,5 х 2 х 1,5 м. Калибровка была основана на восьми контрольных гранях и проводилась до и после завершения соревнования. В процессе анализа учитывали следующие кинематические показатели спортсмена (CG - центр тяжести спортсмена в случае скоростей) и ядра (P - центр ядра) во время выталкивания (RLS - последний контакт спортсмена): Vw - результирующую скорость центра тяжести спортсмена (CG) и центра ядра (P), Vx - горизонтальную скорость центра тяжести спортсмена (CG) и центра ядра (P), Vy - вертикальную скорость центра тяжести спортсмена (CG) и центра ядра (P), SH - разведение плечо-бедро, в_р и в_1 - соответственно угол заднего (правого) и переднего (левого) колена, ф_р и 5J - соответственно

угол плеча и локтя правой руки, X_p и X_l - соответственно угол правого и левого бедра. Определяли средние и стандартные отклонения исследуемых показателей спортсмена и ядра во всех успешно выполненных попытках (в технике вращения и скольжения в группе A - международный уровень и в группе Б - национальный уровень). Различия между переменными сравнивали, используя среднюю относительную ошибку (AV): AV = (X-Xav)/Xav [ %], где AV - средняя относительная ошибка, SD - стандартное отклонение, X - значение каждого показателя выталкивания ядра для каждого спортсмена, Xav - среднее значение каждого показателя выталкивания ядра в соответствии с квалификацией (группой) и применяемой техникой. Двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) использовали для анализа значительных различий в зависимости от двух факторов: ГРУППА (спортивная квалификация) и/или ТЕХНИКА (вращение/скольжение).

Результаты исследования и их обсуждение. Наибольшие различия были обнаружены в S-H в отношении как групп, так и факторов техники (см. таблицу).

Статистически значимые различия в зависимости от фактора ГРУППА (квалификация) были выявлены для AV угловых показателей: 5_p (p<0,0001), X_p (p<0,001) ф_р (p=0,002), S-H (p=0,003), показателей скорости: Vx (CG) (p=0,008), Vx (P) p=0,002, Vy (P) p<0,001, Vw (P) p<0,001. С точки зрения техники, существенные различия были получены для AV по показателям углов: ф_р (p=0,002), S-H (p=0,002) и для AV Vx (P) (p=0,017).

Согласно данным, наибольшее влияние на дальность полета ядра оказывают его результирующая скорость, угол выталкивания и высота центра ядра в момент выталкивания (последний кадр, когда ядро контактирует с толкающей рукой). Последний показатель зависел от антропометрии спортсмена, особенно от высоты и длины толкающей руки (Alexander et al, 1996), поэтому этот показатель можно лишь незначительно улучшить в процессе тренировок. Другие исследования показали, что угол выталкивания у некоторых спортсменов, использующих вращательную технику, изменяется в большей степени, чем у спортсменов, которые отдают предпочтение скользящей технике. Это, по всей видимости, было обусловлено большими отклонениями во время фазы вращения, связанными с более низкой стабильностью спортсмена. Высота выталкивания и некоторые внешние факторы влияли на угол выталкивания в меньшей степени, чем, например, при метании диска или копья. Кроме того, большая вариабельность (согласно AV) выбранных показателей в группе Б была обусловлена более низким уровнем этого соревнования и участием более слабых спортсменов (в группе Б лучшие результаты были ниже 19 м, в то время как в группе Г все спортсмены преодолели отметку в 20 м). В целом, показатели выталкивания и траектории центра тяжести спортсмена и центра ядра оказались весьма сопоставимыми (низкий AV) в толкании ядра. Несколько меньшая вариабельность наблюдалась в попытках спортсменов более высокого уровня из группы A (наибольшая разница в вариабельности между группами A и Б без разделения на два вида техники наблю-

Средние процентные значения средней относительной ошибки (AV) для показателей углов спортсмена и AV для показателей скорости и расстояний в горизонтальном, вертикальном, боковом направлениях и результирующего расстояния от центра тяжести спортсмена (CG) и центра движения ядра (P)

Показатели углов спортсмена CG P

Ф_Р S_p Л_Р Л_1 в_Р PJ S-H Vx Vy Vw Vx Vy Vw

A S 2.8 3.6 2.1 1.4 1.8 1.2 20.5 21.8 9 6.2 2.2 2.3 1.4

G 1.2 2.7 1.5 0.9 1.9 1.2 9.3 20.6 17.7 8.7 1.6 3.6 1.3

B S 2.5 6.4 2.8 2.3 3.4 1.8 32.8 17.6 20 13.1 5.9 5.9 5.1

G 8.7 9.8 2.5 2.4 2.3 1.1 19.4 18.4 18.7 15.6 5.1 10.4 5.1

http://www.teoriya.ru

№ 6 • 2020 Июнь | June

далась в вертикальном скорости центра тяжести спортсмена, а наименьшая - в показателе угла левого колена). При использовании вращающей техники наибольшие различия между группами А и Б были обнаружены в разведении плечо-бедро, вертикальной и горизонтальной скорости центра тяжести спортсмена, а наименьшее - в показателях правого плеча, угла правого бедра и левого колена. При использовании скользяшей техники наибольшие различия наблюдались также в разведении плечо-бедро, показателях вертикальной скорости центра тяжести и вертикальной скорости ядра. Наименьшие различия были выявлены в показателях угла выталкивания и угла левого и правого коленей. Общая средняя вариабельность (при использовании обоих видов техники) горизонтальной скорости центра тяжести спортсмена в группе А была больше, чем в группе Б. В других случаях наблюдалось меньше вариаций (согласно AV) в показателях ядра и спортсменов группы А, которые выступали на стадионе.

Вывод. Вариабельность показателей выталкивания оказалась низкой (ниже 10 % согласно AV), особенно в группе спортсменов более высокого уровня (группа А - междуна-

родный уровень) по сравнению со спортсменами группы Б (национальный уровень). С одной стороны, это может быть связано с генетически обусловленными факторами (на которые мы оказываем незначительное влияние в процессе тренировок - высотой ядра и центра тяжести спортсмена). С другой стороны, более высокий спортивный уровень привел к более стабильной технике.

References

1. Alexander MJ, Lindner KL, Whalen MT. Structural and biomechanical factors differentiating between male and female shot put athletes. Journal of Human Movement Studies, 1996; 30: 103-146.

2. Ariel G. Biomechanical analysis of shotputting. Track and Field Quarterly, Review, 1979; 79: 27-37.

3. Bartonietz K. Biomechanical aspects of the performance structure in throwing events. Modern Athlete and Coach, 1996; 34 (2): 7-11.

4. Hopkins WG, Schabort EJ, Hawley JA, Reliability of power in physical performance tests. Sports Med, 2001, 31, 211-234

5. Hubbard M, De Mestre NJ, Scott J. Dependence of release variables in the shot put. Journal of Biomechanics, 2001; 34: 449-456.

6. Judge LW, Young M, Wanless E. Using sports science and training theory to develop elite performance: a case study of a 2005 World Championship finalist in the women's shot put. International Journal of Sports Science & Coaching, 2011; 6 (3): 365-385.

ИЗ ПОРТФЕЛЯ РЕДАКЦИИ

совершенствование скоростно-силовых способностей тяжелоатлетов при выполнении подъема штанги на грудь в условиях специализированного тренажерного устройства

Кандидат педагогических наук, доцент Т.Ю. Черкесов1 Кандидат педагогических наук, доцент А.Н. Коноплева1 Р.М. Биттиров1

1Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, Нальчик

УДМ^С 796.012

Ключевые слова: тяжелоатлеты, тренажерное устройство, подъем штанги, процесс спортивной тренировки.

Введение. Традиционные тренажеры, используемые в подготовке занимающихся тяжелой атлетикой, не позволяют учитывать особенности координационных механизмов мышечных взаимодействий, что не способствует решению задач сопряженного совершенствования физических качеств и технического мастерства при соблюдении силовых и скоростных акцентов в соответствии с биодинамической структурой соревновательного упражнения.

Цель исследования - совершенствование скоростно-силовых способностей тяжелоатлетов в условиях применения специализированного тренажерного устройства.

Методика и организация исследования. Эксперимент проводился в учебно-научной лаборатории «Биотехника» факультета физической культуры и спорта Кабардино-Балкарского государственного университета. Определялось влияние тренажера «Улитка» на развитие скоростно-силовых способностей тяжелоатлетов при выполнении подъема штанги на грудь [1]. Программа предусматривала выполнение спортсменами данного упражнения с 80 %-ным весом в традиционных условиях (штанга), затем при убывающем режиме сопротивления. При этом средняя его величина также составляла 80 % от лучшего результата в классическом толчке. Упражнение выполнялось в 4 подходах по 2 повторения на протяжении 4 тренировочных занятий. В условиях тренажерного комплекса осуществлялась регистрация силы реакции опоры, скорости движения штанги и пространственной структуры движения грифа штанги.

Результаты исследования и их обсуждение. Выявлено, что сила реакции опоры на старте достоверно не раз-

actions to improve speed and strength abilities of weightlifters in hand squat in conditions of specialized training device

PhD, Associate Professor T.Yu. Cherkesov1 PhD, Associate Professor A.N. Konopleva1 R.M. Bittirov1 1Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov, Nalchik

Поступила в редакцию 12.04.2020 г.

личается в обоих случаях сравнения (2084 Н и 2100 Н при р<0,05). Иными словами, развитие силовых способностей в условиях тренажерного комплекса происходит без снижения эффективности по сравнению с выполнением упражнения со штангой. Сила реакции опоры в подрыве достоверно меньше (2410 Н), чем при выполнении упражнения с традиционной штангой (2490 при р<0,05). Это свидетельство экономизации энергоресурсов спортсмена, благодаря чему возможно повышение интенсивности тренировочного процесса при использовании больших отягощений, чем в традиционных условиях тренировки. Скорость движения штанги в подрыве также существенно выше с применением предлагаемого устройства в убывающем режиме сопротивления (1,95 м/с; 1,64 м/с). При этом акцент скорости движения в фазе подрыва происходит без снижения уровня проявляемой силы на старте, что является необходимым условием эффективного совершенствования скоростно-силовых качеств.

Выводы. Выявленные особенности проявления биомеханических характеристик при выполнении подъема штанги на грудь в условиях предлагаемого тренажерного комплекса позволяют считать его эффективным средством скоростно-силовой подготовки и рекомендовать к применению в тренировочном процессе тяжелоатлетов различного уровня спортивного мастерства.

Литература

1. Черкесов Т.Ю. Компьютерный тренажерный комплекс для определения биомеханических характеристик тяжелоатлетических упражнений и бесконтактной регистрации траектории движения штанги / Т.Ю. Черкесов, В.В. Афанасенко, Я.М. Бади, Р.М. Биттиров // Теория и практика физ. культуры. - 2009. - № 3. - С. 21-22.

Информация для связи с авторами: konopleva_1975@mail.ru