2.4.2 Зависимость сила - скорость

Изобразим правую часть кривой Хилла, устанавливающую связь между наибольшими (рекордными) величинами развиваемой силы и скорости (быстроты) движения мышцы, на отдельном рисунке.

Рисунок 2.3

Соотношение силы и скорости мышечных сокращений в некоторых видах спорта

(по В.Л.Уткину, 1989., переработано)

Любое физическое упражнение в той или иной мере требует проявления силы и скорости сокращения мышц. В зависимости от величины соотношения между силой и скоростью, проявляемых в тех или иных физических упражнениях, эти упражнения принято разделять на силовые, скоростно-силовые и скоростные. Так, жим штанги в тяжёлой атлетике относится к силовым упражнениям, толкание ядра, метание копья - к скоростно-силовым, а удары в настольном теннисе - к скоростным.

Подтягивание на перекладине можно отнести к силовым упражнениям, только нужно учесть, что поскольку подтягивание в большой степени связано с проявлением выносливости, а не собственно силы, для него не характерно развитие максимальных усилий, особенно в начальный период выполнения упражнения. Если бы спортсмен с самого начала подтягиваний стремился проявить максимальную силу в фазе подъёма туловища, он бы развивал максимальную скорость и вылетал бы над перекладиной по грудь (как это происходит при выполнении «выхода силой»). Но поскольку от спортсмена требуется не кратковременное проявление максимальных усилий, а длительное поддержание усилий определённой величины, скорость движения спортсмена в фазе подъёма туловища в начальный период выполнения подтягиваний гораздо меньше максимально возможной (точка А). По мере развития процессов утомления в ходе выполнения подтягиваний силовые возможности спортсмена уменьшаются, нагрузка на мышцы (равная весу спортсмена) становится относительно более высокой, что в соответствии с правилом «чем больше груз, тем меньше скорость» ведёт к уменьшению скорости перемещения спортсмена в фазе подъёма туловища (точка В).

2.4.3 Зависимость предельного времени статической работы от абсолютной и относительной мышечной силы.

Выносливость при статической работе определяется по времени, в течение которого поддерживается постоянная сила давления или удерживается в постоянном положении некоторый груз [2].

Предельное время статической работы находится в обратной зависимости от развиваемых мышечных усилий (рисунок 1.8). Когда требуемая сила составляет менее 20% от максимальной силы, статическая работа может выполняться в течение очень длительного времени. В литературе [2] имеются данные о том, что в диапазоне давления (груза) 20 - 80% от максимальной силы предельное время статической работы уменьшается с увеличением силы давления (груза) согласно следующей зависимости:

(2.1)

где: - предельное время статической работы;

- константа;

- сила давления (груза);

- максимальная сила;

n- показатель степени, равный примерно 2,5.

Из формулы видно, что даже небольшое снижение силы статического сокращения приводит к значительному увеличению продолжительности времени, в течение которого возможно поддержание этого сокращения.

Для установления конкретных параметров зависимости, описываемой формулой (2.1), в 2005 году был проведён специальный эксперимент, суть которого состояла в том, что после стандартной разминки и стандартной процедуры обработки ладоней и грифа перекладины спортсмен выполнял вис на одной руке «до отказа». При этом фиксировалось время виса и величина нагрузки на кисть. После непродолжительного отдыха (5 -10 минут) спортсмен выполнял вис «до отказа» на другой руке. Через 30 минут отдыха спортсмен ещё раз выполнял аналогичные висы, но уже с другой нагрузкой на кисть – большей или меньшей (в соответствии с планом эксперимента). Аналогичные висы «до отказа» проводились через день в течение месяца. В качестве отягощения использовались грузы, размещаемые непосредственно на поясе спортсмена, а при выполнении висов с облегчением грузы необходимой величины закреплялись на конце троса, переброшенного через блок и другим концом закреплённого на поясе. Признаком окончания эксперимента при возрастании нагрузки послужила неспособность спортсмена выполнять вис более 10 секунд. При этом суммарное значение величины груза и собственного веса спортсмена, равного 68 кГ, принималось за максимальную силу мышц – сгибателей пальцев Fmax. В эксперименте оно составила 129 кГ для левой руки и 117 кГ - для правой.

Результаты проведённого эксперимента отражены на графиках рисунков 2.4 и 2.5. При этом на рисунке 2.4 изображена зависимость предельного времени виса на одной руке от абсолютной величины груза, а на рисунке 2.5 – зависимость предельного времени виса на левой руке от относительной величины нагрузки.

Кривые зависимости времени виса от абсолютной величины груза для правой и левой рук (рисунок 2.4) не совпадают, а идут практически параллельно на некотором удалении друг от друга. Это означает, что мышцы-сгибатели пальцев рук не равноценны по своим статическим силовым способностям. В проведённом эксперименте более выносливой – ведущей – оказалась левая рука спортсмена. И действительно, почти во всех подходах с одинаковой величиной нагрузки время виса на левой руке оказывалось больше, чем на правой.

По степени близости кривых можно судить о степени различия статической силовой выносливости рук спортсмена. Так, для того, чтобы в приведённом эксперименте предельное время виса на правой и левой руках было одинаковым, следовало увеличить нагрузку на левую руку (или уменьшить на правую) в среднем на 8 кГ.

Ослабление хвата менее выносливой – слабейшей – руки во время выполнения подтягиваний на соревнованиях зачастую приводит к преждевременным срывам с перекладины. Чтобы избежать этого, на практике используются, по меньшей мере, два способа перераспределения веса тела между руками пропорционально их силовым способностям. В первом случае спортсмен ещё до начала подтягиваний смещает хват от центра перекладины так, чтобы ведущая рука была немного ближе к вертикальной опоре. В этом случае ведущая рука оказывается выше слабейшей и на неё приходится бо́льшая часть веса тела спортсмена. Во втором случае в паузе отдыха в висе спортсмен смещает ноги в сторону ведущей руки, перенося на неё часть веса тела и тем самым несколько разгружая слабейшую руку для её более быстрого восстановления и предотвращения «закисления» мышц предплечья.

Если рассматривать зависимость длительности виса на одной руке не от абсолютной, а от относительной величины нагрузки, нужно отметить, что хотя качественно экспериментальная зависимость времени виса «до отказа» от относительной величины нагрузки совпадает с описанной в литературе [2], но вместе с тем имеются количественные отличия, связанные, видимо, со спецификой полиатлона. Так, если на основе полученных экспериментальных данных построить график зависимости предельного времени статической работы от относительной величины нагрузки в диапазоне нагрузок от 0,2 до 0,8 Fmax, он будет иметь вид, представленный на рисунке 2.5. Показатель степени в формуле для кривой аппроксимации, равный 1,6, значительно меньше, чем в приведённой ранее формуле (2.1), поэтому снижение времени статической работы при увеличении нагрузки на кисть при выполнении виса на перекладине будет менее резким, чем это описано в литературе. По-видимому, кривая, приведённая в [2], получена с участием испытуемых, не специализирующихся в подтягивании, в то время как зависимость, отображённая на рисунке 2.5, снята для спортсмена, много лет занимающегося полиатлоном. Естественно, что энергетический потенциал тренированных мышц-сгибателей пальцев позволяет более длительно поддерживать заданное статическое усилие в привычном для них упражнении. Это как раз и проявляется в том, что экспериментальная зависимость предельного времени статического напряжения идёт более полого, чем аналогичная классическая кривая.

Но в любом случае зависимость времени виса от величины груза является нелинейной, а значит, любое изменение величины нагрузки приводит к более существенному изменению времени виса.

Так как сила тяги мышц-сгибателей пальцев каждой руки в висе равна половине веса тела спортсмена за вычетом силы трения, действующей в области хвата, то даже небольшое увеличение силы трения приводит к существенному увеличению времени виса. Поэтому для увеличения времени надёжного хвата очень важно максимально возможно облегчить работу мышц-сгибателей пальцев путём увеличения силы трения между ладонями и грифом с помощью нанесения магнезии.

Оценить степень влияния качества сцепления рук с грифом перекладины на результат в подтягивании помогает эксперимент, проведённый в Санкт-Петербурге в конце сезона 2005 года. Один известный полиатлонист, потенциально способный показывать в подтягивании высокие результаты, постоянно срывался с перекладины между второй и третьей минутами выполнения упражнения, успевая подтянуться от 30 до 42 раз. Нужно сказать, что до запрещения использования клеящих веществ этот спортсмен на канифоли стабильно подтягивался в районе 50 раз. После перехода на магнезию, несмотря на напряжённые тренировки, спортсмену никак не удавалось приблизиться к своим лучшим результатам. Поэтому интересно было посмотреть, какой результат сможет показать спортсмен, если провести подтягивание по старым правилам - без учёта времени и с применением канифоли. Оказалось, что очень высокий. Без видимых усилий спортсмен подтянулся 77 раз за 8 минут 10 секунд. И это после того, как в течение всего соревновательного сезона ему в лучшем случае с трудом удавалось вытянуть 42 раза за 3 минуты.

Для того чтобы наглядно представить степень влияния величины сцепления ладоней с грифом на результат, на рисунке 2.6 представлены два графика подтягиваний этого спортсмена-полиатлониста. На первом из них изображена зависимость среднего времени цикла подтягиваний в ходе выполнения упражнения на кубке Санкт-Петербурга 2005, а на втором – та же зависимость, но при экспериментальном подтягивании без учёта времени и с использованием канифоли. И если на первой кривой даже невооружённым взглядом виден характерный взлёт, указывающий на недостаточный уровень развития статической выносливости, то на второй зависимости явных признаков статического утомления не наблюдается. Таким образом, липкие свойства канифоли настолько снизили статическую нагрузку на мышцы-сгибатели пальцев спортсмена, что он оказался способен выполнять подтягивания до тех пор, пока полностью не исчерпал резервы динамической выносливости.