9 Силовые способности и методика их развития

9.1 Понятие о силовых способностях, их виды. Факторы, определяющие уровень развития и проявления силовых способностей.

Выполнение любого движения или сохранение какой-либо позы тела человека обусловлено работой мышц. Величину развиваемого при этом усилия принято на­зывать силой мышц.

МЫШЕЧНАЯ СИЛА как характеристика физических возможностей человека - это способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечных напряжений.

Одним из наиболее существенных моментов, определяющих мышечную силу является режим работы мыши. В процессе выполнения двигательных действий мышцы могут проявлять силу:

• При уменьшении своей длины (преодолевающий, т.е. миометрическийрежим, например, жим штанги лежа на горизонтальной скамейке средним или широким хватом).

• При ее удлинении (уступающий, т.е. плиометрический режим, например, при­седание со штангой на плечах или груди).

• Без изменения длины (удерживающий, т.е. изометрический режим, например, удержание разведенных рук с гантелями в наклоне вперед в течение 4-6 сек.).

• При изменении и длины, и напряжения мышц (смешанный, т.е. ауксотоничес-кий режим, например, подъем силой в упор на кольцах, опускание в упор руки в стороны ("крест") и удержание в "кресте").

Первые два режима характерны для динамической, третий - для статической, четвертый - для стато-динамической работы мышц. Эти режимы работы мышцобо-значаюттерминами «динамическая сила» и «статическая сила». Наибольшие вели­чины силы проявляются при уступающей работе мышц, иногда в два раза превосхо­дящие изометрические показатели.

В любом режиме работы мышц сила может быть проявлена медленно и быстро. Это характер их работы.

Сила, проявляемая в уступающем режиме в разных движениях зависит от скоро­сти: чем больше скорость, тем больше и сила (рис. 9.1.)

В изометрических условиях скорость равна нулю. Проявляемая при этом сила несколько меньше величины силы в плиометрическом режиме. Меньшую силу, чем в статическом и уступающем режимах, мышцы развивают в условиях преодолева­ющего режима.

С увеличением скорости движений величины проявляемой силы уменьшаются. В медленных движениях, т.е. когда скорость движения приближается к нулю, вели­чины силы не отличаются существенно от показателей силы в изометрических ус -

118

Лекция 9 Силовые способности и методика их развития

ловиях.

В соответствии с данными режимами и характером мышечной деятельности си­ловые способности человека подразделяются на два вида:

1) собственно-силовые, которые проявляются в условиях статического режи­ма и медленных движений;

2) скоростно-силовые, проявляющиеся при выполнении быстрых движений преодолевающего и уступающего характера или при быстром переключении от ус­тупающей к преодолевающей работе.

Рис. 9.1. Связь между силой и скоростью в

преодолевающем и уступа­ющих режимах (по Б. Абботу и др.). У/ и V₂ - скорость уменьшения и увеличения длины мышцы; Р^ и р£ -соответствующие этим

скоростям величины силы в преодолевающем (миометри-ческом) режиме; fj и ^ -соответствующие величины силы в уступающем (плиометрическом) режиме; Р_о - максимальная изометри­ческая сила'

Собственно-силовые способности человека могут проявляться при удержа­нии в течение определенного времени предельных отягощений с максимальным на­пряжением мышц (статический характер работы) или при перемещении предметов большой массы. В последнем случае скорость практически не имеет значения, а прилагаемые усилия достигают максимальной величины (характер работы по спортивной терминологии медленный, динамический, "жимовой"). В соответствии с таким характером работы мышечная сила может быть статической и медленной динамической.

Скоростно-силовые способности проявляются в действиях, в которых наряду со значительный силой требуется и существенная скорость движения. При этом, чем выше внешнее отягощение, тем большее действие приобретает силовой ха­рактер, чем меньше отягощение, тем больше действие становится скоростным.

Формы проявления скоростно-силовых способностей во многом зависят от ха­рактера напряжения мышц в том или ином движении, который выражается в раз­личных движениях быстротой развития силового напряжения, его величины и дли­тельности.

Важной разновидностью скоростно-силовых способностей является "взрывная сила" - способность проявлять большие величины силы в наименьшее время. Она имеет существенное значение при старте в спринтерском беге, в прыжках, метани­ях, ударных действиях в боксе и т.д.

Если зарегистрировать динамограмму отталкивания при прыжке вверх с места у квалифицированного спортсмена и новичка, то кривая их взрывного усилия у мас­тера спорта показывает не только высокий уровень проявления силы, но и достиже­ние её за очень короткий промежуток времени (рис. 9.2.).

119

Теория и методика физической культуры

Рис. 9.2. Проявления «взрывной силы» при прыжке вверх у мастера спорта (1) и начинающего спортсмена (2).

Видно, что у мастера спорта не только высокий уровень проявления силы, но и самое главное то, что мак­симальных величин силы он достигает за очень короткий промежуток времени.

Кривая взрывного усилия трехкомпонентна и качественно определяется такими свойствами нервно-мышеч­ного аппарата, как максимальная сила мышц, способность к быстрому проявлению внешнего усилия в начале рабочего напряжения мышц (стартовая сила), способ­ность к наращиванию рабочего усилия в процессе разгона перемещаемой массы -ускоряющая сила. Установлено, что эти свойства в той или иной степени присущи человеку любого возраста, пола, независимо от того, занимается он спортом или нет и вида двигательной деятельности.

Уровень развития взрывной силы можно оценить с помощью скоростно-силово-го индекса, который вычисляется по следующей формуле:

J = F max /1 max

Где: J - скоростно-силовой индекс;

F max - максимальное значение силы, показанной в данном движении; f max - время достижения максимальной силы.

Силу мгновенно проявить нельзя. Мышцам необходимо время, чтобы проявить максимальную силу. Установлено, примерно через 0,3 сек. от начала движения мыш­ца проявляет силу, равную 90 % от максимума. В то же время в спорте есть много движений, которые выполняются за время меньшее чем 0,3 сек. К примеру, время отталкивания в беге у сильнейших спринтеров длится 100-60 мс., отталкивания в прыжках в длину 150 мс., отталкивания в прыжках в высоту способом "фосбюри-флоп" 180 мс., при отталкивании на лыжах с трамплина 200 - 180 мс., финальное усилие в метании копья примерно 150 мс. В этих случаях человек не успевает про­явить максимальную силу. Поэтому ведущим фактором силовых способностей бу­дет не сама величина проявляемой силы, а быстрота ее нарастания, т.е. градиент силы. Подтверждением этому служит уменьшение времени, затрачиваемого на вы­полнение движений в метании копья, толкании ядра, отталкивании в беге, прыжке и т.д. с ростом квалификации спортсменов. О величине градиента силы можно су­дить по значениям тангенса угла наклона касательной к кривой F(t) на начальном участке (см. рис. 9.2.). Его величина характеризует уровень развития стартовой силы. Таким образом, в скоростно-силовых упражнениях повышение максимальной силы может не привести к улучшению результата. На спортивном жаргоне это озна­чает, что человек "накачал" такую силу мышц, которую не успевает проявить в ко­роткое время. Следовательно, человек, имеющий меньшие силовые показатели, но высокие значения градиента, может выиграть у соперника с большими силовыми возможностями.

У спортсмена А - большая сила и низкий градиент силы; у спортсмена Б - наобо-

120

Лекция 9 Силовые способности и методика их. развития

рот, градиент силы высок, а максимальные силовые возможности небольшие.

Рис. 9.3. Кривые нарастания силы у двух спортсменов.

Из рис. 9.3. видно, что у спортсмена А - большая сила и низкий градиент силы. У спортсмена Б, наоборот, гра­диент силы высок, а макси­мальные силовые возможно­сти небольшие. При большой длительности движения (tg), когда оба спортсмена успе­вают проявить свою макси­мальную силу, преимуще­ство оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения дви­жения очень коротко (меньше t-j), то преимущество будет на стороне Б.

В результате современных исследований выделяется еще одно новое проявле­ние силовых способностей, так называемая способность мышц накапливать и ис­пользовать энергию упругой деформации ("реактивная способность"). Она харак­теризуется проявлением мощного усилия сразу же после интенсивного механичес­кого растяжения мышц, т.е. при быстром переключении их от уступающей работы к преодолевающей в условиях максимума развивающейся в этот момент динамичес­кой нагрузки (рис. 9.1.). Предварительное растягивание, вызывающее упругую де­формацию мышц, обеспечивает накопление в них определенного потенциала на­пряжения (неметаболической энергии), который с началом сокращения мышц яв­ляется существенной добавкой к силе их тяги, увеличивающей её рабочий эффект. Установлено, что чем резче (в оптимальных пределах) растяжение мышц в фазе амортизации, тем быстрее переключение от уступающей работы мышц к преодо­левающей, тем выше мощность и скорость их сокращения. Сохранение упругой энергии растяжения для последующего сокращения мышц (рекуперация механи­ческой энергии) обеспечивает высокую экономичность и результативность в беге, прыжках и других движениях. К примеру, у гимнастов время перехода от уступаю­щей работы к преодолевающей имеет высокую связь с уровнем прыгучести. Отме­чена высокая зависимость между реактивной способностью и результатом в трой­ном прыжке с разбега, в барьерном беге, в тяжелоатлетических упражнениях, а так­же между импульсом силы при отталкивании с подседом в прыжках на лыжах с трам­плина.

В практике физического воспитания различают также абсолютную и относитель­ную мышечную силу человека.

« Абсолютная сила характеризует силовой потенциал человека и измеряется величиной максимального произвольного мышечного усилия в изометрическом режиме без ограничения времени или предельным весом поднятого груза.

•Относительная сила оценивается отношением величины абсолютной силы к собственной массе тела, т.е. величиной силы, приходящейся на 1 кг собственного веса тела. Этот показатель удобен для сравнения уровня силовой подготовленнос­ти людей разного веса.

Для метателей диска, молота, толкателей ядра, штангистов тяжелых весовых ка-

121 Теория и методика физической культуры

тегорий большее значение имеют показатели абсолютной силы. Это связано с тем, что между силой и массой собственного тела наблюдается определенная взаимо­связь: люди большего веса могут поднять большее отягощение и следовательно, проявить большую силу. Не случайно, поэтому штангисты, борцы тяжелых весовых категорий стремятся увеличить свой вес и тем самым повысить свою абсолютную силу. Для большинства же физических упражнений неизмеримо важнее показатели не абсолютной, а относительной силы - в беге, прыжках, в длину и высоту, гребле, плавании, гимнастике и др. К примеру, выполнить упражнение "упор руки в сторо­ны" на кольцах ("крест") способен тот гимнаст, у которого относительная сила при­водящих мышц руки к весу тела равна или больше единицы.

Уровень развития и проявления силовых способностей зависит от многих фак­торов. Прежде всего на них оказывает влияние величина физиологического попе­речника мышц: чем он толще, тем при прочих равных условиях большее усилие мо­гут развивать мышцы. При рабочей гипертрофии мышц в мышечных волокнах уве­личивается количество и размеры миофибрилл и повышается концентрация сар-коплазматических белков. При этом внешний объем мышц может увеличиваться незначительно, поскольку, во-первых, повышается плотность укладки миофибрилл в мышечном волокне, во-вторых, уменьшается толщина кожножирового слоя над тренируемыми мышцами.

Сила человека зависит от состава мышечных волокон. Различают "медленные" и "быстрые" мышечные волокна. Первые развивают мышечную силу напряжения, причем скорость их в три раза меньше. Второй тип волокон осуществляет в основ­ном быстрые и мощные сокращения. Силовая тренировка с большим весом отяго­щения и небольшим числом повторений мобилизует значительное число быстрых мышечных волокон, в то время как занятия с небольшим весом и большим количе­ством повторений активизируют как быстрые, так и медленные волокна. В различ­ных мышцах тела процент медленных и быстрых волокон неодинаков, и очень силь­но отличается у разных людей. Стало быть, с генетической точки зрения, они обла­дают разными потенциальными возможностями к силовой работе.

На силу мышечного сокращения влияют эластичные свойства, вязкость, анато­мическое строение, структура мышечных волокон и их химический состав.

Существенную роль в проявлении силовых возможностей человека играет регу­ляция мышечных напряжений со стороны ЦНС. Величина мышечной силы при этом связана:

• с частотой эффекторных импульсаций, посылаемых к мышце от мотонейтро­нов передних рогов спинного мозга;

• степенью синхронизации (одновременности) сокращения отдельных двигатель­ных единиц;

• порядком и количеством включенных в работу двигательных единиц.

Перечисленные факторы характеризуют внутримышечную координацию. Вмес­те с тем, на проявление силовых способностей влияет также согласованность в ра­боте мышц синергистов и антагонистов, осуществляющих движение в противопо­ложных направлениях (межмышечная координация). Проявление силовых способ­ностей тесно связано с эффективностью энергообеспечения мышечной работы. Важную роль при этом играет скорость и мощность анаэробного ресинтеза АТФ, уровень содержания креатинфосфата, активность внутримышечных ферментов, а также содержание миоглобина и буферные возможности мышечной ткани.

Максимальная сила, которую может проявить человек зависит и от механичес­ких особенностей движения. К ним относится: исходное положение или поза, длина плеча рычага и изменение угла тяги мышц, связанного с изменением при движении

122

Лекция 9 Силовые способности и методика их развития

длины и плеча силы, а следовательно, и главного момента тяги; изменение функции мышцы в зависимости от исходного положения; состояние мышцы перед сокраще­нием (предварительно растянутая мышца сокращается сильно и быстро) и т.д.

Сила увеличивается под влиянием предварительной разминки и соответствую­щего повышения возбудимости ЦНС до оптимального уровня. И наоборот, чрезмер­ное возбуждение и утомление может уменьшить максимальную силу мышц.

Силовые возможности зависят от возраста и пола занимающихся, а также об­щего режима жизни, характера их двигательной активности и условий внешней сре­ды. Наибольший естественный прирост показателей абсолютной силы происходит у подростков и юношей в 13-14 и 16-18 лет, у девочек и девушек в 10-11 и 16-17 лет. Причем самыми высокими темпами увеличиваются показатели силы крупных мышц разгибателей туловища и ног. Относительные же показатели силы особенно значи-тельнымитемпамивозрастаютудетей9-11 лети 16-17лет. Показатели силы у маль­чиков во всех возрастных группах выше, чем у девочек. Индивидуальные темпы раз­вития силы зависят от фактических сроков полового созревания. Все это необхо­димо учитывать в методике силовой подготовки.

В проявлении мышечной силы наблюдается известная суточная периодика: ее показатели достигают максимальных величин между 15-16 часами. Отмечено, что в январе и феврале мышечная сила нарастает медленнее, чем в сентябре и октябре, что, по-видимому, объясняется большим потреблением осенью витаминов и дей­ствием ультрафиолетовых лучей. Наилучшие условия для деятельности мышц - при температуре +20°С.