Глава 9. Силовые способности и методика их развития

123

Сила, проявляемая в уступающем режиме в разных движениях, зависит от скорости движения: 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 условиях.

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.).

Vi и V2 - скорость уменьшения и увеличения длины мышцы; Pi и Рг — соответствующие этим скоростям

величины силы в преодолевающем (миометрическом) режиме; fi и h - соответствующие величины силы

в уступающем (плиометрическом) режиме; Ро - 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 значительной силой требуется и существенная скорость движе­ния. Пои этом чем выше внешнее отягощение, тем больше действие тш-

■ ut^wi i. vst/uviir uvjiiuuui ii^uprin ч'гинп^^мл'! (\yjiu i jpui

обретает 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 скоростью 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 взрывного усилия у мастера спорта показывает не только высокий уровень проявления силы, но и достижение ее за очень короткий промежуток времени (рис. 9.2).

F2 max

_% ti max J t

_% t2 max

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 скоро-стно-силового индекса, который вычисляется по следующей формуле:

J = F max / t max ,

где: /■— скоростно-силовой индекс;

/max — максимальное значение силы, показанной в данном движении;

t max — время достижения максимальной силы.

Силу мгновенно проявить нельзя. Мышцам необходимо время, чтобы проявить максимальную силу. Установлено, примерно через 0,3 с 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 с. К примеру, время отталкивания в беге у сильнейших сприн­теров длится 100—60 мс, в прыжках в длину 150 мс, в прыжках в высоту способом «фосбюри-флоп» — 180 мс, 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 скорость 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.

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 (t3), когда оба спортсмена успевают проявить свою максималь­ную силу, преимущество оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения движения очень коротко (меньше ti), то преимуще­ство будет на стороне спортсмена Б.

В результате современных исследований выделяется еще одно новое проявление силовых способностей, так называемая способность мышц на­капливать и использовать энергию упругой деформации («реактивная спо-

собность»). 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 (см. 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 ее 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 максимально 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 категорий большее значение имеют показатели абсолютной силы. Это связано с тем, что между силой и массой собственного тела наблюда­ется определенная связь: 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 приводящей мышцы 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 саркоплазматических белков. При этом вне-

I лава э. ииливые инииииниыи и мсшдила пл раооитл

1 CI

шний 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 меньшую мышечную силу напряжения, причем со скоростью в три раза меньшей, чем «быстрые» волокна. 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 относятся: исходное поло­жение (или поза), длина плеча рычага и изменение угла тяги мышц, свя­занного с изменением при движении длины и плеча силы, а следователь­но, и главного момента силы 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 могут уменьшить макси­мальную силу мышц.

Силовые возможности зависят от возраста и пола занимающихся, а также от общего режима жизни, характера их двигательной активности и Условий внешней среды. Наибольший естественный прирост показателей

!ЪУ ■ _цц„ „ —_к.„, ^ ,.— „.,

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 значи­тельными темпами возрастают у детей 9—11 и 16—17 лет. 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.