Спортивна метрология. Метрология
 Скачать 7.01 Mb.
|
|
Глава 11 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНТРОЛЯ ЗА ФИЗИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ СПОРТСМЕНОВ Физическое состояние спортсмена характеризуется 1) уровнем телосложения и составом тела 2) состоянием здоровья *; 3) уровнем развития двигательных качеств. КОНТРОЛЬ ЗА ТЕЛОСЛОЖЕНИЕМ СПОРТСМЕНА Общие принципы, правила и методика измерения показателей, характеризующих телосложение спортсмена, представлены в специальной литературе (Э. Г. Мартиросов, 1982). Здесь же мы рассмотрим их как критерии, пригодные для оценки двигательных потенциальных) возможностей спортсмена, и как критерии, на основе которых можно управлять динамикой нагрузок, те. раскроем проблему их информативности. Установлено, что длина тела — информативный показатель в волейболе, гандболе и баскетболе. Неслучайно в этих видах спорта наибольших успехов добиваются команды, средний рост игроков которых близок (в волейболе) или превышает (в баскетболе м. Столь же информативна длина тела ив академической гребле, кроме того, здесь информативен и такой показатель, как длина рук (рис. В беговых видах легкой атлетики (особенно в беге на средние и длинные дистанции) для контроля можно использовать такой показатель, как относительная длина ноги (l отн ). Он рассчитывается по формуле: (19) где l — длина ноги, H — длина тела. У лучших бегунов мира этот показатель составляет В последние годы в практике контроля получили широкое распространение показатели, характеризующие 1) плотность тела спортсменов и 2) соотношение между жировой и мышечной массой. Определяют их следующими способами. При гидростатическом взвешивании спортсмена помещают навесы, стоящие в ванне. При этом вода должна полностью покрыть его. Зная массу и объем вытесненной телом спортсмена воды, рассчитывают плотность тела. Полученное значение подставляют в формулу Брозека (Например, плотность тела одного из сильнейших бегунов на длинные дистанции С. Префонтейна равна 1,08842. Подставив это * Контроль за состоянием здоровья осуществляется только специалистами- медиками, а тренеры используют его результаты в планировании. 114 Рис. 47. Информативные антропометрические показатели в гребле на байдарках и каноэ: А — общие критерии Б — для оценки байдарочников В — для оценки каноистов значение в формулу, получим, что его жировая масса составляет 5,7% от массы тела. Информативным показателем является также сумма измерений следующих кожно-жировых складок 1) над трицепсом 2) над бицепсом 3) предплечья 4) под лопаткой 5) над подвздошной костью 6) на внутренней и 7) на внешней стороне бедра 8) на голени. Установлено, что показатели, характеризующие объем жировой массы, меньше у спортсменов высокой квалификации. Например, у выдающихся бегунов-марафонцев процент жира равен 4,3±3,0; у хороших бегунов — 6,1 ±4,0; у средних бегунов — 8,2 ±2,8. Причем эти различия отмечаются уже в детском возрасте у начинающих летних бегунов с хорошими результатами (например, они пробегают за 9 мин 1803±77 м) 17,5% жира в массе тела. Утех, чьи результаты хуже (1448±88 м, объем жира Информативным показателем является объем жира и по критерию величина нагрузки — чем она больше, тем меньше процент жира. КОНТРОЛЬ ЗА ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТЬЮ СПОРТСМЕНА Контроль за физической подготовленностью включает измерение уровня развития скоростных и силовых качеств, выносливости и физической работоспособности, ловкости, гибкости, равновесия и т. п. Возможны три основных варианта тестирования) комплексная оценка физической подготовленности с использованием широкого круга разнообразных тестов (например, измерение достижений в комплексе ГТО 2) оценка уровня и структуры какого-либо одного качества например, выносливости у бегунов 3) оценка уровня одного из проявлений качества (например, скоростной выносливости у бегунов. Тесты, используемые для контроля за физической подготовленностью, должны удовлетворять требованиям, изложенным враз- деле 3.1. Дополнительными требованиями к тестам физической подготовленности являются следующие) техника выполнения тестов должна быть сравнительно простой и не оказывать существенного влияния на их результат 2) тесты должны быть освоены настолько хорошо, чтобы при их выполнении основное внимание было бы направлено на достижение максимального результата, а не на стремление выполнить задание технически правильно. 11.2.1. Контроль за скоростными качествами Скоростные качества спортсменов проявляются в способности выполнять движения в минимальный промежуток времени. Принято выделять элементарные и комплексные формы проявления скоростных качеств (Годик МА. Показателями элементарных форм являются) время простой реакции 2) время одиночного движения 3) частота (темп) локальных движений. Показатели комплексных форм — это время выполнения различных спортивных движений (спринтерский бег, рывок футболиста или хоккеиста, удар боксера и т. д.). Контроль за временем реакции. Время выполнения любого упражнения обычно складывается из двух величин времени реакции (ВР) ив ре м е ни движения (ВД). Например, результат в беге нам, равный 10,5 с, складывается из времени реакции на старте (0,15 си времени пробегания дистанции (10,35 с. Удельный вес ВР оказывается наибольшим в тех упражнениях, где его значения сопоставимы со временем следующих за реагированием движений (например, в спортивных играх и единоборствах). На рис. 48 представлены показатели ВР футболистов. Простая реакция определялась повремени замыкания кнопки на световой раздражитель, сложная — повремени решения тактических задач разной степени сложности. Видно, что информативность времени сложной реакции по квалификационному критерию высока межгрупповые различия значительны. Показатели простой реакции неинформативны, так как величины ВР и новичков и мастеров спорта международного класса близки. В видах спорта циклического характера вклад ВР в результат сравнительно невелик например, в беге нам он составляет 2—3%, а в беге нам. Поэтому в играх и единоборствах быстрота реагирования информативна и ее нужно обязательно контролировать, а в циклических упражнениях ее информативность значительно меньше. Необходимо отметить, что у некоторых представителей циклических видов спорта ВР на старте может быть индивидуально информативным, показа- телем. Р аз ли чают простые и сложные реакции последние, в свою очередь, подразделяются нар е акции выбора (РВ) и реакции над вижу щи й с я объект Р ДО. Время простой реакции измеряют в условиях, когда заранее известен и тип сигнала, и способ ответа (например, при загорании лампочки отпустить кнопку, на выстрел стартера начать беги т. д. Длительность простых реакций сравнительно невелика и, как правило, не превышает 0,3 с. В лабораторных условиях измерение ВР проводится с помощью х ро норе ф л е к соме т ров. Сигнал (звуковой, световой или тактильный) должен быть стандартным. Например, при измерении ВР на световой раздражитель должны быть стандартизированы расстояние между спортсменом и сигналом форма, цвет и яркость сигнала фон, на котором он предъявляется освещенность помещения размеру форма датчика усилие, прикладываемое к нему способ ответа (нажатие на датчик или отрыв пальца от него). 117 Рис. 48. Время простой и сложной реакции у спортсменов разной квалификации (вертикальные линии характеризуют межиндивидуальные различия В соревновательных условиях измерение простой реакции зависит от особенностей старта. Для этого в стартовые колодки стартовую тумбу в бассейне и т. п) помещаются контактные датчики, допустимая абсолютная погрешность которых не должна превышать 1—2 мс (относительная погрешность — около 2%). Стартовый пистолет, датчики и времяизмерительное устройство (ВИУ) соединены между собой так, что выстрел пистолета запускает ВИУ, а замыкание (или размыкание) стартового контакта останавливает его. Сложная реакция характеризуется тем, что тип сигнала и вследствие этого способ ответа неизвестны (такие реакции свойственны преимущественно играми единоборствам. Зарегистрировать время такой реакции в соревновательных условиях весьма трудно. В лабораторных условиях время реакции выбора (ВРВ) измеряют так спортсмену предъявляют слайды с игровыми или боевыми ситуациями. Длительность экспозиции каждого слайда и временные интервалы между экспозициями должны быть стандартизированы. Оценив ситуацию, спортсмен реагирует либо нажатием кнопки, либо словесным ответом, либо специальным действием. Так, каждой кнопке соответствует определенный игровой прием первой — передача мяча партнеру, второй — ведение, третьей — ударит. д. Начало экспозиции слайда запускает ВИУ, нажатие кнопки останавливает его. Результаты такого тестирования будут ВР и точность принятого решения (за эталон точности принимается согласованное мнение экспертов о том, как необходимо действовать в данной ситуации. Их количественные значения представлены на рис, Рис 49. Зависимость между временем реакции выбора (4—5 альтернатив) в точностью решения тактических задач (по Аделю М. О. Сайду, 1984) 118 При повторных измерениях времени и точности решений предъявляются разные по содержанию, но равные по сложности ситуации. Измерение времени реакции на движущийся объект проводится так в поле зрения спортсмена появляется объект (это может быть мяч или шайба, вылетающие из-за ширмы точка на экране дисплея и т. п, на который нужно реагировать определенным движением. Длительность таких реакций составляет 0,3—0,8 с. Поданным АИ. Шамардина (1980), у опытных футбольных вратарей, которые достаточно точно предугадывают движение соперника или мяча, время РДО может быть еще меньшим. На время реакции влияют такие факторы, как возраст, квалификация, состояние спортсмена в момент измерения, тип сигнала, сложность и освоенность ответного движения, и т. п. В связи с этим вариативность ВР как показателя скоростных качеств оказывается весьма значительной (см. рис. 48). Особенно заметна она у юных спортсменов. Все это сказывается на надежности тестов, результат измерения которых — ВР. Даже при значительном числе повторений коэффициент надежности невелик при 3—5 повторениях r tt = 0,40—0,45; при 7—11 повторениях — r tt = 0,60—0,70; при 19— 25 повторениях r tt = Исключением являются те виды спорта, результат в которых зависит не столько от быстроты реагирования, сколько от его стабильности. Например, коэффициент корреляции между результатами в спидвее и стабильностью ВР равен 0,90—0,97. Мотоциклист, стабильно реагирующий в повторных заездах, в результате оказывается, как правило, в призерах (табл. Таблица. Показатели быстроты и стабильности реагирования у мотоциклистов в полуфинале первенства мира (по Р. М. Валиахметову, Время реакции Спортсмен Страна Место в соревнованиях 4 1,85 Цибров СССР 2-е 190 4 2,16 Чапало СССР 3-е 185 6 2,95 Чекушев СССР 4-е 205 7 3,18 Шпинька ЧССР 5-е 210 9 4,17 Петков НРБ 7-е 209 11 5,23 Вернер ЧССР 8-е 207 7 3,50 Вурс Австрия 15-е 229 19 Видно, что ВР наиболее стабильно у победителей. Шестикратный чемпион мира в этом виде спорта Г. Кадыров превосходил всех по коэффициенту стабильности v =1,2—1,4%. 119 Информативность показателей ВР высокая, если а) ВР является существенным элементом соревновательной деятельности; б) удельный вес ВР в общем времени движения достаточно велик; в) способ реагирования в тесте близок к реагированию в соревновательных условиях. Важность этих трех факторов можно установить с помощью логического метода оценки информативности. Подтверждает ее эмпирическая оценка информативности, когда зарегистрированные значения ВР с помощью корреляционного анализа сопоставляются с критериями (табл. Таблица. Информативность показателей ВР Критерий Мера критерия Способ измерения ВР Коэффи- циент ин- форматив- ности Соревновательное упражнение Результат в беге на 100 м Отпускание кнопки на звуковой сигнал 0,226 Элемент соревновательного упражнения Время достижения максимума скорости в беге на 100 м Время отрыва руки от стартовой линии после выстрела 0,338 Информативный тест Результат в беге нам а) Время отрыва руки от стартовой линии 0,556 б) Время отрыва ноги от передней стартовой колодки 0,300 Контроль за быстротой движений. Измерение времени максимально быстрых движений осуществляется двумя способами ручным (с помощью ручного пружинного или электронного секундомера) и автоматическим (с помощью электромеханических спи- дографов, фотоэлектронных установок, лазеров и т. п.). Регистрация времени ручным секундомером наиболее проста, но имеет ряд недостатков значительную погрешность зависимость результатов измерений от умения и ВР секундометриста оно у некоторых из них весьма вариативно). Результат измерения это сумма ВР и ВД, но узнать их значения при измерении ручным секундомером нельзя. Нельзя также измерить мгновенное значение скорости в любой точке движения. И наконец, наиболее существенный недостаток такой секундомер нельзя включить в автоматизированную систему контроля. Надежность и согласованность такого вида измерения оказывается приемлемой только у высококвалифицированных секундометристов (r tt = 0,85—0,90). В среднем же она невелика В значительной степени лишены этих недостатков автоматические ВИУ. Самым простым из них является электромеханический спидограф, состоящий из лентопротяжного механизма с отметчиками времени и расстояния. К нему присоединена через катушку с тормозом леска, другой конец которой крепится к поясу спортсмена. Вовремя бега (плавания, гребли и т. п) скорость вытягивания лески (а она соответствует скорости движения) отмечается на ленте спидографа. Из всех автоматических ВИУ спидограф наименее точен погрешность его измерений может доходить до Более предпочтительной в этом смысле является фотоэлектронная установка. Она состоит из фотоэлементов, которые располагаются на дорожке, и регистрирующего устройства. В самом простом варианте—это электронные часы, самописец и т. п. Однако лучше всего для этого использовать микропроцессор, который может хранить в памяти информацию, накапливать ее, анализировать и представлять тренеру в удобном. для него виде. Наиболее точными для измерения скорости бега являются лазерные устройства. На дорожке устанавливаются лазер и система отражателей, в результате чего она перекрывается лазерным излучением. Каждое касание стопой дорожки регистрируется. Лазер в сочетании с микропроцессором позволяет получать Н. В. Полторапавлов, 1982): 1) график динамики скорости спринтерского бега (рис. 50); 2) длину и частоту шагов в беге Рис. 50. Динамика скорости в беге нам (пунктирными линиями отмечены участки дистанции, на которых достигается, поддерживается и снижается максимальная скорость бега) время опорных и полетных фаз (рис. Кроме этих непосредственно измеряемых можно получить и расчетные показатели отношение длительности опоры ко времени полета, длине и частоте шагов и т. п. , 121 Такая информация полезна для анализа например, из рис. 50 видно, что кривая скорости спринтерского бега состоит из трех участков, характеризующих время достижения, удержания и снижения максимальной скорости (tg V max , ty V max , tn соответственно. Тренер, который знает эти значения, может обоснованно подбирать упражнения для совершенствования сильных сторон спортсмена и подтягивания слабых. Практические измерения и теоретические расчеты показывают, что сильнейшие спринтеры набирают 95—97% от к 30—35-му метру дистанции, а км достигается рис. 52). Уравнение динамики скорости где у — скорость, с которой спринтер пересекает стартовую линию она составляет 2,5 мс, ас асимптотическая скорость, достигаемая в стартовом ускорении Видно, что км ускорение еще неравно нулю а мс) и, следовательно, еще не достигнута. Способность спринтера к быстрому достижению своей максимальной скорости определяется по величине константы стартового ускорения (К. Она рассчитывается как отношение ln 2 = 0,693 к времени достижения половины максимальной скорости. Добротность тестов скоростных качеств *. Информативность некоторых тестов, характеризующих быстроту движений, представлена в табл. Таблица. Информативность тестов быстроты движений Критерий Тесты ВД Коэффициент информативности Бег на 100 м: а) результата) константа стартового ускорения К 1 —0,114 б) время на отрезке 80— 100 м; 0,930 в) частота постукиваний кистью —0.180...0.270 б) максимальная ско- а) частота шагов в беге; 0,930 рость бега б) время опоры; -0,750 в) время переноса -0,770 Бег на 30 м: результат Константа стартового ускорения Информативность скоростных тестов не универсальна, ее величина различна для спортсменов разной квалификации. Например, у новичков с результатами в скоростном соревновательном упражнении коррелируют значения многих тестов, ау квалифицированных спортсменов — только некоторые. Более того коэффициенты информативности, рассчитанные для группы спортсменов, не всегда будут совпадать с аналогичными значениями для некоторых спортсменов из этой группы. В качестве примера рассмотрим данные табл. 40, в первом столбце которой представлены коэффициенты, рассчитанные по результатам бега группы из 20 спринтеров, а в остальных столбцах — по 20 попыткам каждого из трех спринтеров этой группы. Видно, что только у спортсмена АС. структура коэффициентов информативности близка к среднегрупповой, у других же различия существенны. Поэтому при контроле за скоростными качествами спортсменов нужно ориентироваться не только на общие тесты (для групп спортсменов определенной квалификации, но и на специфические (для конкретного спортсмена. Последние осо- * Добротность — это качество теста, характеризующееся высокой надежностью, информативностью, согласованностью и эквивалентностью Таблица. Соотношение групповых и индивидуальных коэффициентов информативности (спринтеры-мужчины, по Г. Г. Арзуманову, Коэффициенты индивидуальной информативности Показатель Коэффициент групповой информативности А. С. Б. МВ. П. Время достижения V max -0,27 —0,39 0,89 Время удержания V max 0,14 —0,26 0,25 Время снижения V max 0,10 —0,33 0,43 Максимальная скорость -0,94 -0,87 -0,42 —0,85 Скорость на финише Время реакции Результат в беге нам, с 11,51 11,61 11,33 бенно информативны в контроле за спортсменами высокой квалификации, где желательны индивидуальные оценки и индивидуально должные нормы (см. раздел Надежность тестов времени движений зависит, во-первых, от их сложности и, во-вторых, от степени освоенности. Наиболее надежны простые в координационном отношении тесты, например, бег с максимальной скоростью нам. Надежность этих же тестов, но выполняемых сведением мяча шайбы) или оббеганием стоек, существенно ниже (r tt = 0,70— 0,80). Еще менее надежны тесты, в которых есть единоборства и т. д. Эквивалентность скоростных тестов определяется по величине рассчитанных между их результатами коэффициентов корреляции. Все тесты, измеряющие время простой неспецифической реакции, эквивалентны. Этого нельзя сказать о тестах контроля простых специфических реакций. Причина заключается в том, что быстрота таких реакций зависит от умения выполнять последующее действие. Быстро реагирующий бегун-спринтер может медленно реагировать в старте в плавании, гребле и т. п. По этой же причине нет корреляций между показателями времени сложных реакций. Очень невелики зависимости между элементарными и комплексными формами проявления скоростных качеств. Поэтому использовать для оценки скоростных качеств такие показатели, как время простой неспецифической реакции, время локального движения, частота движений кистью и т. п, нецелесообразно. Комплексная оценка скоростных качеств должна включать измерение времени реакции, времени достижения и ее уровень в специфических тестах 11.2.2. Контроль за силовыми качествами Способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему посредством мышечных напряжений называют силовыми качествами. От уровня их развития зависят достижения практически во всех видах спорта, и поэтому методам контроля и совершенствования силовых качеств уделяется значительное внимание. Методы контроля за силовыми качествами имеют давнюю историю. Первые механические устройства, предназначенные для измерения силы человека, были созданы еще в XVIII в. При контроле за силовыми . качествами обычно учитывают три группы показателей (рис. 53). 1. Основные — а) мгновенные значения силы в любой момент движения, в частности максимальную силу б) среднюю силу. 2. Интегральные — импульс силы. 3. Дифференциальные — градиент силы. Максимальная сила весьма наглядна, нов быстрых движениях сравнительно плохо характеризует их конечный результат (например, корреляция между максимальной силой отталкивания и высотой прыжка может быть близка к нулю. Согласно законам механики конечный эффект действия силы, в частности достигнутое в результате изменение скорости тела, определяется импульсом силы. Графически — это площадь, ограниченная кривой F (t). Если сила постоянна, то импульс — это произведение силы на время ее действия. Причисленных расчетах импульса силы производится операция интегрирования, поэтому этот показатель называется интегральным. Наиболее информативен импульс силы при контроле заударными движениями (в боксе, по мячу и т. п.). С ред н я я сила это условный показатель, равный частному отделения импульса силы на время ее действия. Введение средней силы равносильно предположению, что на тело в течение того же времени действовала постоянная сила (равная средней). Дифференциальные показатели получаются в результате применения математической операции дифференцирования. Они показывают, как быстро изменяются мгновенные величины силы Различают два способа регистрации силовых качеств 1) без измерительной аппаратуры (в этом случае оценка уровня силовой подготовленности проводится потому наибольшему весу, который способен поднять или удержать спортсмен 2) с использованием измерительных устройств—динамометров или динамографов. Как известно, результатом действия силы на какое-либо тело могут быть деформация тела и его ускорение. В соответствии с этим все силоизмерительные установки делятся на два типа: а) измеряющие деформацию тела, к которому приложена сила рис. 54, б) измеряющие ускорения подвижного тела (рис. Установки второго типа получили название инерционных динамографов. Их преимущество состоит в измерении силы действия спортсмена в движении, а не в ста- тике. Наибольшее распространение в практике получило измерение силы с помощью динамометров. Механические динамометры пружинного типа состоят из упругого звена, воспринимающего усилия, а также преобразующего и показывающего устройств. К числу наиболее известных относятся отечественные силоизмерители типа ДПУ на 1000, 2000 и 5000 Нс приведенной погрешностью измерения не более 2%. Однако сих помощью можно оценить только максимальную силу в ограниченном количестве заданий. Оценить любые силовые показатели можно с помощью тензометрических сил о измерительных устройств подробнее о них см. в разделе Все измерительные процедуры проводятся с обязательным соблюдением общих для контроля за физической подготовленностью метрологических требований. Необходимо также строго соблюдать специфические требования к измерению силовых качеств) определять и стандартизировать в повторных попытках положение тела (сустава, в котором проводится измерение 2) учитывать длину сегментов тела при измерении моментов силы 3) учитывать направление вектора силы. Измерение максимальной силы. Понятие максимальная сила - используется для характеристики, во-первых, абсолютной силы, проявляемой без учета времени, и, во-вторых, силы, время действия которой ограничено условиями движения. Например, вер- 126 Рис. 54. Измерение силы в статических) и динамических Б) условиях ный. В первом случае максимум силы соответствует тому наибольшему весу, который может поднять спортсмен в технически сравнительно простом движении (например, жиме штанги лежа. Применять для этого координационно сложные движения (например, рывок штанги) нецелесообразно, так как результат в них в значительной степени зависит от технического мастерства. Во втором случае измеряют не столько абсолютную силу, сколько скоростно-силовые качества или силовую выносливость. Для этого используют такие упражнения, как прыжки в длину и высоту с места, метания набивных мячей, подтягивания и т. п. Об уровне развития качеств судят по дальности бросков и метаний, исходя из зависимости между силой и скоростью движения (рис. 57). Например, при значительных по массе отягоще- ниях результат метания характеризует силовые качества (зона III); при средних — скоростно-силовые зона II); при малых — скоростные зона I). Добротность силовых тестов. Информативность силовых тестов, применяемых в практике некоторых видов спорта, представлена в табл. 42. * Коэффициент информативности, равный 0,900, рассчитан по результатам измерений большой группы пловцов в возрасте от 10 до 21 года. Аналогичные расчеты, проведенные для однородной в квалификационном отношении университетской группы пловцов, дали значение Из таблицы видно, что информативность одного теста применительно к разным критериям неодинакова. Изменяется она и при изменении состава спортсменов. 130 Рис. 57. Зависимость между силой движений и скоростью их выполнения (по вертикали — скорость, мс по горизонтали — F отн .) Надежность силовых тестов зависит от их сложности и способа измерения результата. Наименее надежны тесты, измерения в которых проводятся механическими динамометрами (r tt = 0,60—0,80). Сравнительно низкой надежностью характеризуются градиенты силы (независимо от способа измерения) r tt — = 0,70—0,80. Высокая надежность у тестов, предназначенных для измерения максимальной силы с помощью тензометрических устройств Эквивалентность силовых тестов определяется по величине коэффициентов корреляции между их результатами (табл. Таблица. Корреляционные зависимости между показателями силы разгибателей ног при разных углах в коленном суставе (по Л. М. Райцину) Угол, градусы Угол, градусы 110 130 Сила, кг 0,912 0,698 0,593 0,575 63±14 90 0,758 0,639 0,526 105+30 110 0,708 0,440 188±47 130 0,824 303±70 150 372+86 Видно, что эквивалентны тесты измерения силы при близких углах 70 и 90°, 90 и 110°, 110 и 130°, 130 и 150°. Во всех остальных случаях зависимости не очень значительны и, следовательно, эквивалентность тестов невелика. Контроль за уровнем развития выносливости Общие требования к контролю. Выносливость — это способность длительно выполнять упражнения без снижения их эффективности *. Упражнений, используемых в практике спорта, много, и они разнохарактерны (по структуре, длительности, сложности и т. п. Поэтому говорят о различных видах выносливости (общей и специальной, анаэробной и аэробной, силовой, локальной и глобальной, статической и динамической Это определение отражает проявления выносливости практически во всех видах спорта. Исключение — соревновательные циклические упражнения. Спортсмен, выполняющий их дольше других, оказывается последним на соревнованиях и, следовательно, наименее выносливым. Для этих упражнений выносливость это способность выполнять задание с наибольшей скоростью в наименьшее время. Проявления выносливости многообразны и зависят от специфики вида, спорта. Так, в спортивных играх выносливым считается 131 спортсмен, способный поддерживать заданный темп до конца игры. При этом количество ошибок в технико-тактических действиях к концу игры не повышается. Аналогичны проявления выносливости в спортивных единоборствах, однако конкретные измерители этого качества здесь совершенно иные. При измерении выносливости нужно учитывать следующие моменты) в основе разных проявлений выносливости лежат разные механизмы энергообеспечения; величина, характеризующая их емкость, является важным критерием выносливости 2) мощность и эффективность работы этих механизмов зависит от технико-тактического мастерства спортсменов и прежде всего от эффективности техники 3) проявления выносливости и волевые качества (то, что в спорте называют умением терпеть) взаимосвязаны. Известно немало случаев, когда при одном и том же двигательном потенциале по энергетическим критериям) спортивные проявления выносливости были неодинаковы. Близко к понятию выносливость понятие физическая работоспособность, которая определяет возможность человека выполнять физическую работу. Поэтому в ряде случаев методы измерения этих качеств спортсмена одинаковы. Выносливость измеряется с помощью двух групп тестов, не- специфических (по их результатам оценивают потенциальные возможности спортсменов эффективно тренироваться или соревноваться в условиях нарастающего утомления) и специфических (результаты этих тестов указывают на степень реализации этих потенциальных возможностей). В соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации к неспецифическим тестам определения выносливости относят 1) бег на тредбане; 2) педалирование на велоэргометре) степ-тест (рис. 58). Общая схема выполнения этих тестов стандартизирована разминка — приблизительно 7 мин затем отдых 3—5 мин, в течение которого контролируется работа датчиков, укрепленных на спортсмене, и измерительных систем выполнение ступенчато возрастающей нагрузки первая ступень нагрузка 50 Вт (ЗОО кгм/мин, 4 мета. Затем каждые две минуты нагрузка возрастает так, как отмечено на рис. 58. Спортсмен выполняет задание до полного утомления (до отказа. Вовремя выполнения теста измеряются эргометрические, биохимические и физиологические показатели. Специфическими считают такие тесты, структура выполнения которых близка к соревновательной. Поэтому для бегунов тестирование на тредбане и для велосипедистов на велоэргометре необходимо рассматривать как измерение выносливости в специфических заданиях. Установлено, что информативность специфических тестов выше, чем неспецифических. Однако условия их выполнения (особенно в играх и единоборствах) трудно стандартизировать, и поэтому надежность таких тестов, не всегда приемлема Рис. 58. Методика проведения стандартных тестов на тредбане, велоэргометре и степ-эргометре. Спортсмену задается ступенчато возрастающая нагрузка. Энергия, необходимая для выполнения той или иной нагрузки, измеряется в специальных единицах — метах. 1 мет равен уровню затрат энергии организмом в состоянии покоя. Методы измерения выносливости. Наиболее распространенными показателями выносливости являются три эргометрических критерия время, объем и интенсивность выполнения заданий. В процессе контроля один из этих трех критериев задается в виде параметра (например, спортсмен должен бежать в течение 12 мин второй непосредственно измеряется (регистрируется расстояние, которое пробежал спортсмен за эти 12 мин например, 3500 м третий рассчитывается (для данного случая расчетная скорость бега составляет 4,86 мс (табл. 44). При измерении выносливости с помощью любого из этих трех показателей (при обязательном соблюдении метрологических правил) оценка ее уровня должна быть одинаковой спортсмену предлагают бежать 12 мин, за это время он пробегает 3500 мили ему предлагают пробежать 3500 ми он на это должен затратить 12 мин (следует учитывать и погрешность, зависящую от надежности теста. Это так называемое правило обратимости двигательных заданий Анализ табл. 44 показывает, что выносливость в большинстве случаев характеризуется с помощью предельных показателей например, пробежать наибольшее расстояние в заданное время предельно долго поддерживать заданную скорость и т. д. Величина всех' этих показателей зависит от соотношения как минимум двух компонентов теста длительности и интенсивности. Например, предельное время бега с V= 10 мс составляет приблизительно с предельное время бега с V=4 мс — несколько часов. Это нужно учитывать при контроле выносливости, измеряя ее проявления в разных зонах мощности. Теоретически таких зон может быть три, ив основе каждой из них лежит свой механизм энерго- обеспечения работы. К первой зоне относятся тесты, интенсивность которых ограничивает предельное время их выполнения до 3—7 с. Во второй зоне предельное время — 40—60 св третьей от 1—2 мин до нескольких часов. Зависимости между проявлениями выносливости в каждой из этих зон специфичны и обусловливаются особенностями видов спорта. Так, например, в конькобежном и велосипедном спорте проявления выносливости более взаимосвязаны, нежели в беговых видах легкой атлетики. В беге на коньках известно немало спортсменов (Скобликова, Артамонова, Схенк, Хайден), показывавших выдающиеся результаты на всех дистанциях, в легкой атлетике только на смежных (100 ими км). В циклических видах спорта специфическим критерием выносливости будет снижение скорости в конце дистанции рис. Выносливость конкретного спортсмена зависит от уровня развития у него других двигательных качеств. Это нужно учитывать в организации контроля. Предположим, что два бегуна пробежали 300 м за 38 с. По полученным результатам можно оценить их уровни скоростной выносливости как равные. Эта оценка будет справедлива лишь в том случае, если максимальные скоростные возможности (V max ) у них тоже будут равными. Но если у одного спортсмена скорость бега выше (100 м он пробегает за 11,2 с, чему другого (100 м за 11,8 сто уровень развития выносливости у каждого по отношению к своим скоростным возможностям неодинаков. Второй спортсмен выносливее первого. Это различие можно оценить количественно по так называемому запасу скорости или коэффициенту выносливости (Н. Г. Озо- 135 лин, 1949). Запас скорости определяется как разность между средним временем пробегания эталонного отрезка и лучшим временем на этом отрезке (табл. Таблица 45. Показатели запаса скорости у бегунов на длинные дистанции Время на дистанции Спортсмен марафон, час, мин, с км эталон, мин, с км, мин, с ЗС, мин, с. Клейтон Хилл Шортер Цирпински Филипп Лисмонт Мосеев Фава Вирен 2:08.33 2:09.28 2:10.30 2:09.55 2:12.50 2:11.12 2:12.24 2:12.54 2:13.10 30.28 30.39 30.55 30.46 31.26 31.05 31.23 31.30 31.33 28.24 28.39 27.51 28.36 28.23 27.56 28.11 27.55 27.40 2.04 2.00 3.04 2.10 3.03 3.09 3.12 3.35 В этой таблице за эталонный принят отрезок в 10 км запас скорости определен как разница между лучшим результатом спортсмена на эту дистанцию и временем его пробегания в марафонском беге. Видно, что различия в уровне выносливости весьма значительны и проявляются они прежде всего в недостаточном использовании скоростных возможностей. Коэффициент выносливости — отношение времени преодоления всей дистанции к времени преодоления эталонного отрезка. Чем он меньше, тем выше уровень выносливости. Точно также- нужно поступать и при измерении выносливости в упражнениях силового характера полученные результаты (например, количество повторений теста с отягощением) нужно соотносить с уровнем максимальной силы в этом же движении. На рис. 60 представлены зависимости между максимальной силой спортсменов и числом подъемов штанги массой 20 кг. Видно, что три спортсмена с F max = 50 кг подняли ее от 51 до 60 раз такое же количество повторений выполнили и три спортсмена с F max = 85 кг. Поэтому одинаковое число подъемов штанги вовсе не говорит о равном уровне силовой выносливости. Истинная оценка этого качества может быть определена по отклонению результата спортсмена от линии регрессии (так называемый регрессионный остаток). Например, спортсмен с F max = 85 кг в соответствии с уравнением регрессии должен поднимать 20 кг 76 раз для F max = 75 кг Термин запас скорости (ЗС) условный это понятно из того, что он измеряется не скоростью, а разницей во времени пробегания двух отрезков эквивалентное количество подъемов раза, для F max = 50 кг — 50 раз. Если на графике значение числа подъемов попадает на линию регрессии, то уровень развития силовой выносливости спортсменов необходимо признать средним (поэтому упомянутые выше спортсмены равны по использованию максимальной силы в повторных силовых упражнениях). Значения выше линии регрессии будут характеризовать высокий уровень силовой выносливости (относительно максимальной силы, ниже линии — низкий. Выносливость измеряется с помощью гетерогенных тестов, результаты в которых зависят не только от уровня этого качества, но и психического умения противостоять утомлению. Одинаковые значения показателей предельного времени работы, максимального кислородного долга и т. п. у нескольких спортсменов еще не дают основания утверждать, что у них одинаковая выносливость. Например, один спортсмен выполняет тест с полной мобилизацией волевых качеств, другой прекращает тест задолго до исчерпания энергетических ресурсов, при появлении первых признаков утомления. Следовательно, у первого необходимо повышать в тренировочном процессе выносливость, у второго — волевые качества. По результатам максимальных тестов невозможно определить соотношение истинных значений уровня выносливости и волевых качеств. Сделать это лучше всего в субмаксимальном тесте, при выполнении которого волевая мотивация незначительна. Пример такого субмаксимального теста приведен в разделе Широкое распространение получили в контроле выносливости физиологические и биохимические тесты. Они подробно описаны в учебнике Спортивная физиология (ЯМ. Коц, 1986; глава 4), и при их измерении необходимо соблюдать все метрологические требования. В последние годы в качестве показателей выносливости стали чаще использовать биомеханические критерии. Такие, например, как точность выполнения бросков в баскетболе, время опорных фаз в беге, колебания общего центра масс в движении и т. п. 137 Рис. 60. Зависимость между силой и выносливостью (числом подъемов штанги) при выжимании штанги весом 20 кг (по Н. Г. Кулику Сравнивают их значения вначале, середине и конце упражнений. По величине различий судят об уровне выносливости чем меньше изменяются биомеханические показатели в конце упражнения, тем выше уровень выносливости. На рис. 61 приведены примеры изменения скорости бега и частоты шагов у спортсменов с разным уровнем выносливости. Добротность тестов выносливости. В большинстве случаев невозможно повторить тест на выносливость два раза подряда потом рассчитать коэффициент надежности. Например, нельзя пробежать в полную силу два раза пом с небольшим интервалом отдыха. Поэтому надежность тестов на выносливость должна оцениваться по результатам повторных измерений, проводимых через день, после восстановления спортсмена. В качестве ретеста можно использовать другое задание например, в первый день — бег нам, во второй — Р. Оба они пригодны для контроля выносливости, и если лучшие спортсмены по одному тесту оказались лучшими ив другом, значит, надежность измерений высокая. Информативность показателей выносливости определяется двумя методами. Вначале используется логический анализ, на основе которого устанавливается, например, сходство механизмов энергообеспечения между, например, хоккеем (соревновательное упражнение) и повторным бегом на отрезках З мс отдыхом в 40—60 с (тест. После этого проводятся измерения результатов в тесте и полученные результаты сопоставляются с критерием. В табл. 46 представлены значения коэффициентов информативности тестов выносливости в некоторых видах спорта. Эквивалентность тестов выносливости. Установлено, что эквивалентны тесты, измеряющие выносливость водной зоне мощности. Например, эквивалентны два теста специальной выносливости пловцов 1) плаванием со скоростью 90% от максимальной и интервалами отдыха 10 с 2) время непрерывного плавания со скоростью 90% от максимальной. Коэффициенты корреляции между их результатами, рассчитанные для спортсменов разных 138 Рис. 61. Изменение биомеханических показателей в беге нам у спортсменов с разным уровнем выносливости Таблица. Информативность тестов контроля за выносливостью первые три теста для мастеров спорта и выше) Критерий Тест Коэффициент информативности Плавание 100 м Плавание со скоростью 90% от 0,785 в/с максимальной. Измеряется предельное время поддержания заданной скорости Бег 5000 м Бег 10x400 м со скоростью на 10% выше средней соревновательной паузы отдыха между пробежками помин. Измеряется время Гребля академи- Гребля 6x250 м со скоростью 0,832 ческая; 1000 мот, максимальной, паузы от- одиночка дыха — пос. Измеряется время Квалификация Ступенчато возрастающая нагрузка МПК: спортсменов на тредбане. Измеряется ПАНО 70 мл/кг·мин — (футбол) (порог анаэробного обмена) и МПК выдающиеся спорт- (максимальное потребление кис- смены-футболисты; лорода) 60 мл/кг·мин средние мастера мл/кг·мин спортсмены II раз- ряда. квалификационных групп, равны 0,70—0,85. На практике, однако, целесообразнее применять первый тест, ибо он организационно проще (во втором тесте необходимо постоянно регистрировать скорость плавания, что технически не совсем просто). Между проявлениями выносливости в различных зонах мощности зависимости весьма специфичны. Они обусловливаются структурой вида спорта и индивидуальной структурой тренированности. Так, в беговых видах легкой атлетики между результатами в беге на ЗОО им корреляция невелика — r=0,2—0,4 для спортсменов средней и высокой квалификации. Следовательно, данные тесты неэквивалентны, и причина этого может быть объяснена так результат в беге на ЗОО м обусловлен преимущественно анаэробными гликолитическими возможностями, а нам —аэробными. Так как контроль за выносливостью осуществляется с помощью специфических и неспецифических тестов, то вопрос об их эквивалентности приобретает весьма важное значение. С одной стороны, стандартизированный неспецифический тест гарантирует приемлемую точность измерений, нос другой — его выполнение для некоторых спортсменов затруднено. Использование же специфических тестов повышает вероятность ошибок измерения, однако такие тесты психологически более привлекательны для спортсменов. Научные данные показывают, что многие специфические и не- специфические тесты эквивалентны, но при условии, что в последних обеспечивается мотивация на предельный результат 11.2.4. Контроль за гибкостью Способность выполнять движения с большой амплитудой называется гибкостью. Следовательно, чтобы оценить уровень развития этого двигательного качества, необходимо измерить амплитуду движений. Сделать это можно следующими способами) механическим (гониометрическим 2) механоэлектрическим (электрогониометрическим); 3) оптическим 4) рентгенографическим. В первом случае гибкость измеряют с помощью механического гониометра угломера, к одной из ножек которого прикреплен транспортир. Ножки гониометра крепятся на продольных осях сегментов, образующих сустав. При выполнении движения (сгибания, разгибания, вращения и т. п) изменяется угол между осями сегментов, и это изменение регистрируется гонио- метром. Если транспортир заменить потенциометрическим датчиком, получится эле к т рог они оме т р . Измерения сего помощью дают возможность получить гони о грамму (в виде графического изображения ввести его в запоминающее устройство ЭВМ. Этот метод контроля более точен кроме того, он позволяет проследить за изменением суставных углов в различных фазах движения рис. Рис. 62. Изменение кинематических характеристик шага в зависимости от скорости ходьбы и бега E 1 — время от постановки стопы на грунт до достижения максимального угла при сгибании опорной ноги Е время от положения, при котором угол в коленном суставе маховой ноги максимален до постановки ее на грунт Е время от положения максимального угла при сгибании опорной ноги до ее отрыва от грунта время от отрыва ноги до положения, при котором угол в коленном суставе маховой ноги максимален О п т и чески ем е то д ы измерения гибкости основаны на применении фото, кино, видерегистрации. На суставных точках тела спортсмена укрепляются датчики-маркеры; изменение их взаиморасположения фиксируется регистрирующей аппаратурой. Последующая обработка фотоснимков или фотопленки позволяет определить уровень развития гибкости. Точность оптических методов зависит от 1) погрешностей регистрирующей аппаратуры 2) способа крепления маркеров на суставных точках и величин их смещения при выполнении движения 3) погрешностей анализа кинофотовидеоматериалов (визуального или с помощью ЭВМ. Наиболее точным из оптических методов является стерео циклография, позволяющая регистрировать амплитуду движений в трехмерном пространстве. Измерение амплитуды движений используется не только для оценки гибкости. По ее результатам можно анализировать биомеханику движений. Пример подобного анализа представлен на рис. Здесь анализ фаз движения проведен по амплитуде гониограм- мы опора в ходьбе и беге разделена на две фазы по максимальному углу в коленном суставе опорной ноги. Перенос также состоит из двух фаз, границей между которыми служит максимальное сгибание в коленном суставе ноги, выполняющей маховое дви- жение. Наличие подобных фаз в опоре и переносе позволяет проследить за изменением их соотношений при разных скоростях ходьбы и бега (см. рис. Рентгенографический метод позволяет определить теоретически допустимую амплитуду движения, рассчитав ее на основании рентгенологического анализа строения сустава. Гибкость измеряется 1) в угловых градусах 2) в линейных мерах. Во втором случае спортсмен выполняет тест (например, выкрут с палкой, и наименьшее расстояние между большими пальцами рук (в сантиметрах) будет характеризовать его гибкость в этом задании. При использовании линейных показателей необходимо в результат измерения вносить поправки с учетом неодинаковых у разных людей размеров тела (длины рук, ноги т. п.). Различают два типа показателей гибкости, значения которых зависят от способа ее измерения. При измерении активной гибкости тест выполняется только за счет активности мышц. Пассивная же гибкость определяется по той наибольшей амплитуде, которая может быть достигнута за счет внешней силы (рис. 63). Величина ее должна быть одинаковой для всех измерений, только в этом случае можно получить объективную оценку пассивной гибкости. Величину пассивной гибкости определяют в момент, когда действие внешней силы вызывает болезненное ощущение. Следовательно, показатели пассивной гибкости гетерогенны и зависят не столько от состояния мышечного и суставного аппаратов, но и от способности спортсмена какое-то время терпеть неприятные ощущения. Поэтому важно так мотивировать его, чтобы он не прекратил тест при появлении первых признаков боли. Разница между величинами активной и пассивной гибкости в сантиметрах или угловых градусах) называется дефицитом активной гибкости (ДАГ) и является критерием состояния суставного и мышечного аппарата спортсмена Рис. 63. Методика измерения активной и пассивной гибкости (по Ш. Джаняну) Регистрируемые показатели гибкости зависят от времени тестирования (в 10.00 гибкость меньше, чем в 16—18.00), температуры воздуха (при С гибкость больше, чем при С. При повторных измерениях гибкости это нужно учитывать. Необходимо также стандартизировать разминку (под влиянием ее, как известно, несколько повышается температура мышц и соответственно увеличивается гибкость). Коэффициент надежности большинства тестов гибкости составляет, а их информативность зависит оттого, насколько амплитуда тестирующего движения совпадает с амплитудой соревновательного упражнения. Так, например, информативность показателей гибкости маховых движений ногами велика у футболистов, барьеристов, прыгунов в высоту и длину. Эквивалентность тестов гибкости невелика спортсмен, гибкий в одних движениях, может иметь невысокие показатели гибкости в других. Поэтому комплексная оценка гибкости возможна, если она измеряется в разных заданиях (в разных суставах. Контроль за ловкостью В соответствии с положениями теории спорта высокий уровень развития ловкости предполагает, что спортсмен) умеет выполнять координационно сложные движения 2) выполняет их точно (точность в данном случае означает, что биомеханические характеристики этих движений близки к эталонным) быстрее других перестраивает свою деятельность при изменении внешних условий 4) быстрее других осваивает новые движения. Анализ, однако, показывает, что умение выполнять координационно сложные движения и делать это точно характеризует техническое мастерство спортсмена. Умение быстро перестраивать свою деятельность при изменении ситуации измеряется временем сложной реакции (а это, как известно, одно из проявлений скоростных качеств). Таким образом, ловкость характеризуется обучаемостью, быстротой освоения действий, движений, приемов и т. п. Для того чтобы измерить это свойство моторики спортсмена, необходимо прежде всего иметь качественные критерии освоенности движений. В этом случае возможна регистрация по схеме, изображенной на рис. 64. Из него видно, что измерители ловкости — время освоения или количество повторений упражнения до его освоения. |