Учебник персонального тренера Под редакцией Калашникова Д. Г. Составители
 Скачать 1.25 Mb.
|
Часть 2. Основы биомеханики    Рис. 10 Изменение силы тяги двуглавой мышцы плеча (F), составляющих этой силы (Р и R), плеча силы тяги (d), и угла тяги мышцы за предплечье в зависимости от угла в локтевом суставе Из рисунка видно, что с увеличением угла в суставе длина мышцы увеличивается, а следовательно, увеличивается и сила ее тяги (F) за кость. Однако вращающая составляющая этой силы (R) и плечо силы тяги мышцы (d) изменяются не столь однонаправленно. Наибольшие величины этих показателей соответствуют позе № 3, и поэтому в ней проявляется наибольший момент силы в суставе. Несмотря на то, что в позе № 1 сила тяги мышцы наибольшая, значительная часть ее расходуется на укрепление сустава, а не на поворот звена. Это связано с тем, что мышца тянет под очень острым углом по направлению к предплечью, а значит, составляющая Р будет больше, чем R. Рассмотренные закономерности действия мышц на костные рычаги характерны для большинства суставов тела человека. Гораздо более сложные взаимоотношения в действии мышц на костные рычаги наблюдаются в кинематических цепях. Это связано не только с участием в движении большего числа звеньев тела и мышц, но и с тем, что в теле человека довольно много двусуставных мышц, которые, в отличие от односуставных мышц, обслуживают сразу два сустава. Так, например, прямая мышца бедра разгибает ногу в коленном суставе и сгибает в тазобедренном суставе. Наружная и внутренняя головки трехглавой мышцы голени разгибают стопу в голеностопном суставе и сгибают голень в коленном суставе. Двуглавая мышца плеча сгибает предплечье в локтевом суставе и плечо - в плечевом суставе.   40 60 80 100 120 140 160 180 угол (град.) Рис.11 Зависимость силы давления стопы на опору от угла в коленном суставе при разгибании ноги в статическом положении. На рис. 11 показана зависимость силы давления стопы на опору от угла в коленном суставе при разгибании ноги в статическом положении. Видно, что с увеличением суставного угла сила нелинейно увеличивается и достигает очень больших величин. Показано, что при малых углах в коленном суставе основной вклад в силу давления на опору 25 Теория и методика фитнес-тренировки осуществляют четырехглавые мышцы бедра и ягодичные мышцы. При больших углах в коленном суставе основную роль играют мышцы задней поверхности бедра. В упражнениях динамического характера действие двусуставных мышц в кинематических цепях существенно отличается от односуставных мышц. Режим сокращения односуставных мышц жестко связан с изменением угла в суставе. Например, при разгибании в коленном суставе односуставные головки четырехглавой мышцы бедра сокращаются в преодолевающем режиме, при сгибании - в уступающем режиме, а при неизменном угле - в изометрическом режиме. Режим сокращения двусуставных мышц зависит от изменения углов в соседних суставах. Например, если одновременно разгибать ногу в тазобедренном и сгибать в коленном суставе, то прямая мышца бедра будет удлиняться и сокращаться в уступающем режиме. Если же в этих суставах происходит сгибание или разгибание, то режим сокращения прямой мышцы бедра будет зависеть от соотношения угловых скоростей в этих суставах. Экспериментально показано, что действие двусуставных мышц сводится к следующему. 1. Мышцы могут передавать часть мощности и силы от одних звеньев тела к другим.
В заключение отметим, что знания изложенных выше закономерностей действия мышц необходимо для правильного применения физических упражнений в тренировочном процессе, и особенно, в развитии двигательных способностей человека. Биомеханические основы силовых и скоростно-силовых способностей человека. Понятие о силовых способностях и показатели их измеряющие В биомеханике слово «сила» употребляется в двух смыслах. Сила как мера механического взаимодействия тел, т. е. как одна из механических характеристик, и сила как одна из двигательных способностей человека, характеризующаяся его возможностью противодействовать внешним сопротивлениям за счет мышечных усилий. Способность человека проявлять силу зависит от многих факторов. Знание и учет этих факторов необходимы не только для реализации человеком своих силовых возможностей, но и для правильной организации тренировочного процесса, направленного на их воспитание. Следует подчеркнуть, что нельзя говорить о силе человека вообще. Ее проявление всегда связано с выполнением того или иного задания. При этом чаще всего показателями силовых способностей являются максимальная сила или момент силы, измеренные каким либо устройством, или наибольшая масса поднятого груза (гантели или штанги). Используют и другие показатели, такие как импульс силы, работа, мощность и др. Факторы, определяющие силу действия человека Перечислим основные факторы, от которых зависит внешне проявляемая сила человека. Прежде всего, сила зависит от силовых возможностей отдельных мышц, участвующих в выполнении задания. Отсюда становится очевидной необходимость локального воздействия на определенные мышечные группы. Однако следует помнить, что внешне проявленная сила является результатом активности многих мышц, и поэтому 26 Часть 2. Основы биомеханики совершенствование межмышечной координации при освоении физических упражнений силового характера является необходимым условием развития силы. Довольно часто быстрые темпы прироста силы в начале занятий физическими упражнениями обусловлены овладением рациональными способами их выполнения и совершенствованием межмышечной координации, а не увеличением силы мышц. На величину проявляемой силы влияет масса груза, против которого действует человек. Чем больше перемещаемая масса, тем большую силу может проявить человек. Поэтому одним из основных способов регулирования нагрузки является выбор соответствующей массы спортивных снарядов (штанги, гантелей и т. п.). Следующими факторами являются скорость и ускорение, а также режим сокращения мышц. Чем больше скорость суставных движений при преодолевающем режиме сокращения мышц, тем меньшую силу проявляет человек. При уступающем режиме мышечного сокращения с ростом скорости проявляемая сила увеличивается, и при некоторых оптимальных величинах скорости суставных движений спортсмен может проявить максимум своих силовых возможностей. Не менее важным является характер выполнения упражнений с отягощениями - равномерный или ускоренный. Ниже, при обсуждении природы сил сопротивления, будет более подробно рассмотрен этот вопрос. Способность проявлять максимальную силу в существенной мере зависит от положения тела. С изменением углов в суставах изменяются показатели действия мышц на костные рычаги. Однако изменение положения тела может существенно изменять величину воздействия одних и тех же внешних нагрузок на мышечный аппарат человека за счет изменения плеча внешне действующей силы, а также на вовлечение мышц в выполняемое задание. На рис. 12 показаны три варианта выполнения приседания со штангой на плечах. Видно, что изменение наклона туловища изменяет не только величины моментов сил в суставах, но и их направление.    170» 140 Мы -20 разгибание Мм -250 разгибание Рис. 12 Мышечный момент (Мм) в коленных суставах в приседаниях со штангой на плечах (масса снаряда - 80 кг). F - сила тяжести головы, рук, туловища, бедер и штанги; d - плечо этой силы. Так, в первой позе туловище сильно наклонено вперед, и как следствие этого результирующий момент силы мышц в коленных суставах направлен на их сгибание, т. е. нагружаются мышцы задней поверхности бедра. И наоборот, при небольшом наклоне туловища вперед основная нагрузка ложится на мышцы - разгибатели коленных суставов. Причина в том, что величина и направление момента силы в суставе зависит от момента силы тяжести звеньев тела и штанги, действующих на данный сустав. Несмотря на то, что в рассматриваемом примере суммарная сила тяжести звеньев тела и снаряда не изменяется, плечо этой силы зависит от положения туловища и бедер. Эта сила приложена в общем центре масс всех звеньев тела, которые расположены выше коленных суставов, и штанги. Таким образом, нагрузку можно регулировать не только массой снаряда, но и плечом внешне действующей силы. 27 Теория и методика фитнес-тренировки Еще одним фактором, влияющим на силовые способности человека, является природа сил сопротивления. Внешние силы, которые приходится преодолевать или использовать в качестве сопротивлений для тренировки силы, могут иметь разную природу. Перечислим их.
28 Часть 3. Силовая тренировка (тренировка с отягощениями) Часть 3 Силовая тренировка (тренировка с отягощениями) Используемая для решения разнообразных задач тренировка с отягощениями (штанги, гантели, тренажеры, вес собственного тела) в большей степени приводит к развитию таких качеств, как силовые способности человека. Вследствие этого тренировку с отягощениями часто называют силовой тренировкой. Однако если в практике спорта силовые способности рассматривались как первоочередные, а гипертрофия мышечной массы и изменение композиции тела были лишь побочными эффектами этой тренировки, то в фитнес-тренинге приоритеты поменялись местами. Развитие силы перестало быть первоочередной задачей (за исключением редких случаев, когда фитнес-тренер работает с представителем какого либо вида спорта), развитие силовых способностей нас будет интересовать лишь с точки зрения их влияния на увеличение мышечной массы, снижение жирового компонента и улучшение здоровья. Тем не менее, в дальнейшем мы достаточно подробно рассмотрим это физическое качество. Силовая тренировка по характеру выполнения относится к интервальной тренировке и представляет собой чередование выполнения различных упражнений с регламентированными паузами отдыха. Человек выполняет определенное число повторений в каждом упражнении, делает паузу, затем снова приступает к выполнению этого же или другого упражнения. Однократное выполнение упражнения называется «подход» (или, в переводной литературе, «сет»). Тренировка с отягощениями характеризуется достаточно мощным воздействием на нервно-мышечную систему человека в течение ограниченного периода времени. В зависимости от используемого тренировочного режима выполняется от 1 до 30 и более повторений (чаще всего от 5 до 15 повторений), под нагрузкой в одном подходе прорабатываемая мышечная группа может находиться от 2 секунд до 2 минут и более. Режимы работы мышц В тренировке с отягощениями могут использоваться как динамический, так и статический режимы работы мышц. Динамический режим - это режим, при котором при сокращении мышцы изменяется расстояние между точками ее прикрепления к костям. Динамический режим работы подразделяется на преодолевающий (концентрическое сокращение) и уступающий (эксцентрическое сокращение). При концентрическом сокращении расстояние между точками прикрепления мышцы к костям уменьшается, при эксцентрическом — увеличивается. В уступающем режиме мышца работает, развивая усилие, недостаточное для концентрического сокращения с данным отягощением, однако достаточным для торможения и регулирования скорости его движения. Примером концентрического сокращения может служить подъем штанги вверх при выполнении упражнения сгибание рук со штангой стоя, эксцентрического -подконтрольное опускание ее вниз. В зависимости от того, на какой параметр или качество ставится цель оказать преимущественное воздействие и какое оборудование используется, при динамическом режиме могут использоваться скоростно-силовой или взрывной режим работы мышц, 29 Теория и методика фитнес-тренировки изокинетический (мышца сокращается с постоянной скоростью), изотонический (упражнение выполняется с постоянным напряжением в мышце), плиометрика (уступающий режим работы мышцы, при котором она препятствует инерционному движению отягощения или собственного тела) и другие режимы. Все они также могут различаться по скорости сокращения мышцы, т. е. времени ее нахождения под нагрузкой в одном повторении. Кроме этого могут применяться различные комбинации режимов работы мышцы, например, взрывное усилие мышц рук и спины и в преодолевающем режиме при подтягивании на перекладине и изокинетическое замедленное сокращение в уступающем режиме при опускании вниз. Следует четко понимать, что использование тех или иных режимов работы мышц в тренировке с отягощениями будет оказывать преимущественное воздействие на разные функции и качества, обеспечивающие работу мышц в этих режимах; также они напрямую связаны с такими параметрами, определяющими направленность физических упражнений, как объем и интенсивность тренировки. Статический (изометрический) режим - это режим работы мышцы, при котором она развивает усилие для противодействия внешней силе без изменения ее длины. Примером таких усилий могут служить как усилия мышц для поддержания различных поз и положений тела (положение головы, поза сидя, стоя), так и усилия при выполнении различных упражнений в спортивной практике (упоры, удержания снаряда, работа мышц-стабилизаторов при выполнении различных динамических упражнений). Силовые способности Прежде чем приступить к рассмотрению путей решения основных задач, стоящих перед фитнес-тренером, ознакомимся с качествами, в наибольшей степени развиваемыми в процессе тренировки с отягощениями и находящимися в явной (хотя и не в прямой) зависимости от мышечной массы и композиции тела. Речь идет о силовых способностях человека. Силовая способность, или сила - это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет напряжения мышц. В спортивной практике различают несколько видов силовых способностей, которые характеризуются динамометрическими показателями проявления силы (кг), мощностью проявляемых усилий (кГм/с, работа в единицу времени), временем поддержания определенных, необходимых для обеспечения соревновательной деятельности усилий (или числом повторений). Силовые способности принято подразделять на собственно силовые, скоростное силовые и силовую выносливость. Проявление силовых способностей в собственно силовых движениях часто в отечественной литературе обозначается как «медленная сила», в отличие от быстрой и взрывной силы в скоростно-силовых движениях. Для скоростно-силовых движений характерна мобилизация максимума силы в очень короткое время. Сила, проявляемая в таких движения, получила название «взрывная сила», которая также может подразделяться на две составляющие - стартовую силу и ускоряющую силу. Взрывная сила отражает способность человека к быстрому наращиванию рабочего напряжения мышц до возможного максимума (прыжки, метания и удары, броски и др.). Стартовая сила - это характеристика способности мышц к быстрому развитию рабочего усилия в начальный момент их напряжения. Ускоряющая сила - способность мышц к быстроте наращивания рабочего усилия в условиях начавшегося их сокращения. 30 Часть 3. Силовая тренировка (тренировка с отягощениями) При проявлении взрывной силы скорость и сила не достигают максимальных значений. В зависимости от величины применяемого отягощения могут быть достигнуты различные величины максимальной динамической силы. К специфическим видам силовых способностей относят силовую выносливость. Силовая выносливость - это способность противостоять утомлению, вызываемому относительно продолжительными мышечными напряжениями значительной величины. Силовая выносливость бывает динамическая и статическая. Динамическая силовая выносливость характерна для циклической и ациклической деятельности, а статическая силовая выносливость типична для деятельности, связанной с удержанием рабочего напряжения в определенной позе (упор руки в стороны на кольцах, равновесие на одной ноге, удержание руки при стрельбе из пистолета и др.). В зависимости от количества вовлеченных в работу мышц силовую выносливость разделяют на общую и локальную. Мышечная сила, развиваемая одной мышцей, зависит от: 1. собственно мышечных факторов: а) ее длины, б) суставного угла, в) количества мышечных волокон, составляющих данную мышцу, что определяет площадь ее поперечного сечения, г) композиции (соотношения в ней волокон различного типа: быстрых и медленных, активности ферментов мышечного сокращения); 2. координационной группы факторов: а) внутримышечная координация проявляется в регулировании количества, частоты импульсации и синхронности вовлекаемых в работу двигательных единиц, б) межмышечная координация направлена на согласование работы различных мышц, обеспечивающих выполнение двигательных действий. Стоит заметить, что некоторые из этих факторов тренируемы, а некоторые заданы генетически, изменению в процессе тренировки не подлежат и служат лимитирующим фактором в развитии силовых способностей (например, длина мышцы, а по некоторым данным, и соотношение «быстрых» и «медленных» мышечных волокон). Одним из основных механизмов регулирования мышечного напряжения является характер нервной импульсации, при этом, повышение или уменьшение мышечного напряжения осуществляется за счет изменения активности различного количества двигательных единиц (ДЕ) и частоты импульсации. В том случае, когда упражнения сопровождаются непредельным мышечным напряжением, регуляция мышечной силы происходит за счет включения различного количества двигательных единиц. При этом наблюдается сменный характер работы последних. По мере утомления одни двигательные единицы выключаются из работы и вместо них начинают функционировать другие. Выполнение упражнений с предельным мышечным напряжением характеризуется одновременным включением наибольшего количества двигательных единиц и максимальной частотой нервных импульсов. У хорошо тренированных людей она может достигать 45-60 в секунду. У нетренированных людей обычно синхронизируется значительно меньшее число регистрируемых импульсов, координация двигательных единиц несовершенна, нервная система не обеспечивает одновременную деятельность двигательных единиц даже при максимальных усилиях. Таким образом, главным фактором улучшения внутримышечной координации является систематическое использование предельных мышечных напряжений, однако в достаточно ограниченном объеме. Как уже было отмечено, непредельное напряжение характеризуется сменным 31 Теория и методика фитнес-тренирсянш характером работы двигательных единиц, что ведет к совершенствованию механизмов чередования последних и, естественно, способствует воспитанию силовой выносливости. Следует отметить, что прирост силовых показателей у человека, впервые приступившего к силовым тренировкам, на первых порах будет обусловлен именно совершенствованием факторов координационной группы. С этим связано утверждение, что «у начинающих эффективность развития силы почти не зависит от величины сопротивления, коль скоро эта величина превосходит определенный минимум - примерно 30-40% максимальной силы» (14). Таким образом, мы видим, что не все факторы, определяющие силовые способности человека, связаны с количеством его мышечной массы. Такие факторы, как эффективность включения в работу ДЕ, частота нервной импульсации, межмышечная координация (выражающаяся в т. ч. в технике выполнения упражнения), не оказывают прямого влиянияна объем тренируемых мышц. Адаптационные процессы, обусловленные тренировкой с отягощениями Вследствие того, что характер нагрузок в данном виде тренировки может иметь очень широкие границы, так же разнообразны могут быть и адаптационные реакции, обусловленные тренировкой с отягощениями. Мы попытаемся дать характеристику тем адаптационным процессам, которые вызваны наиболее часто применяющимися в практике фитнес-тренировки режимами силовой тренировки. Адаптационные изменения, вызванные определенной тренировочной нагрузкой, охватывают те системы и структуры организма, которые призваны обеспечить адекватное его функционирование при повторном выполнении работы. Структурной и функциональной перестройке при силовых тренировках подвергается сократительный аппарат скелетных мышц, эндокринная система, сердечно-сосудистая система, повышается эффективность работы механизмов, обеспечивающих энергетическое обеспечение данного вида тренировки. Происходит гипертрофия скелетных мышц, в результате чего повышается предельная мощность выполняемой ими работы и общая энергопродукция анаэробных систем. Рассмотрим более подробно те адаптационные перестройки, которые в большей степени связаны с решением самой распространенной в практике работы фитнес-тренера задачи - изменение внешнего вида клиента путем увеличения его мышечной массы и уменьшения жировой. Увеличение мышечной массы Увеличение мышечной массы - первоочередная задача, которую приходится решатьфитнес-тренеру в рамках своей работы, вне зависимости от того, ставит ли клиент своей задачей увеличить объемы своего тела за счет нее или уменьшить за счет жировой ткани. Следует особо отметить, что в последнее время роль силовых высокоинтенсивныхтренировок в программе снижения веса за счет жировой массы кардинальным образомпересмотрена. Выявлена огромная значимость и необходимость использования данного вида нагрузки вместе с другими компонентами, используемыми в программе снижения веса. Процессы, приводящие к увеличению мышечной массы, и режим нагрузок для егодостижения до сих пор не являлись предметом серьезных научных исследований. В спорте гипертрофия скелетной мускулатуры была лишь эффектом, сопутствующим развитию качеств и функций, обеспечивающих результативность в конкретном виде спорта. Кромеэтого, недостаточный объем знаний относительно физиологических процессов, обеспечивающих увеличение мышечной массы, частично обусловлен сложностью исследований вследствие кратковременного нахождения мышц под нагрузкой во время 32 |