Биомеханическая характеристика выносливости

Повышение устойчивости спортивной техники по отношению к утомлению — одна из важных задач во многих видах спорта. Это достигается длительной специальной тренировкой (в том числе и в состоянии утомления)

 

4.Выносливость и способы ее измерения.

Выносливость — это способность длительно выполнять упражнения без снижения их эффективности. Это определение отражает проявление выносливости во всех видах спорта, кроме соревновательных циклических упражнений. Для этих упражнений выносливость — это способность выполнять задание с наибольшей скоростью в наименьшее время.

Упражнения в практике спорта разнохарактерны и их много. Поэтому говорят о различных видах выносливости: общей и специальной, анаэробной и аэробной, силовой, локальной и глобальной, статической и динамической.

Выносливость измеряется с помощью двух групп тестов: неспецифических и специфических.

По результатам неспецифических тестов оценивают потенциальные возможности спортсменов эффективно тренироваться и соревноваться в условиях нарастающего утомления. Результаты специфических тестов указывают на степень реализации этих потенциальных возможностей.

К неспецифическим тестам определения выносливости относят:

1) бег на  тредбане;

2) педалирование на велоэргометре;

3) степ-тест.

Схема выполнения неспецифических тестов стандартизирована: разминка — 7 мин; отдых 3– 5 мин, в течение которых контролируется работа датчиков измерительных систем; выполнение ступенчато возрастающей нагрузки: первая ступень — нагрузка 50 Вт. Затем каждые 2 минуты нагрузка возрастает. Спортсмен выполняет задание до полного утомления.

Специфическими считают тесты, структура выполнения которых близка к соревновательной (так, для велосипедистов тестирование на велоэргометре рассматривается как измерение выносливости в специфических заданиях) . Информативность специфических тестов выше, чем неспецифических.

Наиболее распространенными показателями выносливости являются три эргометрических критерия: время, объем и интенсивность выполнения заданий. В процессе контроля за этими показателями выносливости один из 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 рассчитывается скорость бега, которая составляет 4,86 м/с).

При измерении выносливости с помощью любого из этих трех показателей и соблюдении метрологических правил оценка ее уровня должна быть одинаковой: спортсмену предлагается бежать 12 мин, за это время он пробегает 3500 м, или предлагают пробежать 3500 м, и он должен затратить 12 мин (при учете погрешностей). Это так называемое правило обратимости двигательных заданий.

Выносливость характеризуется с помощью "предельных показателей" (например, пробежать наибольшее расстояние в заданное время, предельно долго поддерживая заданную скорость и т. д.). Величина этих показателей зависит от соотношения как минимум 2-х компонентов теста: длительности и интенсивности.

В циклических видах спорта специфическим критерием выносливости будет являться снижение скорости в конце дистанции.

Уровень выносливости у каждого спортсмена в циклическом виде спорта по отношению к его скоростным возможностям неодинаков. Различия можно определять количественно по так называемому запасу скорости или коэффициенту выносливости. Запас скорости (ЗС) определяется как разность между средним временем пробега эталонного отрезка и лучшим временем на этом отрезке. Коэффициент выносливости (КВ) — это отношение времени преодоления всей дистанции к времени преодоления эталонного отрезка:

КВ=Т * Ч Tэт,

где: Тg — время на дистанцию;

Tэт — время на эталонном отрезке.

Чем он меньше, тем выше уровень выносливости.

Например, время на дистанции 400 м — 48,0 с ( Tg) , а лучшее время на коротком ("эталонном") отрезке 100 м — 11,0 с (Tэт) , тогда:

КВ= 48,0 : 11,0 = 4,3636.

Выносливость измеряется с помощью гетерогенных тестов, результаты в которых зависит не только от уровня развития данного качества, но и от психологического умения противостоять утомлению

5.Проблема экономизации спортивной техники; брутто-, нетто- и дельта-коэффициенты экономичности.

Если у разных спортсменов при выполнении одного и того же двигательного задания измерить энергозапрос, то его величины могут оказаться резко различными: одна и та же работа будет для разных спортсменов связана с неодинаковым расходом энергии. Так, например, при плавании с одинаковой скоростью на дистанции 150 м (время плавания —146 с) величина кислородного запроса у пловцов-третьеразрядников составляла в среднем 5486 мл/мин, а у мастеров спорта лишь 2726 мл/мин, т. е. в 2 раза (!) меньше (Фам Чонг Тхань). При плавании с той же скоростью третьеразрядники затрачивают в 2 раза больше энергии, чем мастера.

Экономичность работы нередко оценивают с помощью коэффициентов, связывающих величины выполненной работы с величинами затраченной при этом энергии. Наиболее часто применяют три таких коэффициента.

1. Валовый  коэффициент (брутто-коэффициент) экономичности работы:

K1=A/E

где А — выполненная механическая работа (в джоулях), Е— затраченная энергия (в джоулях).

2. Нетто-коэффициент; в данном случае из величины  энерготрат при выполнении работы вычитают величину энерготрат в состоянии покоя (в условиях основного обмена или в рабочей позе):

K2=A/(E-En)

где А — величины работы (в джоулях), En —энерготраты (в джоулях).

3 Дельта  коэффициент сравнивают величины  выполненной работы в двух  двигательных заданиях разной интенсивности

K3=(A2-A1)/(E2-E2)

где A 1 и А 2 величины работы в джоулях, Е1 и Е2 энерготраты в джоулях

Например, определяются энерготраты при педалиро вании на велоэргометре с мощностью 50 и 250 вт в течение 100 с. Выполненная работа равна 5 тыс. джоулей (А 1 ) и 25 тыс. джоулей (А 2 ).

Все эти коэффициенты введены по аналогии с известным по школьному Курсу физики коэффициентом полезного действия (к.п.д.), a K t формально равен ему. Однако отношение к введенным коэффи циентам Ki , К 2 и К з, их использование и трактовка отличаются от того, что имеет место в физике и в технике.

Таким образом, использование указанных коэффициентов, во-первых, позволяет анализировать лишь внешние результаты двига тельных заданий (но не процессы, лежащие в их основе); во-вторых, приемлемо лишь при анализе двигательных заданий сходного типа. Можно, например, сравнивать величины этих коэффициентов в одном и том же движении (например, в беге), и нельзя — в движениях далеких друг от друга (например, в плавании и прыжках в воду).

В циклических локомоциях для характеристики экономичности техники обычно используют не указанные выше коэффициенты, а так называемую константу пути — величину энерготрат, приходящуюся на 1 метр пути.

При сравнении разных локомоций значения константы пути и коэффициентов экономичности работы могут не совпадать, поскольку в разных локомоциях для того, чтобы преодолеть одно и то же расстояние, надо выполнить разную механическую работу. Например, при ходьбе по сравнению с ездой на велосипеде коэффициенты К1 и К2 больше (т. е. работа экономичнее), но в то же время и сама механическая работа больше (главным образом из-за подъема общего центра тяжести в каждом шаге). При езде на велосипеде К х и К 2 меньше, но меньше и механическая работа. В результате затраты энергии на метр пути (константа пути) при езде на велосипеде гораздо меньше, чем при ходьбе.

Экономичность техники зависит от двух групп факторов: 1) физиологических и биохимических (в частности от того, аэробными или анаэробными процессами обеспечивается поставка энергии) и 2) био механических.

6.Биомеханические основы экономизации спортивной техники.

Особенности спортивной техники в упражнениях, требующих большой выносливости.

С биомеханической точки зрения есть два различных пути повышения экономичности движении:

1) снижение  величин энерготрат в каждом цикле (например, в каждом шаге);

2) рекуперация  энергии, т. е. преобразование кинетической  энергии в потенциальную и  ее обратный переход в кинетическую.

Что касается первого пути, то он реализуется несколькими основными способами:

а) устранением ненужных движений (например, в вертикальном направлении; ведь каждая работа по подъему тела требует затрат энергии и оправданна лишь постольку, поскольку она абсолютно необходима для продвижения вперед);

б) устранением ненужных сокращений мышц. У квалифицированных спортсменов суммарное время активности мышц меньше, время расслабленного состояния больше, чем у новичков. Это достигается за счет так называемой концентрации активности мышц. Внешне это выражается в легкости и свободе движений;

в) уменьшением внешнего сопротивления (например, уменьшением сопротивления воды в плавании за счет выбора более обтекаемого положения тела);

г) уменьшением внутрицикловых колебаний скорости. Повышение скорости (после ее падения) требует затрат энергии. По возможности такие колебания надо уменьшать, хотя в некоторых видах спорта (плавание брассом, академическая гребля) они поневоле остаются значительными;

д) выбором оптимального соотношения между силой действия и скоростью рабочих движений. В некоторых видах спорта (велосипед ном, гребле) можно сохранить одну и ту же скорость передвижения при разном соотношении силы действия и скорости отдельных движений (например, в гребле за счет изменения площади лопасти весла).

е) выбором оптимального соотношения между длиной и частотой шагов.

Подобного рода зависимости существуют и в других циклических локомоциях. Интересно, что в ходьбе оптимальная (по затратам энергии) длина и частота шагов подбирается человеком без специального обучения. В других циклических локомоциях нередко можно наблюдать довольно значительные отклонения от наиболее выгодного соотношения этих характеристик. Подобные отклонения должны устраняться тренером.

Рекуперация 4 энергии в движениях человека осуществляется двумя способами.

Во-первых, кинетическая энергия движения может переходить в потенциальную энергию гравитации (сил тяжести). Например, в обычной ходьбе наивысшему положению ЦМ тела (максимуму потенциальной энергии) соответствует минимум кинетической энергии, и наоборот, кинетическая энергия тела самая большая, когда его ОЦМ находится в самом низком положении. Образно можно себе представить, что ОЦМ движется как шарик, катящийся по неровной поверхности:, на подъемах кинетическая энергия переходит в потенциальную, а на спусках — наоборот. Благодаря этому полная механическая энергия тела (т. е. сумма его кинетической и потенциальной энергии) сохраняется. Разумеется, это сохранение не стопроцентное — значительная часть энергии рассеивается. Но все же благодаря описанному явлению экономичность ходьбы значительно повышается.

Во-вторых, кинетическая энергия движения превращается в потенциальную энергию упругой деформации мышц, а накопленная потенциальная энергия частично снова превращается в работу - идет на сообщение скорости телу и его подъем.

Повышение экономичности спортивной техники — основное направление ее совершенствования в видах спорта, требующих большой выносливости. Определенное значение имеют и другие факторы, в частности предупреждение локального утомления отдельных мышечных групп, что может наблюдаться, если нагрузка на какую-либо мышечную группу становится особенно велика

7.Особенности спортивной техники в упражнениях, требующих большой выносливости.

 

Список литературы.

Основная

1. Донской Д.Д., Зациорский В.М., Биомеханика: Учебник для институтов физической культуры.- М.: Физкультура и спорт, 1979. – 264 с.
2. ДубровскийВ.И., Федорова В.Н. Биомеханика: Учеб. для сред. и высших учебных заведений.-М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003, 672с. http://www.universalinternetlibrary.ru/book/16275/ogl.shtml
3. Попов, Г.И. Биомеханика двигательной деятельности: Учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования /Г.И. Попов, А.В. Самсонова.– М.: Издательский центр «Академия», 2011.– 320 с. –стр119
4. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека - общая, спортивная, возрастная Учебник для высших учебных заведений физической культуры Издание 2-е, исправленное и дополненное Допущен Государственным комитетом РФ по физической культуре и спорту в качестве учебника для высших учебных заведений физической культуры Олимпия, Москва, 2005 -527 с.
5. Сотский Н.Б. Биомеханика: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности «Физическая культура и спорт». – Мн.: БГАФК, 2002. – 204 с.
6. Уткин В.А. Биомеханика физических упражнений: Учебное пособие для ф-тов физического воспитания. – М.: Просвещение, 1989. – 205 с.
7. .Шацкий Г.Б. Расчетные методы определения биомеханических характеристик тела человека и его движений: Лабораторный практикум. – Витебск: Изд-во УО «ВГУ им. П.М. Машерова», 2004. – 57 с.

Дополнительная

1. Годик М.А. Спортивная метрология: учебник для ИФК. – М.: Физкультура и спорт, 1988. С. 10-44.
2. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика: Учебник для средних. и высших учебных заведений по физической культуре. – М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. – 672 с.
3. Зациорский В. М., Аруин А. С, Селуянов В. Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. – М.: Физкультура и спорт, 1981. – 143 с.
4. Практикум по биомеханике: Пособие для институтов физической культуры /Под общ. ред. к.б.н. И.М. Козлова. – М.: Физкультура и спорт, 1980. – С. 65-75.
5. Санникова Н.И. Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера // ТПФК. – 2001. - №4. – С. 58-
6. Селуянов В.Н., Чугунова Л.Г. Определение масс-инерционных характеристик тела спортсмена методом геометрического моделирования. // ТПФК. – 1989. - № 2. – С. 36-38.
7. Назаров В.Т. Движения спортсмена. – Мн.: Полымя, 1984. – 176 с.
8. Сучилин Н.Г. Анализ спортивной техники // ТПФК. - 1996.- № 12. - С.10-14.
9. Сучилин Н.Г., Аркаев Л.Я., Савельев В.С. Педагогико-биомеханический анализ техники спортивных движений на основе программно-аппаратного видеокомплекса // ТПФК.- 1996.- № 4.- С. 12-20.