Взаимосвязь мощности, развиваемой мышцами нижних конечностей в скоростно-силовых тестах, с пиковой мощностью в двигательном действии

В современном спорте при подготовке спортсмена существует проблема соотношения физической и технической подготовленности, а также взаимосвязи между ними. Решить проблему можно, изучив связи биомеханических показателей простых по технике упражнений, используемых при физической подготовке спортсмена и в качестве тестов физической подготовленности, и сложных упражнений, требующих высокого технического мастерства.

В скоростно-силовых упражнениях одним из основных показателей является мощность, развиваемая при выполнении двигательного задания. Большинство физических упражнений скоростно-силового характера связано с взаимодействием с опорой и мощность в таких упражнениях в большей мере зависит от скоростно-силовых способностей мышц нижних конечностей. Поэтому целью нашего исследования было изучить взаимосвязь мощности, развиваемой нижними конечностями в скоростно-силовых тестах, с пиковой мощностью в целом двигательном действии.

Методика исследования. В эксперименте приняли участие 15 юных футболистов (возраст - 11±0,2 лет, масса тела - 37,4±5,2 кг, рост - 148±4,4 см). Испытуемые выполняли 2 вида заданий:
1) разгибание правой и левой ноги в коленном суставе в динамических условиях при различных угловых скоростях с задачей проявить максимум силовых возможностей;
2) прыжки вверх с места (из приседа, с предварительным подседанием без маха и с махом руками).

Для выполнения первого вида задания использовался изокинетический динамометр Biodex System-3. Испытуемый после разминки фиксировался в кресле таким образом, чтобы ось коленного сустава совпадала с осью вращения вала динамометра; наклон спинки кресла соответствовал такому положению туловища, при котором угол в тазобедренном суставе составлял 100о. Задачей для испытуемого было проявить максимальные силовые возможности в каждом задании. Разгибание в коленном суставе осуществлялось в изокинетическом режиме при пяти угловых скоростях вращения вала 60, 120, 180, 240 и 300 о/с. На каждое задание давалось по две попытки. Для анализа выбиралась лучшая попытка. С помощью программного обеспечения «Biodex System-3» регистрировалось изменение момента силы, прикладываемой к рычагу динамометра, а также рассчитывалась средняя мощность при выполнении разгибания коленного сустава.

Для выполнения второго вида задания использовался динамометрический аппаратно-программный комплекс AMTI. Стоя на динамометрической платформе, испытуемые выполняли три варианта прыжка вверх с места с задачей выполнить прыжок как можно выше. С помощью программы «BioAnalysis» анализировались графики изменения вертикальной составляющей силы реакции опоры, вертикальной скорости ОЦМ тела и мощности при выполнении отталкивания от опоры. В результате, были рассчитаны такие показатели, как высота прыжка и максимум положительной мощности отталкивания от опоры.

Результаты исследования и их обсуждение. Для показателей первого вида задания были рассчитаны среднее значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации.

Данные описательной статистики для средней мощности при разгибании коленного сустава с различной скоростью представлены в табл. 1.
Таблица 1
Средняя мощность разгибания коленного сустава с различной скоростью

При рассмотрении значений средней мощности разгибания коленного сустава можно выделить следующие особенности:
• значение мощности увеличивается с увеличением скорости разгибания коленного сустава;
• заметна асимметрия мощности развиваемой правой и левой ногой;
• сравнительно большая межиндивидуальная вариативность, достигающая 43%.

При выполнении прыжка вверх с места результат (максимальная высота ОЦМ тела) достигается, в основном, за счёт мощности, развиваемой при отталкивании от опоры. В свою очередь, мощность зависит как от скоростно-силовых способностей мышц нижних конечностей, так и от техники выполнения прыжка при реализации биомеханизма разгибания ног и выпрямления туловища и биомеханизма движения маховых звеньев. Используя в качестве теста различные варианты прыжка вверх с места (из приседа без предварительного подседания, с предварительным подседанием без маха и с махом руками), можно обеспечить различный вклад этих биомеханизмов в мощность отталкивания от опоры и, как следствие, в высоту прыжка. Из таблицы 2 видно, что использование предварительного подседания в нашей группе испытуемых увеличивает высоту прыжка в среднем на 12,8 % по сравнению с прыжком из приседа, а использование маховых движений руками доводит эту разницу до 27,9 %. Достоверность различий средних доказана с помощью Т-критерия Стьюдента.

В таблице 3 представлены данные описательной статистики для максимума положительной мощности отталкивания от опоры в прыжковых упражнениях. В прыжках из приседа без подседания и с подседанием среднее значение мощности приблизительно одинаково, это связано с тем, что использование подседания испытуемыми нашей группы увеличивало импульс отталкивания, в основном, за счёт увеличения только времени отталкивания. Использование маховых движений руками увеличивает мощность отталкивания в среднем на 18 %. Значимость различий проверена с помощью Т-критерия Стьюдента.

Таблица 3
Мощность отталкивания от опоры при выполнении прыжка вверх с места

Связи значений средней мощности, развиваемой мышцами - разгибателями нижних конечностей в коленном суставе, со значениями максимальной мощности отталкивания от опоры в прыжковых упражнениях представлены в таблице 4.

Из-за небольшой выборки достоверность различий между коэффициентами корреляции при уровне значимости р<0,05 имеет место при разнице коэффициентов корреляции равной или более 0,35. Достаточно высокие (до 0,84) статистически значимые положительные корреляции обнаружены между мощностью в различных прыжках вверх с места и средней мощностью разгибания коленного сустава, в особенности, при угловых скоростях 180 и 240 о/с. Вероятно, это связано с тем, что средняя угловая скорость разгибания коленного сустава при выполнении прыжка вверх с места лежит именно в этом диапазоне. В подтверждение этому можно привести данные предыдущих наших исследований о средней скорости разгибания коленного сустава при выполнении прыжков вверх с места из приседа, без маха и с махом руками: 213,7±58,3; 258,1±42,6; 208,4±66,6 о/с, соответственно. Эти данные получены с использованием гониометрии (G110) аппаратно-программного комплекса MuscleLab. В эксперименте принимали участие 7 испытуемых (возраст 20,1±2,5 лет, рост 168,1±7,3 см, масса 58,5±9,7 кг) с различной спортивной специализацией.

Таблица 4
Матрица коэффициентов корреляции средней мощности разгибания коленного сустава при различных угловых скоростях и максимума положительной мощности отталкивания от опоры в различных прыжках вверх с места

Примечание: N=15, p=0,05; курсивом обозначены коэффициенты корреляции при p>0,05. Р1 - мощность отталкивания в прыжке из приседа, Р2 - в прыжке без маха руками, Р3 - с махом; P-R... - мощность разгибания правой ноги в коленном суставе, P-L. - мощность разгибания левой ноги в коленном суставе, цифра означает угловую скорость разгибания.

Таким образом, учитывая коэффициент детерминации, следует отметить, что мощность отталкивания от опоры в прыжковых упражнениях до 71% определяется средней мощностью разгибания коленного сустава при угловых скоростях 180 и 240 о/с. Следовательно, техника выполнения прыжковых упражнений будет преимущественно направлена на достижение большей мощности за счет работы мышц нижних конечностей. Поэтому тренировка, направленная на повышение эффективности техники спортсмена при выполнении различных скоростно-силовых упражнений, должна, в первую очередь, включать целенаправленную работу по увеличению мощности основных мышечных групп.

Медведев В.Г.