Моделирование двигательных действий в тяжелой атлетике и пауэрлифтинге
В статье «Моделирование двигательных действий в тяжелой атлетике и пауэрлифтинге» сравнивается выполнение глубокого приседа со штангой на плечах и полуприседа. Показано, что зона, в которой наблюдаются максимальные величины моментов силы мышц-разгибателей бедра соответствует изменению угла между голенью и бедром от 40 до 80 град. Авторы считают, что «глубокий» присед, выполняемый тяжелоатлетами, эффективен с точки зрения биомеханики мышечной деятельности.
Самсонова, А.В. Моделирование двигательных действий в тяжелой атлетике и пауэрлифтинге /А.В.Самсонова, В.С.Степанов, М.Яцков //В сб.: Санкт-Петербург — родина отечественного атлетизма /под ред. Г.П.Виноградова.- СПб, 2004.- С. 44-46.
Самсонова А.В., Степанов В.С., Яцков М.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ В ТЯЖЕЛОЙ АТЛЕТИКЕ И ПАЙЭРЛИФТИНГЕ
Использование моделирования работы мышц при выполнении физических упражнений позволяет ответить на ряд вопросов, возникающих в практической деятельности при занятиях тяжелой атлетикой и пауэрлифтингом. Дело в том, что в этих видах спорта характер движений при выполнении приседания со штангой значительно отличается. Тяжелоатлеты выполняют «глубокий» присед, то есть максимально сгибают ноги в тазобедренных и коленных суставах. В пауэрлифтинге, однако, правилами соревнований предусмотрено, что «…атлет должен согнуть колени и опустить туловище так, чтобы верхняя поверхность ног у тазобедренных была ниже, чем верхушка коленей» (Правила соревнований, с.10). Это положение соответствует углу между голенью и бедром в 90 градусов. Дальнейший присед считается нецелесообразным так как, по мнению тренеров и спортсменов, это не способствует улучшению результата. Однако, так ли это на самом деле? Мы попытались ответить на этот вопрос. С этой целью были построены модели изменения морфометрических характеристик мышц (относительной длины и плеча силы мышцы) тазобедренного и коленного суставов как функции межзвенных углов (рис.1 и рис. 2).
На рис. 1 представлена зависимость изменения длины и плеча силы большой ягодичной мышцы (GL) в зависимости от угла между бедром и туловищем. Из графиков следует, что в исходном положении основная стойка (угол между туловищем и бедром равен 180 град) относительная длина мышцы минимальна. Из характеристической зависимости «сила-длина» для мышц нижних конечностей следует, что чем больше длина мышцы, тем большую силу она способна развить. Следовательно, сила, которую способна развить большая ягодичная мышца также минимальна. Плечо силы в этом положении минимально. Следовательно, момент силы, который определяется по формуле (1) также будет минимальным.
M = F h (1), где: М – момент силы, F – сила мышцы, h – плечо силы.
Сгибание ноги в тазобедренном суставе (присед) сопровождается увеличением длины мышцы и, следовательно, и силы, которую мышца может развить. Если бы результирующее действие мышцы определялось только ее силой, то тогда максимальный эффект соответствовал бы предельному сгибанию в тазобедренном суставе (относительная длина мышцы близка к 1,15), то есть она максимально растянута. Однако результирующее действие мышцы зависит не только от «текущей» ее длины, но также и от плеча силы мышцы в конкретном суставе. Зависимость плеча силы большой ягодичной мышцы от угла между бедром и туловищем представляет собой параболу. Оно минимально в двух случаях: при исходном положении основная стойка и при полном сгибании ноги в тазобедренном суставе. При этом существует оптимальная зона, которая соответствует углу между туловищем и бедром в диапазоне от 50 до 100 град (рис. 1). В этой зоне снижение результирующего момента за счет уменьшения плеча силы компенсируется возрастанием результирующего момента за счет увеличения длины мышцы. Поэтому по нашему мнению, зона сгибания ноги в тазобедренном суставе 50-100 град является оптимальной для развития максимального момента силы большой ягодичной мышцы.
Для работы мышц, осуществляющих противодействие силе тяжести при сгибании ноги в коленном суставе, существует несколько иная закономерность. Благодаря наличию наколенника, плечо силы четырехглавой мышцы бедра, осуществляющей разгибание в суставе, остается постоянным. Растягивание мышцы при выполнении приседа приводит к тому, что в ней накапливается энергия упругой деформации. Следовательно, чем больше сгибается нога в коленном суставе, тем больший момент силы способна развить четырехглавая мышца, противодействуя внешним силам.
Следует, однако, заметить, что при выполнении двигательных действий, например, приседа со штангой происходит содружественное изменение межзвенных углов. Это означает, что одновременно с уменьшением углов между туловищем и бедром уменьшается угол между бедром и голенью. Такое содружественное изменение межзвенных углов связано с тем, что большинство мышц передней и задней поверхности бедра являются двусуставными. На этот факт впервые обратил внимание Байер, назвав это явление межмышечной координацией. (Bayer, 1925).
В нашем случае зона, в которой наблюдаются максимальные величины моментов силы мышц — разгибателей бедра соответствует изменению угла между голенью и бедром от 40 до 80 град. Следовательно, «глубокий» присед, выполняемый тяжелоатлетами, эффективен с точки зрения биомеханики мышечной деятельности.