ПРИНЦИПЫ СТИМУЛЯЦИИ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ РАЗВИТИЯ СИЛЫ

 

Внешняя сила, развиваемая мышцами, возникает прежде все-го как результат волевого усилия. Однако в обычных условиях жизнедеятельности рабочее напряжение, вызванное волевым усилием, имеет определенные пределы. Чтобы увеличить внеш-нюю силу мышц, их необходимо стимулировать извне, например путем механического раздражения. Возникающие при этом аф-ферентные импульсы сигнализируют в ЦНС о степени внешнего воздействия (скажем, сопротивления перемещаемого груза) и вы-зывают соответствующее напряжение мышц. Чем больше в опти-муме сила и интенсивность внешнего раздражителя, тем сильнее эффекторная импульсация мышц, тем больше их внешняя работа. Таким образом, афферентация в нейромоторном механизме, осу-ществляющем движение, играет важную роль для качественной

 

и количественной характеристики проявляемой человеком силы мышц. Поэтому стимулирование мышечного напряжения с целью развития силы приобретает принципиальное значение.

 

Итак, во всех случаях величина рабочего напряжения мышц определяется волевым усилием и внешней механической причи-ной. В зависимости от преимущественной роли того или другого можно выделить три основных вида стимуляции рабочего усилия:

 

– стимуляция отягощением, когда напряжение мышц вызы-вается волевым усилием, а сопротивление перемещаемого груза повышает и регулирует эффекторную импульсацию мышц;

 

– стимуляция за счет кинетической энергии падения трениро-вочного снаряда (тела), когда волевое усилие выступает главным образом как компонент двигательной установки решаемой задачи;

 

– стимуляция преимущественно волевым усилием (дополни-тельная механическая стимуляция извне отсутствует или ограни-чена).

 

В первых двух случаях имеет место динамическая работа мышц, в третьем – изометрическая. Рост стимулирующего воздей-

 

– 133 –

ствия осуществляется в первом случае за счет увеличения скоро-сти предварительного падения тела или груза, в третьем – за счет мобилизации волевых ресурсов человека. Следует подчеркнуть также, что если в первом случае волевое усилие играет существен-ную роль в величине эффекторной импульсации мышц, то во вто-ром влияние его незначительно. Преимущественно механическая причина тормозяще-амортизирующей работы мышц при этом об-условливает эффекторную импульсацию скорее охранительного, чем целеустремленного порядка. Поэтому такая принудительная стимуляция способна вызвать экстренную мобилизацию скрытых функциональных резервов нервно-мышечного аппарата, которая невозможна там, где полагаются только на усилие воли.

 

Как уже говорилось, сейчас ведется интенсивный поиск ориги-нальных высокоэффективных средств специальной силовой под-готовки. Например, отечественными учеными установлено, что мышечное сокращение, вызванное электрическим током, являет-ся адекватным тренировочным раздражителем, обеспечивающим эффективное развитие силы мышц (Я.М. Коц, 1971; Я.М. Коц, В.А. Хвилон, 1971; В.А. Хвилон, 1974). Практика использования электростимуляции в условиях подготовки спортсменов высо-кой квалификации (главным образом в скоростно-силовых ви-дах спорта) выявила высокую эффективность и ряд преимуществ этого метода развития силы, хотя он не может считаться абсо-лютным. Он должен иметь определенное место в рамках годич-ного тренировочного цикла, применяться в сочетании с другими методами развития силы мышц и главным образом в подготовке высококвалифицированных спортсменов. Однако останавливать-ся на нем подробно здесь не представляется целесообразным, по-скольку методические основы электростимуляции мышц еще не разработаны, применение ее возможно пока только при наличии соответствующих условий и требует квалифицированного обслу-живания.

 

Отягощение

 

В принципе чем бóльший груз поднимают мышцы, тем боль-шее напряжение они развивают. Последнее достигается за счет усиления эффекторной стимуляции и включения в работу боль-шего количества функциональных элементов мышц. Эффектив-ность развития силы путем отягощения движения была показана еще в 500 году до н.э. легендарным Милоном из Кротона. Соглас-

 

– 134 –

но легенде, он добился огромного увеличения силы тем, что каж-дый день носил на плечах молодого бычка. По мере того как рос бычок, росла и сила Милона.

 

В наше время идея Милона воплощена в методе прогрессив-но возрастающего сопротивления (progressive resistance exercise), который был предложен Де Лормом (Th. De Lorme, 1945, 1946; Th. De Lorme, A. Watkins, 1948, 1951; Th. De Lorme a. o., 1952). Суть метода заключается в развитии силы путем повторного под-нимания груза, вес которого постепенно увеличивается как в от-дельном занятии, так и от занятия к занятию по мере роста силы.

 

Однако в том случае, когда требовалось проявление боль-шой силы, отягощение было естественным и не вызывающим сомнения средством тренировки, то там, где решающую роль играла быстрота движения, им пользовались вначале весьма осторожно. Правда, отдельные авторы отмечали, что трениров-ка силы с помощью отягощений дает возможность повысить результат в упражнениях скоростного характера (Г.А. Дюппе-рон, 1926; А.Д. Любимов, 1927; А. Курье, 1937; Д.П. Марков, 1938; Н.Г. Озолин, 1939; Е. Chui, 1950; W. Gullwer, 1955; D. Penny-baker, 1961). Однако потребовалась длительная эксперименталь-ная и практическая проверка, пока это предположение получило подтверждение. В наше время если вопрос о применении отяго-щений для развития быстроты движений еще и дискутируется, то только в связи с весом отягощения, характером выполнения дви-жений, их темпов, числом повторений и т.п.

 

При использовании отягощения для стимуляции мышечного напряжения необходимо учитывать следующие основные поло-жения. Прежде всего сила в упражнениях с отягощением может проявиться в форме максимального напряжения или наибольшей скорости сокращения работающих мышц. Отсюда принято гово-рить о собственно-силовых упражнениях, в которых сила прояв-ляется преимущественно за счет увеличения веса перемещаемого груза, и скоростно-силовых упражнениях, в которых проявление силы связано с увеличением быстроты движений (В.С. Фарфель, 1940). В первом случае следует стремиться к работе с возможно бóльшим отягощением, во втором – применять отягощение, опти-мальная величина которого определяется требуемой скоростью движения.

 

Следует подчеркнуть, что режим работы организма при вы-полнении силовых (преимущественно медленных) упражнений

 

– 135 –

и скоростно-силовых (которым присуща быстрота движений) существенно различен как по физиологическому механизму, так

и по характеру утилизации энергетических ресурсов. Полагают, что для осуществления быстрых, взрывных движений требуется доста-точная подвижность основных нервных процессов при высокой степени концентрации их во времени; при выполнении же медлен-ных движений основная роль нервной системы заключается в том, чтобы создать достаточно сильный очаг возбуждения и поддержи-вать его относительно длительное время (В.Л. Федоров, 1957).

 

В интересах дальнейшего изложения следует более подробно остановиться на динамических характеристиках движения с пре-дельным усилием в связи с величиной перемещаемого отягоще-ния и режимом работы мышц.

 

С увеличением веса поднимаемой штанги тяжелоатлет выпол-няет, естественно, бóльшую работу. Однако мощность ее изменя-ется при этом неоднонаправленно. Она вначале увеличивается, а после того, как вес штанги превысит 66% максимального, начи-нает падать (Г.Б. Чиквадзе, 1961). Аналогичную картину можно наблюдать и при выпрыгивании со штангой на плечах (рис. 47). С увеличением веса снаряда растет максимальное значение дина-мической силы при быстром увеличении длительности движения, главным образом за счет фазы активного отталкивания. Макси-мальное значение мощности достигается при весе, равном 30–40% от максимального, а величина коэффициента реактивности – при весе, равном 30–33% от максимального.

 

Факт увеличения значений мощности и коэффициента реак-тивности при увеличивающемся времени движения может быть объяснен дополнительным потенциалом напряжения, накапли-вающимся в мышцах за счет поглощения кинетической энергии тела и снаряда в фазе амортизации.

 

В пользу такого вывода свидетельствуют наблюдения харак-теристик движения, в котором увеличивающееся отягощение (20, 40, 60, 80% от максимума) поднимали за счет разгибания ноги в положении сидя с исходным углом в коленном суставе 110º, т.е. только при преодолевающей работе мышц (рис. 48). Из гра-фиков видно, что с ростом отягощения максимум динамической силы и время движения возрастают аналогично тому, как это было при выпрыгивании со штангой на плечах, однако отсутствие избыточного потенциала напряжения в этом случае приводит к прогрессивному снижению мощности движения.

 

– 136 –

Рис. 47. Изменение максимума силы

Рис. 48. Изменение максимума

(F max ), времени движения (t),

силы (F max ), мощности работы

коэффициента реактивности (R)

(N) и времени движения (t)

и мощности работы (N)

при отталкивающем движении

при выпрыгивании со штангой

ногой в положении сидя

увеличивающегося веса на плечах

с преодолением увеличиваю-

(в процентах от максимального)

щегося отягощения

 

На рабочий эффект движения с отягощением влияют и дру-гие факторы. Изменение величины перемещаемого груза, режим работы мышц, быстрота и темп движения, а также число повто-рений в одном подходе и продолжительность паузы между ними существенно меняют биомеханический характер движений, сле-довательно, и тренирующий эффект работы в целом. Поэтому

 

в каждом конкретном случае, выбирая те или иные условия рабо-ты с отягощением, необходимо исходить из специфического ха-рактера проявления силы в специализируемом упражнении.

 

К этому следует добавить, что вес отягощения, скорость его пе-ремещения и длительность работы с ним определенным образом влияют на состав мышц, участвующих в обеспечении движения, координацию их деятельности и момент выхода из работы. При многократных повторных подъемах штанги наиболее стабильным признаком координационной структуры мышечной деятельно-сти является последовательность включения в работу основных, осуществляющих данное движение, мышц. При подъеме веса 60% от максимального постоянство включения мышц в работу во вре-мя эксперимента наблюдалось у всех спортсменов в 82% случа-ев. При подъеме веса 80% от максимального степень стереотипии была меньшей, носила индивидуальный характер и была выше

 

– 137 –

у квалифицированных спортсменов. В связи с утомлением ко-ординационная структура мышечной деятельности нарушалась (В.Г. Пахомов, 1967).

 

В процессе повторной работы состав работающих мышц мо-жет изменяться (А.М. Лазарева, 1966, И.М. Козлов, 1966). Может уменьшаться (Ю.В. Мойкин, 1964) или увеличиваться (В.С. Аве-рьянов, 1963) число мышечных групп, принимающих участие в обеспечении движения. В движениях, выполняемых с малым усилием или с невысокой скоростью, большую часть работы бе-рут на себя мышцы дистальных звеньев тела (К.С. Точилов, 1946; С.А. Косилов, 1948; М.И. Виноградов, 1951). Для движений, связанных с преодолением значительного сопротивления или выполняемых с большой скоростью, характерно переключение активности на мышцы проксимальных звеньев.

 

Таким образом, факторы, о которых шла речь, являются чрез-вычайно важными, поскольку влияют как на рабочий эффект дви-жения, так и на специфичность тренируемой силы. Поэтому при подборе силовых упражнений с отягощением эти факторы сле-дует учитывать сообразно особенностям конкретной спортивной деятельности.

 

Следующая отличительная черта упражнений с отягощения-ми, которую необходимо иметь в виду, связана с начальным мо-ментом развития усилия. Например, в приседаниях или выпры-гиваниях со штангой на плечах в исходном положении, т.е. перед началом активного рабочего усилия, мышцы ног и туловища уже развивают напряжение, равное весу удерживаемого снаряда. В то же время при рывке или толчке штанги основное рабочее усилие, сообщающее ускорение снаряду, развивается практически от нуля. Таким образом, можно выделить две группы упражнений с отягощением: упражнения, в которых рабочее усилие развива-ется после предварительного напряжения мышц, равного весу снаряда, и упражнения, в которых рабочее усилие развивается от нуля, без существенного предварительного напряжения мышц.

 

Принципиальное различие между этими группами упражне-ний, на которое здесь впервые обращается внимание, заключается в том, что в первой группе упражнений тренировка не оказывает существенного влияния на процессы, связанные с химическими и физическими превращениями в мышцах в цепи возбуждение – напряжение. Следовательно, в зависимости от применяемого отя-гощения здесь создаются условия главным образом для развития

 

– 138 –

абсолютной силы мышц или скорости их рабочего сокращения, но не быстроты перехода их в деятельное состояние. Условия же работы мышц во второй группе упражнений содержат в себе одно-временно возможность для развития динамической силы, быстро-ты движения и, главное, стартовой силы мышц. Нетрудно видеть, что рассмотренное положение – не просто нюанс биодинамики движения. Оно имеет существенное значение для совершенство-вания методики силовой подготовки.

 

Наконец, по условиям приложения силы следует разли-чать упражнения, в которых сила направлена против веса груза,

 

и упражнения, в которых сила направлена против инерции груза. В первом случае, например приподниманий штанги, рабочая сила движения численно равна F = m(a+g), т.е. определяется массой груза и ускорением свободного падения. Во втором случае сила движения равна F = ma, т.е. зависит только от инертного сопро-тивления груза, перемещаемого с некоторым ускорением. Такие условия характерны в принципе, например, для метания (толка-ния) снаряда, отталкивания от колодок в спринтерском беге, уда-ра в боксе, т.е. для тех случаев, когда сила действует перпендику-лярно направлению силы тяжести перемещаемого груза.

 

Разница в биомеханике движения в рассмотренных случаях довольно значительна. В первом сила тяги мышц сначала дости-гает величины веса отягощения (т.е. практически развивается в изометрических условиях), затем превышает ее (начинается движение), сообщая снаряду ускорение, причем тем бóльшее, чем больше ее превышение над весом снаряда. Предварительное на-пряжение мышц в условиях изометрического режима обусловли-вает больший градиент ускоряющей силы. Во втором случае, если не учитывать трения и сопротивления среды, движение переме-щаемого груза начинается в принципе при самых незначительных величинах внешней силы. Дальнейшее изменение последней обу-словлено целиком скоростью мышечного сокращения или, точнее, способностью мышц «догонять» уходящий груз, проявляя одно-временно максимум силы и быстроты сокращения. Иными сло-вами, чем выше способность мышц к быстроте сокращения, тем бóльшую силу они способны проявить. Следовательно, условия, при которых сила мышц направлена против веса груза, стимули-руют преимущественно силовой компонент движения, а условия, при которых сила мышц направлена против силы инерции груза, в большей мере стимулируют скорость сокращения мышц.

 

– 139 –

Таким образом, во втором случае нетрудно видеть возможно-сти для преодоления диалектического противоречия между весом отягощения и скоростью сокращения мышц. К сожалению, усло-вия, соответствующие работе мышц против инерции груза, еще не нашли применения в практике спортивной тренировки, что связано с необходимостью специального оборудования. Однако стремление к рационализации методики специальной силовой подготовки заставит в конце концов серьезно об этом подумать. Практически здесь возможны два конструктивных решения: при-ложение силы (например, отталкивания) к горизонтально катя-щемуся (скользящему) или подвешенному (по принципу маят-ника) грузу или раскручивание махового колеса (рис. 49). При первом решении скорость сокращения мышц можно варьировать весом груза, при втором – изменением момента инерции враще-ния маховика.

 

Работу с отягощением следует рассматривать как частный случай широко применяемого в практике методического приема намеренного затруднения движения с целью развития тех или иных качественных характеристик моторных способностей. Как средство затруднения движения часто используются резиновые амортизаторы (бинты, трубки, жгуты), хотя характер проявления усилия, обусловленный эластическими свойствами резины, огра-ничивает область применения этого средства. Поэтому для раз-вития стартовой силы в движениях баллистического и взрывно-го типа использование резины нецелесообразно. Иное дело, если речь идет о развитии силовой выносливости. В этом случае можно так подобрать длину и упругость резины, чтобы ее сопротивление незначительно изменялось в пределах рабочей амплитуды движе-ний. Таким приемом пользуются, например, пловцы для развития силовой выносливости в гребковых движениях (рис. 50).

 

Рис. 49. Раскручивание		Рис. 50. Упражнение с резиной
махового колеса		для развития силовой
за счет сгибания		выносливости в гребковых
	предплечья	движениях пловца

 

– 140 –

Способы затруднения движений чрезвычайно разнообразны.

 

В каждом конкретном случае они определяются условиями вы-полнения движения и решают преимущественно две задачи: сти-муляцию силы тяги мышц и создание эффекта облегченности при переходе к естественным условиям движения (например, толкание нормального ядра после утяжеленного создает впечат-ление его легкости). Движение может быть затруднено за счет не-большого отягощения, незначительно увеличивающего вес тела в целом или его отдельных звеньев. Практически это решается с помощью поясов, жилетов, манжет, мешков с песком, обуви и т.п. Эффект затруднения достигается также при беге в гору, по глубокому снегу или воде, при утяжелении хода лодки с помощью гидротормоза и др.

 

Подводя итог рассмотрению принципа стимуляции нервно-мышечного аппарата с помощью отягощения и опираясь на факты, изложенные в предыдущих главах, следует сформулиро-вать ортодоксальное на первый взгляд заключение. Упражнения с отягощением не могут быть адекватным средством для разви-тия быстроты движений (если говорить о быстроте неотягощен-ного движения или движения против относительно небольшого внешнего сопротивления), особенно для спортсменов высокой квалификации. Внимательный анализ экспериментальных и эм-пирических данных свидетельствует о том, что повышение скорос-ти движений за счет упражнений с отягощением, т.е. за счет аб-солютной силы мышц, характерно главным образом для начи-нающих спортсменов. И это вполне справедливо, ибо прибавка в силе мышц на чисто физической основе способствует более быстрой реализации движения. Однако этот фактор очень скоро исчерпывает себя и из положительного превращается в отрица-тельный, ибо упражнения с отягощением не только способствуют совершенствованию физиологических механизмов, ответствен-ных за быстроту реализации движения, но губительно действуют на них.

 

Если говорить о скоростно-силовых движениях с взрывным характером развития усилия, связанным с преодолением значи-тельного внешнего сопротивления, то здесь упражнения с отяго-щением, безусловно, полезны, однако лишь в том случае, если они выполняются в определенном, специфическом для специализи-руемого упражнения режиме работы мышц, при разумном объеме и на определенных этапах тренировки.

 

– 141 –

Кинетическая энергия

 

Представим, что тренировочный снаряд, скажем штанга, имеет какую-то скорость, полученную, например, в результате падения с некоторой высоты, и задача спортсмена заключается в том, чтобы сначала активным усилием остановить ее падение, а затем быстро оттолкнуть в противоположном направлении, т.е. вверх (рис. 51).

 

В подобных условиях средняя суммарная величина рабочей силы тяги мышц развивается при уступающей амортизирующей и за-тем при активной отталкивающей работе, т.е. имеет место:

 

F = m (₂^v _S²¹₁+ g)+ m ( ^v₂²_S²₂+g).

 

Принципиальная в смысле мышечной динамики особенность такого движения заключается в том, что в фазе амортизации ки-нетическая энергия снаряда трансформируется в некоторый по-тенциал напряжения мышц, который затем используется в каче-стве силовой добавки при отталкивающей работе. В принципе величина этого потенциала равна кинетической энергии снаряда

 

в конце его падения (зависит от веса и высоты падения), а абсо-лютная сила тяги мышц, развивающаяся в момент переключения от уступающей работы к преодолевающей, будет тем больше, чем меньше амортизационный путь и время торможения. Естествен-но, что рассмотренные условия соответствуют такому случаю, когда действие в целом по своей двигательной установке преиму-щественно ориентировано на максимально быстрое отталкивание снаряда сразу же после его торможения. Таким образом, речь идет о совершенно отличном от традиционных принципе стимуляции напряжения мышц, при котором в качестве внешнего механиче-ского раздражителя выступает не столько вес отягощения (и его инертное сопротивление), сколько энергия, накопленная послед-ним при свободном падении.

 

Если обратиться к динамике работы мышц, например, при различных вариантах отталкивания вверх двумя ногами с макси-мальным усилием (рис. 52), то нетрудно убедиться в значитель-ных преимуществах такого способа стимуляции мышечного на-пряжения. Во-первых, он обеспечивает очень быстрое развитие максимума динамического усилия. Во-вторых, величина этого максимума значительно больше, чем в других случаях. В-третьих

 

– 142 –

 

Рис. 51. Отталкиваниештанги после падения ее с некоторой высоты

 

 

1

1

 

 

Рис. 52. Динамика развития

 

усилия при различных вариантах прыжка вверх: выпрыгивание из низкого приседа (1), обычный прыжок

с амортизацией (2), после прыжка в глубину

с высоты 0,4 м (3). Высота взлета соответственно равна 0,67, 0,74 и 0,80 м. На оси ординат – значение веса испытуемого

 

 

(и это следует подчеркнуть), большая величина максимума силы достигается без использования дополнительного отягощения. В-четвертых, переключение мышц от уступающей работы к пре-одолевающей происходит намного быстрее, чем в других случаях. И, наконец, в-пятых, значительный потенциал напряжения мышц, накопленный в фазе амортизации, и отсутствие дополнительно-го отягощения тела обеспечивают более мощную работу мышц

 

в фазе отталкивания и большую скорость их сокращения, о чем можно судить по большей высоте взлета тела после отталкивания.

Таким образом, стимуляция мышечного напряжения путем по-глощения энергии падения тела спортсмена или тренировочного снаряда может обеспечить значительную величину силы (что не-возможно при других способах механической стимуляции) без применения отягощения или с небольшим весом отягощения и не только без замедления скорости сокращения мышц, но даже с увеличением ее по сравнению с обычными условиями. Нетрудно видеть здесь еще бóльшие возможности для преодоления роково-го противоречия между внешним сопротивлением и скоростью движения, чем в рассмотренном ранее случае, когда сила мышц действует против силы инерции преодолеваемого отягощения.

 

– 143 –

Первые экспериментальные шаги в изучении особенностей рассматриваемого принципа стимуляции мышц выявили его ис-ключительную эффективность для развития взрывной силы,

 

и главным образом такого ее компонента, как стартовая сила мышц. Существует предел возможностей развития стартовой силы, обусловленный способностью человека к той или иной сте-пени концентрации волевого усилия, в связи с чем процесс трени-ровки этой силы протекает весьма медленно. Требуются особые, стрессовые, условия, раздражитель такой силы, который спосо-бен обеспечить соответствующие приспособительные реакции нервно-мышечного аппарата. Однако, как правило, распростра-ненные в практике силовые упражнения с отягощением не отве-чают этим требованиям хотя бы потому, что элемент включения мышц в активное состояние (т.е. направленное воздействие на фазу развития усилия от нуля) в большинстве из них отсутствует.

 

Вместе с тем ряд исследований наводит на мысль, что такие условия могут иметь место, если, например, резко, толчками рас-тягивать напряженную мышцу (R. Ramsey, 1944; A. Hill, 1955; A. Tweit а. о., 1963), что, собственно, и происходит в момент тор-можения падения тела или снаряда. Следует подчеркнуть, что зна-чительное и мгновенно развиваемое напряжение мышц в данном случае является следствием экстренной мобилизации скрытых моторных ресурсов двигательного аппарата – это и обеспечивает условия для направленного развития стартовой силы и взрывных способностей мышц.

 

Таким образом, речь идет о специфическом рабочем режиме, который ни одно упражнение с отягощением имитировать не мо-жет. Действительно, при стимулировании мышечной активности за счет отягощения движение в его рабочей части замедляется, равно как и быстрота переключения мышц от уступающей рабо-ты к преодолевающей. При использовании же для механической стимуляции энергии предварительного падения тела или снаряда мышцы оказываются в таких условиях, в которых они вынужде-ны сначала развить значительный потенциал напряжения, а затем использовать его на преодоление инерции относительно неболь-шого отягощения, быстро переключившись на преодолевающую работу и проявив при этом высокую скорость сокращения.

Величина кинетической энергии (Wk = ^mv2 ) определяется, как

2

известно, весом тела и высотой его падения. Поэтому в методи-ческих интересах важно знать, как изменяется стимулирующее

 

– 144 –

влияние энергии при изменении того и другого. Для этого в ла-бораторных условиях на специально сконструированном экспе-риментальном стенде измерялась высота взлета груза, который испытуемый отталкивал рукой после предварительного падения его с некоторой высоты (от 0,5 до 3 м). Величина кинетической энергии, используемой для стимуляции мышц, варьировалась как весом (3,3; 6,6; 9,9; 13,6% от максимальной изометрической силы), так и высотой падения груза. Эксперимент показал, что увеличе-ние кинетической энергии за счет веса груза приводит к снижению высоты его взлета, а увеличение за счет высоты падения груза –

 

к увеличению высоты его взлета. Аналогичная картина наблюда-лась при исследовании реактивной способности мышц (рис. 53).

 

 

Рис. 53. Изменение высоты взлета(h ₂ )различного по весу груза(Р)

при отталкивании его после падения с разной высоты ( h ₁ )

и коэффициента реактивности (R) в зависимости от кинетической энергии падающего груза (W_k )

 

Рассмотренные тенденции в общем свойственны и движениям, выполняемым в других условиях, хотя там они имеют свои осо-бенности (рис. 54 и 55). Из этих примеров следует, что увели-чение кинетической энергии за счет веса груза явно невыгодно. Поэтому целесообразно рассмотреть более подробно изменение характеристик отталкивания по мере увеличения высоты на при-мере прыжка в глубину (см. рис. 55), тем более что это имеет не-посредственное практическое значение для развития прыгучести.

 

– 145 –

Итак, значение максимума

силы растет до высоты 1,5 м

и затем

резко

снижается,

а время движения при этом

вначале

изменяется

не-

существенно,

затем резко

возрастает. Максимальные

значения

мощности рабо-

ты и реактивности соот-

ветствуют

высоте

0,75

м.

Рис. 54. Характеристики отталкивания

Таким образом, оптималь-

ный

диапазон

глубины

после прыжка в глубину без отягощения

прыжка

для

стимуляции

(Р) и с отягощением 10, 20, 30, 40 кг:

активности мышц находит-

t – время, h2– высота взлета, F – средняя

ся в пределах 0,75–1,15 м,

суммарная сила, R – коэффициент

реактивности

причем в начале его рабо-

та мышц

характеризуется

наибольшей

мощностью,

а в конце – наибольшим

максимумом

динамиче-

ского усилия. Эти данные

легли в свое время в основу

рекомендаций

по

исполь-

зованию прыжка в глубину

для

квалифицированных

прыгунов (Ю.В. Верхошан-

Рис. 55. Характеристики отталкивания

ский, 1963, 1964, 1966).

Видимо,

заслуживает

после прыжка в глубину с постепенно

внимания

тот

факт,

что

повышающейся высоты (h):

t – время, Fmax– максимальная сила,

дальнейшее

увеличение

N – мощность работы,

глубины

прыжка

сущест-

R – коэффициент реактивности

венно

меняет

динамиче-

ские

параметры

отталки-

вания. Время опоры быстро растет, и главным образом за счет удлинения момента переключения мышц от уступающей работы

 

к преодолевающей. Величина максимума динамического усилия и скорость сокращения мышц стабилизируются. Происходит чет-кое разделение отталкивания на два действия – амортизацию, при которой поглощается кинетическая энергия падения, и собствен-но отталкивание. Амортизация характеризуется увеличением

 

– 146 –

глубины приседания, а собственно отталкивание – постоянной скоростью сокращения мышц.

Таким образом, положительный эффект стимуляции мышц путем поглощения кинетической энергии падения может быть

 

с успехом использован только в определенных условиях, учиты-вающих оптимальные значения высоты падения и веса тела или снаряда, а также в том случае, если действие в целом ориентиро-вано преимущественно на быстрое отталкивание. Однако условия работы нервно-мышечного аппарата в момент амортизации паде-ния тела со значительной высоты могут иметь самостоятельное тренировочное значение. Мгновенное развитие напряжения при этом совершенствует способность мышц к быстрому переходу в деятельное состояние. Во всяком случае опыт свидетельствует, что вреда скоростно-силовой подготовленности и опорному ап-парату это не приносит. Хотя для того, чтобы серьезно говорить о каких-то практических рекомендациях в этом отношении, тре-буются дополнительные исследования.

 

Итак, стимуляция мышц за счет поглощения энергии падения тела или снаряда является весьма эффективным методическим приемом. В его основе лежит способность мышц к более мощному сокращению после предварительного резкого ударного растягива-ния. Природа создала этот механизм для того, чтобы человек вы-ходил победителем в борьбе с силами инерции своего тела в экс-тремальных ситуациях. Остается только хорошо его использовать в спортивной практике.

 

Предварительное растягивание мышц имеет место в целом ряде силовых упражнений с отягощением, например при приседаниях или выпрыгиваниях со штангой на плечах. Однако оно не столь интенсивно, как в условиях торможения скорости предваритель-ного свободного падения, где носит резкий ударный характер. По-этому метод стимуляции мышц путем поглощения кинетической энергии падения и был назван ударным (Ю.В. Верхошанский, 1966, 1968). Наши исследователи (1958–1976) сделали лишь первые шаги в изучении и оформлении этого метода. Целый ряд последующих работ (В.В. Кузнецов, 1966; В.Н. Папышева, 1966; В.И. Чудинов, 1966; Л.Я. Черешнева, 1967; В.Г. Семенов, 1967; В.П. Савин, 1974; В.В. Татьян, 1974; А.В. Ходыкин, 1975) подтвер-дили эффективность этого метода и дали некоторый материал для его использования. Однако предстоит еще большая работа как в лаборатории, так и в естественных условиях тренировки, прежде чем он обретет исчерпывающую завершенность.

 

– 147 –

Волевое усилие

 

Возможны случаи, когда внешние факторы являются непре-менным условием проявления силы мышц, но не имеют суще-ственного значения для ее величины. Речь идет об изометрических напряжениях, величина которых определяется преимущественно волевым усилием и которые широко используются с целью раз-вития силы. Идея такой тренировки заключается в том, чтобы вы-звать напряжение тренируемой группы мышц путем приложения силы их тяги к неподвижному объекту и поддерживать это на-пряжение некоторое время. При этом длина мышц не изменяется,

 

а сила их тяги остается относительно постоянной.

 

В спорте изометрические упражнения получили широкое рас-пространение в середине 50-х годов за рубежом в результате поис-ков экономичных и вместе с тем эффективных методов развития силы. Т. Хеттингер и Е. Мюллер (1953, 1955) установили, что одно ежедневное напряжение в ²/₃ от максимума в течение 6 с за пе-риод 10 недель дает прирост силы около 5% в неделю; X. Кларк и другие (1954) нашли, что статическая сила даже продолжала увеличиваться после окончания 4-недельной программы упраж-нения на эргографе.

 

Успехи, достигнутые в результате применения изометриче-ской тренировки, вызвали цепную реакцию исследований. Есте-ственно, что цель многих из них связывалась с вопросом: что же все-таки эффективней – изометрическая или динамическая тре-нировка? Такие исследования дали довольно противоречивые данные (подробный обзор и анализ работ см. Ю.В. Верхошан-ский, 1970). Однако общий вывод, который вырисовывается при анализе фактического материала, сводится к следующему: изоме-трическая тренировка может оказаться более эффективной, чем динамическая, в том случае, если специализируемое упражнение требует тяговой силы большой величины. Если же необходима высокая скорость движения, то изометрическая тренировка менее эффективна. Результаты исследований говорят о том, что надо быть осмотрительным в подобном разграничении тренирующего эффекта динамических и статических упражнений. Дело в том, что при выполнении изометрических упражнений рекомендует-ся медленное нарастание и относительно длительное удержание напряжения мышц, так как именно в этом заключен смысл изо-метрической тренировки, направленной на развитие абсолют-ной силы мышц. Длительное удержание напряжения требует

 

– 148 –

соответствующих энергетических затрат, которые и стимулиру-ют адекватные приспособительные сдвиги в нервно-мышечном аппарате, определяющие его силовые возможности. Причем эти сдвиги могут быть более значительны, чем при кратковременных напряжениях динамического характера. Если учесть, что ряд ав-торов не обнаружил существенной разницы в приросте силы при использовании напряжений разной интенсивности, то очевидно, что основное значение в роли тренирующего фактора имеет не столько величина изометрического напряжения, сколько его дли-тельность.

 

Однако если изометрические упражнения выполнять с акцен-том на быстроту развития усилия, то они могут оказаться не менее эффективными для совершенствования способности проявлять взрывную силу, чем динамические. Крутизна кривой сила – вре-мя (см. рис. 29) и больший, чем при динамическом усилии, мак-симум силы служат основанием для этого утверждения. Поэтому вряд ли стоит проводить грань между изометрической и динами-ческой тренировкой, так сказать, вообще, тем более что работа мышц при поднимании больших отягощений весьма близка к изо-метрическому напряжению, а при соответствующей двигательной установке в условиях изометрии можно проявлять даже большую взрывную силу, чем при динамическом режиме.

 

В связи с этим есть смысл различать изометрическую трени-ровку, имеющую задачей развитие абсолютной силы, и изометри-ческую тренировку, направленную на развитие взрывной силы,

 

и применять преимущественно ту или другую в соответствии с об-стоятельствами. Однако это положение еще требует эксперимен-тального подтверждения. Во всяком случае, пренебрегать изомет-рическим режимом развития силы не следует, а отрицательные высказывания по поводу этого метода, которые можно встретить в методической литературе, слишком преждевременны.

 

Необходимо иметь в виду следующие преимущества изомет-рической тренировки, на которые указывают ее сторонники.

1. Общедоступность изометрических упражнений, простое оборудование.

2. Возможность локально воздействовать на любую группу мышц при требуемом угле в суставе. Дело в том, что во время ди-намической работы проявления максимального усилия при не-обходимом угле в суставе можно добиться, как правило, только на доли секунды. В некоторых случаях это вообще невозможно,

 

– 149 –

так как движение по инерции мгновенно проносит снаряд через то положение, в котором напряжение мышц дало бы наибольший эффект. Во время изометрической тренировки можно точно фик-сировать такой угол в суставе.

 

3. Бóльшая продуктивность тренировки, если учитывать за-траченное на нее время. Каждое 6-секундное изометрическое напряжение по своему эффекту равно многим десяткам динами-ческих сокращений баллистического типа, в которых максимум силы имеет продолжительность не более 0,1 с. Практически это означает, что 10-минутное выполнение изометрических напря-жений в специально подобранных упражнениях заменит утоми-тельную часовую тренировку с тяжестями.

4. Незначительные рост мышечной массы, увеличение веса тела по сравнению с динамической силовой работой, особенно жимового характера.

 

5. Гораздо меньшая затрата времени и энергии, чем при дина-мической тренировке с отягощениями, возможность сохранить высокий уровень скоростно-силовых качеств в период ответ-ственных соревнований.

6. Бóльшая возможность, чем при динамическом режиме рабо-ты, визуально и кинестезически запомнить нужные положения. Это делает изометрический метод особенно ценным при обучении

и исправлении ошибок.

 

Изометрическая тренировка в случае интенсивного выпол-нения упражнений имеет следующие отрицательные стороны: утомление нервной системы и вредное влияние на сердечно-сосудистую систему, снижение координационных способностей

 

и быстроты движений, ухудшение эластических свойств мышц. Однако при правильном, равномерном дыхании, чередовании ра-боты и отдыха, заполнении пауз упражнениями на расслабление, продолжительности сокращений не более 6 с (некоторые авторы рекомендуют 10 с) вредные последствия изометрической трени-ровки исключены.

 

Рекомендуются следующие способы выполнения изометриче-ских упражнений, направленных на развитие абсолютной силы мышц:

 

1. Напряжение с упором в твердые неподвижные предметы или при сопротивлении партнера. Недостаток этого рода упраж-нений заключается в том, что напряжение, возрастающее в про-цессе тренировки, может быть определено лишь субъективно.

 

– 150 –

2. Напряжение с использованием подвижных тяжестей, кото-рые поднимаются и поддерживаются в течение необходимого вре-мени. Вариант этого способа – промежуточные напряжения, ког-да груз медленно перемещается по широкой рабочей амплитуде

 

с остановками. Это позволяет «прорабатывать» мышцы по всей амплитуде и по мере увеличения груза судить о возрастающей силе.

 

3. Напряжение с предварительным подъемом груза до упора об ограничитель (метод Гофмана). Такой способ имеет вначале короткую динамическую фазу, что дает спортсмену определен-ное представление о величине напряжения. Можно несколько раз поднимать груз в промежутках между ограничителями и, лишь сделав последний подъем, перейти к изометрическому напряже-нию необходимой длительности.

 

4. Напряжение с использованием динамометра или другого сопротивления, дающего возможность контролировать силу мы-шечного напряжения.

 

Во всех случаях необходимо: 1) постепенно развивать усилие, прилагаемое к неподвижному объекту; 2) выдерживать макси-мальное напряжение не более 6 с; 3) ограничивать продолжитель-ность изометрической тренировки 10 мин; 4) заканчивать трени-ровку упражнениями на расслабление.

 

К этому следует добавить, что если стоит задача развития взрывной силы, то изометрическое напряжение должно увеличи-ваться с максимально возможной быстротой до величины 70–80% от максимума.

 

Изометрические упражнения могут быть чрезвычайно разно-образными в зависимости от задач, которые решаются с их помо-щью. Рекомендовать упражнения на каждый случай невозможно. Атлет, которому известны основные положения методики изо-метрической тренировки, проявив некоторую изобретательность, основанную на знании принципа динамического соответствия, в состоянии сам подобрать необходимое упражнение.

 

Некоторые дополнения

 

Уже говорилось, что интерес к изучению особенностей работы мышц в условиях спортивной деятельности связывается с опреде-лением таких режимов, которые при выполнении специализируе-мого упражнения обеспечили бы наиболее полноценную утили-зацию реального моторного потенциала спортсмена, а в условиях

 

– 151 –

тренировки дали бы высокий эффект специальной силовой под-готовки. В последнем случае исследования проводятся в основ-ном в двух направлениях. Задача одного из них – выявление на основе сравнительного эксперимента наиболее эффективного режима. Задача второго – поиск наиболее эффективного сочета-ния различных режимов работы мышц или совмещаемых в одном упражнении, или применяемых комплексно в рамках того или иного отрезка времени.

 

Следует, однако, подчеркнуть, что исследования такого рода еще немногочисленны и имеют ряд слабых сторон. Во-первых, они проводятся преимущественно на спортсменах невысокой квалификации, во-вторых, во многих случаях отличаются тенден-циозностью (в том смысле, что предпочтение заведомо отдается тому режиму, который в силу складывающейся конъюнктуры претендует на роль «модного», – так было, например, с изометри-ческим и затем с уступающим режимами).

 

Поэтому говорить что-нибудь окончательное по поводу эффек-тивности (тем более в абсолютном смысле) тех или иных режимов

 

и их сочетаний пока преждевременно. Можно только очень при-ближенно представить состояние этой проблемы и сделать самые предварительные выводы.

 

Из «новых», если можно так выразиться, режимов работы мышц, применяемых с целью развития силы, следует остановить-ся на двух: изокинетическом и статодинамическом.

 

Изокинетический метод развития силы мышц получил широ-кое распространение в конце 60-х и начале 70-х годов, особенно в США. Суть метода заключается в том, что с помощью специ-альной аппаратуры внешнее сопротивление движению автома-тически меняется, лимитируя его скорость и обеспечивая макси-мальную нагрузку на мышцы по всей рабочей амплитуде. Иными словами, задается не величина сопротивления, как в упражнениях с отягощением, а скорость выполнения движения. С возрастанием скорости увеличивается внешнее сопротивление движению.

 

При изокинетическом методе сопротивление является функ-цией приложенной силы. Изокинетический тренажер замедляет скорость движения до такой степени, чтобы спортсмен мог пол-ностью использовать для напряжения мышц рабочую амплиту-ду движения. Причем конструкция тренажера допускает самую различную величину нагрузки; от силы нажатия пальцем до не-скольких сот фунтов. Спортсмен прилагает максимальное усилие,

 

– 152 –

и аппарат автоматически варьирует сопротивление. Поскольку мышечное усилие и работоспособность изменяются в ходе реа-лизации конкретного движения, сопротивление автоматически приспосабливается к способности мышц в каждой точке рабочей амплитуды. Изокинетический аппарат дает мышце постоянную околомаксимальную нагрузку при каждом повторении упражне-ния независимо от того, какое оно по счету. Таким образом, при-спосабливающееся сопротивление тренажера непосредственно коррелируется со специфической работоспособностью мышечно-го аппарата спортсмена.

 

Основное преимущество изокинетического метода перед другими, как считает один из пионеров и популяризаторов его целенаправленного использования в тренировке спортсменов Джеймс Коунсилмен (1971, 1972), заключается в том, что этот метод заставляет мышцы всe время работать с максимальным усилием, причем прирост силы оказывается бóльшим и более быстрым даже у спортсменов, обладающих высоким уровнем силовой подготовленности. Высказывания авторитетного тре-нера, если даже сделать скидку на их рекламный характер, за-служивают внимания, тем более что они подтверждаются уже довольно многочисленными исследованиями зарубежных спе-циалистов (D. Chu, G. Smith, 1971; I. Rosentswieg, M. Hinson, 1972; I. Wilson, 1973). Результаты этих исследований говорят о следующих преимуществах изокинетического метода развития силы мышц:

 

1. Изокинетический тренажер приспосабливается к возмож-ностям спортсмена во всем диапазоне движения (а не спортсмен приспосабливается к дозированному сопротивлению). Благодаря этому спортсмен практически не может сделать больше того, на что он способен при данных условиях. Тренажер автоматически приспосабливается к утомленной мышце или болевым ощущени-ям, а также к увеличению силы по мере тренировки. Таким обра-зом, исключается возможность травмы.

 

2. При изокинетических упражнениях отпадает необходимость в разминке, которая применяется при занятиях с отягощениями,

и спортсмен в течение пяти минут может провести очень хорошую тренировку. Несмотря на то что спортсмены, тренирующиеся в одной группе (команде), обладают разной силой, отпадает необ-ходимость приспосабливать тренажер к каждому спортсмену, чем достигается экономия времени.

 

– 153 –

3. Используя сопротивление, автоматически приспосабливаю-щееся к проявляемому усилию, можно достигнуть большей силы при меньшем числе повторений упражнения, поскольку каждое повторение «загружает» мышцу на всем диапазоне движения.

 

4. В процессе выполнения упражнения спортсмен может ви-деть свой результат, показываемый на специальном циферблате или в виде графической кривой (что предусмотрено в некото-рых конструкциях изокинетических тренажеров), и таким обра-зом имеет возможность соревноваться сам с собой или с другими спортсменами.

 

Рядом исследований, посвященных сравнительной оценке эффективности развития силы при изометрическом, динами-ческом и изокинетическом режимах работы мышц (Н.G. Thistle

 

а. о., 1967; I. Rosentswieg, М.Н. Hinson, 1972), в частности, было установлено, что изокинетический режим характеризуется боль-шей электрической активностью мышц, лучшими показателями прироста, удержания и потерь мышечной силы. Изокинетический метод позволяет получить более значительные результаты в при-росте силы мышц и в более короткий срок, а также существенно сократить время, затрачиваемое на силовую тренировку. Кроме того, он обеспечивает необходимую качественную специфичность тренируемой силы в связи с возможностью тренажера задавать и дозировать скорость сокращения мышц.

 

Статодинамический метод развития силы мышц представляет собой последовательное сочетание в одном упражнении двух ре-жимов деятельности мышц – изометрического и динамического (ауксотонического), которые могут выражаться самыми различ-ными количественными характеристиками. Например, показана эффективность таких вариантов статодинамических упражнений, в которых 2–3-секундное изометрическое напряжение (80% от максимального) сменяется динамической работой взрывного ха-рактера против отягощения 30% от максимального или в которых в изометрическом и динамическом компонентах используется постоянное отягощение 75–80% от максимального. В последнем случае спортсмен со штангой на плечах опускается в положение полуприседа, фиксирует эту позу в течение 2 с, затем максималь-но быстро выпрыгивает вверх и после приземления повторяет упражнение. В эксперименте установлено, что первый вариант статодинамического упражнения лучше развивает скоростно-силовые способности, чем только динамические упражнения.

 

– 154 –

Второй вариант в равной мере влияет на совершенствование скоростно-силовых способностей и абсолютной силы мышц (И.М. Добровольский, 1972, 1973).

 

Какой же режим все-таки наиболее эффективен?

 

Трудно решиться ответить на этот вопрос по целому ряду при-чин. Во-первых, глобальных исследований, в которых оценива-лась бы эффективность всего многообразия режимов, не про-водилось. Предпринималась попытка, например, исследования эффективности уступающего, преодолевающего, удерживающе-го и комбинированного режимов, которая выявила некоторые преимущества преодолевающего режима перед уступающим

 

и удерживающим, но главным образом – очевидное преимуще-ство комбинированного режима (Б.А. Плетнев, 1975). Во-вторых, проведение подобных исследований представляет известную трудность, связанную с уравниванием тренировочной нагрузки для разных режимов (без чего исследование теряет свой смысл). И, наконец, в-третьих, вряд ли правомерно ставить вопрос об абсолютной эффективности того или иного режима. Каждый из них может быть наиболее эффективным в зависимости от этапа годичного цикла, квалификации спортсмена, преимущественного режима работы мышц в специализируемом упражнении, той каче-ственной специфичности силовой способности, которую требует-ся приобрести в результате тренировки, и т.д.

 

Сегодня с достаточной определенностью можно констатиро-вать, что наиболее рациональный путь повышения эффектив-ности специальной силовой подготовки – сочетание различных режимов работы мышц. Это подтверждается целым рядом ис-следований (А.Н. Воробьев, 1966; В.Ю. Андрианов, A.H. Воро-бьев, 1969; В.В. Кузнецов, 1970; Ю.В. Верхошанский, 1970, 1972; А.П. Слободян, 1972; В.В. Татьян, 1974; Б.А. Плетнев, 1975; А.В. Ходыкин, 1975; В.П. Савин, 1974, и др.). Такое сочетание должно подбираться с учетом присущего ему кумулятивного эф-фекта и соответствия его качественной специфики тем требовани-ям, которые предъявляются условиями конкретной спортивной деятельности.

 

В последнее время для развития силы мышц стали широко применяться тренажерные устройства, которые представляют собой специальные конструкции, обеспечивающие то или иное (по величине и качественным характеристикам) сопротивле-ние движению. По своему назначению они рассчитаны на ими-

 

– 155 –

тацию спортивного упражнения или его отдельных элементов либо на то, чтобы задавать необходимую специфическую на-грузку при различных режимах мышечной работы (И.П. Ратов, 1976). Опыт применения тренажерных устройств в спортивной практике (Г.П. Семенов, 1970; В.В. Петрова, Г.Д. Горбунов, 1970; Ю.В. Верхошанский, 1970; Д.Н. Денискин, В.В. Кузнецов, 1972; И.М. Добровольский, 1972, 1973; В.В. Кузнецов, Л.Р. Айунц, 1974; В.П. Савин, 1974, и др.) показал их высокую эффективность для специальной силовой подготовки спортсменов. Это объясняется тем, что они позволяют строго регламентировать пространствен-ные характеристики движения и дозировать внешнюю нагрузку, широко использовать эффективные режимы мышечной работы

 

и программировать характер проявления усилия во времени, мно-гократности стереотипного воспроизведения тренируемого дви-жения, экономить время и энергию спортсмена. Огромное досто-инство тренажерных устройств заключается также в возможности обеспечивать срочную и наглядную информацию о качественных

 

и количественных характеристиках движения, а также контроль за уровнем специальной силовой подготовленности спортсме-на. Все эти преимущества открывают большие возможности для совершенствования системы специальной силовой подготовки спортсменов, и поэтому разработка и внедрение в практику трена-жерных устройств различного назначения представляются весьма важной задачей.

 

---

Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!