Развитие максимальной силы для атлетов часто аргументируется переносом тренированности на спортивные динамические движения, такие как ускорение, бег на максимальной скорости, смену направления, прыжки и удары. В данной статье, мы рассмотрим различные аспекты, как положительные, так и отрицательные, которые влияют на перенос максимальной силы на успех в динамических движениях в спорте.

Что такое сила?

Сила (1)энергия, воздействующая на материальные тела, а также степень интенсивности этого воздействия

Сила (2)способность живых существ напряжением своих мышц производить физическое воздействие против различного рода сопротивления

В динамических движениях, сила мышц атлета и сила сопротивления противостоят друг другу. Сила сопротивления может быть:

Силой тяжести атлета (F=m*g). Создает сопротивление в вертикальном направлении

Массой атлета (m). Согласно второму закону Ньютона, большая масса требует пропорционально большей силы для его ускорения (a = F/m).

Инерцией тела (m*v). Масса, разогнанная до скорости, обладает инерцией. Если она направлена в противоположную сторону к прилагаемой силе атлета, то атлету нужно сначала погасить инерцию тела, прежде чем оно будет двигаться в сторону прилагаемой им силы.

Силой трения (m*g*µ). Трение возникает при контакте частей тела атлета с опорой.

Силой сопротивления воздуха

Силой, проявляемой соперником

Комбинацией вышеуказанных сил

Кривая силы сокращения мышц

При начале сокращения мышцы, выдаваемая сила равна нулю. В течении определенного времени, сила нарастает по кривой, достигая определенного максимального значения. При отсутствии внешних факторов, достигается максимальная сила сокращения. Время, необходимое мышце на достижение максимальной силы в данной задаче, называется временем достижения максимальной силы.

Импульс

Рассмотрим типичную кривую силы, проявляемую атлетом против внешней нагрузки (вес собственного тела). Вначале сокращения, мышцы начинают проявлять силу с нуля. До тех пор, пока проявляемая сила не стала выше силы сопротивления, движение не происходит – это изометрическая фаза: рост напряжения мышц без движения.

Когда проявляемая атлетом сила становится больше силы сопротивления (точка А), вес начинает перемещение. После того, как проявляемая сила становится меньше силы сопротивления (точка Б), вес перестает ускоряться, и начинает замедляться под действием силы тяжести, силы трения или силы сопротивления воздуха/соперника.

Серая площадь называется импульсомколичеством произведенной силы за момент времени.

Скорость объекта на момент прекращения передачи ему силы может быть выражена, в общем случае, соотношением «импульс-момент»:

m*v = F*t

v = F*t/m

Поскольку скорость – это определяющая величина успеха в динамических движениях, мы можем сделать вывод, что для динамических движений важен результирующий импульсколичество силы сверх внешней нагрузки за период времени проявления силы.

Максимальная сила – кривая «сила-скорость»

Для понимания важности максимальной силы в динамических движениях, нужно иметь представление о кривой «сила-скорость».

Эта кривая является отражением физиологических свойств мышц – от единичных актин-миозиновых мостиков, до миофибрилл, и до целых мышц, мышечных групп и комплексных движений.

Кривая «сила-скорость» показывает, что в единичном концентрическом сокращении (при уменьшении длины мышечного волокна) достижение максимальной проявляемой силы возможно при небольшой скорости перемещения нагрузки. Достижение максимальной скорости сокращения, наоборот, требует минимальной внешней нагрузки, относительно изометрического максимума силы, и приводит к меньшей выдаваемой силе.

На первый взгляд, кажется, что это показывает противоположность силы и скорости. Но возьмем простой пример: рост показателя в вертикальном прыжке. Масса атлета составляет 80 кг, а его вес (сила тяжести) будет равна 80*9,81=785 Н сопротивления.

Поскольку вертикальный прыжок зависит от конечной вертикальной скорости при отталкивании, встает вопрос – как увеличить вертикальную скорость отрыва атлета, с учетом кривой «сила-скорость»?

Конечно, мы можем попытаться уменьшить массу атлета (силу тяжести). Но этот способ достаточно быстро исчерпает себя. Другой вариант – повышение изометрического максимума силы. В этом случае, масса атлета, как сопротивление движению, не меняется, но меняется процент нагрузки.

Итак, наш атлет имеет массу тела в 80 кг. В начале своих тренировок, атлет имеет 1 ПМ в приседаниях (максимальный вес, который атлет может поднять в одном повторении), равный 80 кг. Проявляемая сила считается как сумма силы тяжести штанги и 85% силы тяжести тела, поскольку вес этой части тела (без учета голеней и стоп) также участвует в сопротивлении. Мы получаем 1452 Н.

Стоит отметить, что 1 ПМ в приседаниях не равняется изометрическому максимуму силы, поскольку движение происходит с некоторой скоростью (0,22+-0.05 м/с). Истинный изометрический максимум будет в среднем на 10.9% выше. Но мы упустим этот момент, поскольку в обычных условиях, намного проще произвести тест 1 ПМ, чем выполнить замер изометрической силы

Если мы отнесем вес атлета к его динамической силе в 1 ПМ приседе, то получим 54%. Именно такой процент от максимальных силовых возможностей преодолевает атлет с данными параметрами во время прыжка.

При повышении силовых возможностей в 1 ПМ приседаниях (120 кг, 160 кг, 200 кг и 240 кг), процент нагрузки падает.

Таким образом, мы делаем движение легче (и быстрее) не за счет облегчения нагрузки, а за счет роста максимума силы. Теперь, относительного растущего максимума силы, та же внешняя нагрузка будет все меньше и меньше, что (должно) привести к росту скорости отрыва, и увеличению вертикального прыжка.

Из-за того, что вертикальный прыжок требует преодоления силы тяжести тела, которая может составлять даже у продвинутых атлетов 25-30% от максимальной силы, связь между относительной силой (Н/кг веса тела) и высотой вертикального прыжка сильнее, чем между высотой вертикального прыжка и максимальной скоростью сокращения мышечных волокон.

Сила за лимит времени

Однако, динамические движения отличает лимит времениограниченное время на проявление силы в данном движении.

Представьте себе выпрыгивание из нижней точки. Вертикальная скорость внизу равна нулю. При отталкивании, тело атлета разгоняется до пиковой скорости. При постоянной амплитуде движения, для роста пиковой скорости атлету нужно будет все быстрее и быстрее отталкиваться (выполнять движение быстрее, а значит, за меньшее количество времени).

Как было уже показано выше, сила нарастает с нуля постепенно. Если мы возьмем движение, где имеется определенный лимит времени, то атлет Б, имеющий большую максимальную силу, может оказаться хуже, чем атлет А. Все потому, что кривая силы у атлета А идет более круто, и в итоге, в данном движении с данным лимитом времени, он оказывается сильнее.

То, сколько силы успеет проявить атлет за лимит времени в динамическом движении, зависит от такого качества, как скорость нарастания силы (СНС)отношения приращения скорости ко времени, за которое произошло это приращение силы.

СНС может считаться как для начала сокращения до какого-либо момента времени (отрыва), так и изолированно, для любого выбранного промежутка времени. Например, СНС (100-200) означает, что данный параметр был рассчитан в промежутке от 100 мс до 200 мс с начала сокращения.

Важность СНС в динамических движениях

Вернемся к атлету с массой тела в 80 кг, который хочет увеличить свой вертикальный прыжок. Допустим, что амплитуда его прыжка составляет 0,45 м. Рассчитаем скорость отрыва ЦМТ, время отталкивания, импульс, пиковую силу и СНС для вертикального отрыва ЦМТ от 0,3 м до 1,2 м.

Мы предполагаем, что в момент начала отталкивания атлет воздействует на опору с силой, равной силе тяжести тела. Затем, первую половину времени отталкивания происходит повышение силы, и вторую половину времени отталкивания, сила падает до нуля вследствие отрыва.

Итого, конечные данные расчетов выглядят следующим образом:

Вертикальный отрыв ЦМТ увеличился с 0,3 м до 1,2 м (в 4 раза). При этом, вертикальная скорость выросла лишь в 2 раза, из-за квадратичной зависимости от высоты отрыва. Во столько же раз вырос результирующий импульс, и упало время отталкивания. Пиковая сила, при этом, выросла в 2,7 раза, а необходимая СНС – в целых 8 раз!

Возрастающая роль СНС объясняется тем, что для большей вертикальной скорости отрыва нужен больший результирующий импульс. Поскольку время отталкивания вследствие роста скорости также падает, это приводит к необходимости проявления больших сил. Последнее, из-за все того же падения времени отталкивания (более жесткий лимит времени) требует значительно больших показателей СНС.

В итоге:

  1. Для более высокого вертикального отрыва нужна более высокая вертикальная скорость
  2. Для ее достижения, необходим больший импульс (сила*время)
  3. Также, при постоянной амплитуде, рост вертикальной скорости означает уменьшение времени на отталкивание.
  4. Это приводит к росту показателя силы, и уменьшению времени на ее проявление в движении.
  5. Из-за этого, становится важным такое качество, как скорость нарастания силы (СНС).

Рост СНС при различном стиле силовых тренировок

СНС может увеличиваться вследствие использования различного рода нагрузок. Однако то, на каком участке рост СНС (и силы за лимит времени) будет более выраженным, зависит непосредственно от стиля тренировок.

В общем, СНС растет и от тяжелых силовых тренировок, и от взрывного баллистического тренинга (перемещение немаксимальных весов с максимальным ускорением без замедления). Однако, тяжелый тренинг лучше растит пиковую силу (без лимита времени), а баллистический – силу за 200 мс, и, соответственно, СНС:

Другие исследования показывают, что 24 недели силовых тренировок больше всего увеличили силу за период 400-500 мс, тогда как плиометрика оказала большее влияние на участок 100-300 мс. Также, плиометрика увеличила начальную крутизну кривой, чего не было замечено после силового тренинга.

Реальная кривая «сила-скорость» для приседаний/прыжков

Разобранная ранее кривая «сила-скорость» выглядит не как кривая, а как, скорее, прямая линия с определенным наклоном, для комплексных движений, типа приседаний/вертикального прыжка:

Видно, что атлет А более сильный, чем атлет Б. Но в регионе высокой скорости, разница в силе не столь заметна. Это также можно проследить по графику силы для различных % весов при выпрыгиваниях (проценты взяты от 1 ПМ каждого атлета):

Причина очевидна – при повышении скорости движения, мышцы не успевают проявить много сил: движение заканчивается намного раньше, чем может быть проявлена максимальная сила.

Также, у различных атлетов наклон прямой «сила-скорость» в движении может быть различен вследствие самых разных причин – от антропометрии и соотношения волокон до стиля тренировок и текущего физического состояния. Это называется профилем «сила-скорость» для данного атлета.

Если взять графики силы и скорости для выпрыгиваний с весами 0 кг, 20 кг, 40 кг, 60 кг и 80 кг, то обнаружится прямая зависимость между величиной нагрузки и силой, и обратная – со скоростью движения:

Адаптации силовых тренировок

Вместе с тем, силовые тренировки вызывают адаптации в организме, которые могут быть полезны для роста результата в динамических движениях.

Во-первых, силовые тренировки увеличивают уровень рекрутирования высоко-пороговых ДЕ: те двигательные единицы, что ранее были не способы активироваться ЦНС, теперь добавляют больше силы в движении.

Во-вторых, такое качество, как частота активации ДЕ (нейронного импульса) также увеличивается: большая частота означает большую выдаваемую силу, поскольку мышечные волокна чаще напрягаются и реже расслабляются за данный промежуток времени.

И, в-третьих, рост частоты активации также увеличивает и СНС, позволяя мышцам быстрее набирать необходимую силу.

Однако, медленные силовые движения хорошо увеличивают уровни рекрутирования ДЕ, но частота импульса редко превышает 30 Гц.

Еще, влияние оказывает миофибриллярная гипертрофия, которая в теории, увеличивает проявляемую силу при любой скорости сокращения. Однако, чем быстрее движение, тем меньше актин-миозиновых мостиков будет успевать сокращаться (соотношение «сила-скорость»), и выигрыш будет все меньше.

Силовые тренировки могут увеличивать жесткость сухожилий, что является плюсом для динамических движений с рефлексом растяжение-сокращение.

Силовые тренировки увеличивают плечо силы мышцы (за счет гипертрофии), угол перистости и латеральную передачу силы, уровень активации мышц-антагонистов. Эти адаптации полезны для роста проявляемой силы в медленных движениях против тяжелой нагрузки, но негативно влияют на рост проявляемой силы в быстрых динамических движениях.

Можно сделать вывод, что силовые тренировки дают как положительные, так и отрицательные адаптации касаемо успеха в динамических движениях.

Вместо послесловия

У читателя может возникнуть вопрос: «каким образом в динамических движениях, типа вертикального прыжка, возможно проявление столь высоких сил, если при увеличении скорости сокращения сила лишь падает?»

Ответом на этот вопрос будет механизм динамических движений, который несколько отличается от концентрических и изометрических сокращений, что мы рассматривали как пример выше.

Для динамических движений характерно плиометрическое сокращение – эксцентрика, сопровождающаяся торможением с поглощением энергии пассивными элементами мышц и сухожилий, а также вызывающей рефлекс растяжения – механизм обратной связи ЦНС на растяжение мышечного волокна.

Это совместные действия помогают проявлять атлету большие силы, даже при условии жесткого лимита времени. Но об этом в следующий раз.

ССЫЛКИ:

Теория Развития Мощности — https://vk.cc/972SQn

Система Полета — https://vk.cc/96JawS

Мануал по Скорости — https://vk.cc/9iJoPj

 

Автор — Александр Булахов

Читать другие статьи автора

INSTAGRAM

Notice: Trying to get property of non-object in /home/z/zajtse/training-culture.ru/public_html/wp-content/plugins/bold-page-builder/widgets/bb_instagram/init.php on line 115

ПОДПИСАТЬСЯ СЕЙЧАС

Не пропусти новые статьи и курсы...

СВЯЗАТЬСЯ СО МНОЙ

Узнайте подробности о моих курсах и услугах