Факторы, определяющие проявление силы

Соответственно к наиболее существенным факторам, характеризующим силовые способности, относятся:

-личностно-психические факторы, от которых в первую очередь зависит
реальная готовность к интенсивным мышечным напряжениям, в том числе эмоциональные факторы, способствующие максимальной мобилизации
функциональных возможностей двигательного аппарата на преодоление препятствий действию;

-центрально-нервные факторы, выражающиеся в интенсивности, в том числе
частоте, эффекторных импульсов, посылаемых к мышцам, в координации их
сокращений и расслаблений, трофическом и других влияниях ЦНС на их функции;

собственно-мышечные факторы, определяющие физиологическую и механическую мощность производимой мышцами работы. К ним относятся сократительные

свойства мышц (зависящие, в частности, от соотношения белых, относительно быстро сокращающихся, и красных, относительно медленно сокращающихся, мышечных волокон, активности ферментов мышечного сокраще­ния и мощности механизмов анаэробного энергообеспечения мышечной работы), физиологический поперечник и масса мышц, а также качество межмышечной координации.

В реальных условиях двигательной деятельности проявление силовых способ­ностей зависит, конечно, не только от названных наиболее существенных факторов. Ряд других факторов обусловливает силовые способности как бы опосредствовано – через главные факторы. Так, свой вклад в их проявление вносят, надо полагать, гормональные факторы, особенно гормоны симпатико-адреналовой системы (адреналин и норадреналин), влияющие на степень мышечных напряжений преимущественно через нервную систему. В тех случаях, когда мышечная работа совершается более или менее продолжительно существенную роль играют вегетативные и другие факторы силовой выносливости. На величину внешне проявляемой механической силы всегда в немалой мере влияют биомеханические факторы (прочность звеньев опорно-двигательного аппарата, величина перемещаемой массы и др.) Кроме того, степень проявления силовых способностей (как, впрочем, и всех других) зависит, конечно, в той или иной мере от условий внешней среды.

Таким образом, в основе силовых способностей лежит целая совокупность факторов. Их вклад во внешне проявляемую механическую силу меняется в зависимости от конкретных особенностей двигательных действий и условий их выполнения, что обусловливает различные виды (типы) силовых способностей.

Выполнение любого движения или сохранение какой-либо позы тела человека обусловлено работой мышц. Величину развиваемого при этом усилия принято называть силой мышц.

МЫШЕЧНАЯ СИЛА это способность преодолевать внешнее сопротивление или противо­действовать ему за счет мышечных напряжений.

Одним из наиболее существенных моментов, определяющих мышеч­ную силу, является режим работы мышц. В процессе выполнения двига­тельных действий мышцы могут проявлять силу:

♦ При уменьшении своей длины (преодолевающий, т.е. миометрический режим, например, жим штанги, лежа на горизонтальной скамейке средним или широким хватом).

♦ При ее удлинении (уступающий, т.е. плиометрический режим, на­пример, приседание со штангой на плечах или груди).

♦ Без изменения длины (удерживающий, т.е. изометрический режим, например, удержание разведенных рук с гантелями в наклоне вперед в течение 4—6 с).

♦ При изменении и длины, и напряжения мышц (смешанный, т.е. ауксотонический режим, например, подъем силой в упор на кольцах, опус­кание в упор руки в стороны «крест» и удержание в «кресте».

Первые два режима характерны для динамической, третий для ста­тической, четвертый, для статодинамической работы мышц. Эти режи­мы работы мышц обозначают терминами «динамическая сила» и «стати­ческая сила». Наибольшие величины силы проявляются при уступающей работе мышц, иногда в 2 раза превосходящие изометрические показатели.

В любом режиме работы мышц сила может быть проявлена медленно и быстро. Это характер их работы.

Сила, проявляемая в уступающем режиме в разных движениях, зависит от скорости движения: чем больше скорость, тем больше и сила. В изометрических условиях скорость равна нулю. Проявляемая при юм сила несколько меньше величины силы в плиометрическом режиме, меньшую силу, чем в статическом и уступающем режимах, мышцы развивают в условиях преодолевающего режима. С увеличением скорости движений величины проявляемой силы уменьшаются. В медленных движениях, т.е. когда скорость движения приближается нулю, величины силы не отличаются существенно от показателей силы в «метрических условиях.

В соответствии с данными режимами и характером мышечной деятельности силовые способности человека подразделяются на два вида:

1. собственно силовые, которые проявляются в условиях статического жима и медленных движений;

2 скоростно-силовые, проявляющиеся при выполнении быстрых движений преодолевающего и уступающего характера или при быстром переключении от уступающей к преодолевающей работе.

Собственно силовые способности человека могут проявляться при удержании в течение определенного времени предельных отягощений с макмальным напряжением мышц (статический характер работы) или при перемещении предметов большой массы. В последнем случае скорость фактически не имеет значения, а прилагаемые усилия достигают максимальной величины (характер работы по спортивной терминологии медленный, динамический, «жимовой»). В соответствии с таким характером работы мышечная сила может быть статической и медленной динамической.

Скоростно-силовые способности проявляются в действиях, в которых ряду со значительной силой требуется и существенная скорость движени я. При этом, чем выше внешнее отягощение, тем больше приобретает силовой характер, чем меньше отягощение, тем больше действие становится скоростным.

Формы проявления скоростно-силовых способностей во многом зави­сят от характера напряжения мышц в том или ином движении, который выражается в различных движениях скоростью развития силового напря­жения, его величины и длительности.

Важной разновидностью скоростно-силовых способностей является «взрывная» сила — способность проявлять большие величины силы в наи­меньшее время. Она имеет существенное значение при старте в спринтер­ском беге, в прыжках, метаниях, ударных действиях в боксе и т.д.

Если зарегистрировать динамограмму отталкивания при прыжке вверх с места у квалифицированного спортсмена и новичка, то кривая взрывного усилия у мастера спорта показывает не только высокий уровень проявления силы, но и достижение ее за очень короткий промежуток времени.

У мастера спорта не только высокий уровень проявления силы, но и самое главное то, что максимальных величин силы он достига­ет за очень короткий промежуток времени.

Кривая взрывного усилия трехкомпонентна и качественно определяет­ся такими свойствами нервно-мышечного аппарата, как максимальная сила мышц, способность к быстрому проявлению внешнего усилия в начале рабочего напряжения мышц (стартовая сила), способность к наращива­нию рабочего усилия в процессе разгона перемещаемой массы — ускоряю­щая сила. Установлено, что эти свойства в той или иной степени присущи человеку любого возраста, пола, независимо от того, занимается он спортом или нет, и вида двигательной деятельности.

Уровень развития «взрывной» силы можно оценить с помощью скоростно-силового индекса, который вычисляется по следующей формуле:

J = F max / t max,

где: — скоростно-силовой индекс;

Fmax — максимальное значение силы, показанной в данном движении:

t max — время достижения максимальной силы.

Силу мгновенно проявить нельзя. Мышцам необходимо время, чтобы Iпроявить максимальную силу. Установлено, примерно через 0,3 с от начала движения мышца проявляет силу, равную 90% от максимума. В то же время в спорте есть много движений, которые выполняются за время мень­шее, чем 0,3 с. К примеру, время отталкивания в беге у сильнейших спринтеров длится 100—60 м/с, в прыжках в длину 150 м/с, в прыжках в высоту способом «фосбюри-флоп» — 180 м/с, на лыжах с трамплина — 200—180 м/ с. финальное усилие в метании копья примерно 150 м/с. В этих случаях человек не успевает проявить максимальную силу. Поэтому ведущим фактором силовых способностей будет не сама величина проявляемой силы, скорость ее нарастания, т.е. градиент силы. Подтверждением этому слу­жат уменьшение времени, затрачиваемого на выполнение движений в ме­тании копья, толкании ядра, отталкивании в беге, прыжке и т.д. с ростом квалификации спортсменов. О величине градиента силы можно судить по значениям тангенса угла наклона касательной к кривой F(t) на начальном участке. Его величина характеризует уровень развития стартовой силы.

Таким образом, в скоростно-силовых упражнениях повышение максимальной силы может не привести к улучшению результата. На спортивном жаргоне это означает, что человек «накачал» такую силу мышц, которую успевает проявить в короткое время. Следовательно, человек, имеющий меньшие силовые показатели, но высокие значения градиента, мо­жет выиграть у соперника с большими силовыми возможностями.

У спортсмена А — большая сила и низкий градиент силы. У спортсмена Б наоборот, градиент силы высок, а мак­симальные силовые возможности небольшие. При большой длительности движения, когда оба спортсмена успевают проявить свою максималь­ную силу, преимущество оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения движения очень коротко, то преимуще­ство будет на стороне спортсмена Б.

В результате современных исследований выделяется еще одно новое проявление силовых способностей, так называемая способность мышц на­капливать и использовать энергию упругой деформации («реактивная способность»). Она характеризуется проявлением мощного усилия сразу же после интенсивного механического растяжения мышц, т.е. при быстром переключении их от уступающей работы к преодолевающей в условиях мак­симума развивающейся в этот момент динамической нагрузки. Предварительное растягивание, вызывающее упругую деформацию мышц обеспечивает накопление в них определенного потенциала напря­жения (неметаболической энергии), который с началом сокращения мышц является существенной добавкой к силе их тяги, увеличивающей ее рабо­чий эффект.

Установлено, что чем резче (в оптимальных пределах) растяжение мышц в фазе амортизации, тем быстрее переключение от уступающей работы мышц к преодолевающей, тем выше мощность и скорость их сокращения. Сохранение упругой энергии растяжения для последующего сокращения мышц (рекуперация механической энергии) обеспечивает высокую эконо­мичность и результативность в беге, прыжках и других движениях. К при­меру, у гимнастов время перехода от уступающей работы к преодолеваю­щей имеет высокую связь с уровнем прыгучести. Отмечена высокая зависимость между реактивной способностью и результатом в тройном прыж­ке с разбега, в барьерном беге, в тяжелоатлетических упражнениях, а также между импульсом силы при отталкивании с подседом в прыжках на лыжах с трамплина.

В практике физического воспитания различают также абсолютную и относительную мышечную силу человека.

Абсолютная сила характеризует силовой потенциал человека и измеря­ется величиной максимально произвольного мышечного усилия в изомет­рическом режиме без ограничения времени или предельным весом подня­того груза.

Относительная сила оценивается отношением величины абсолютной силы к собственной массе тела, т.е. величиной силы, приходящейся на 1 кг собственного веса тела. Этот показатель удобен для сравнения уровня си­ловой подготовленности людей разного веса.

Для метателей диска, молота, толкателей ядра, штангистов тяжелых весовых категорий большее значение имеют показатели абсолютной силы. Это связано с тем, что между силой и массой собственного тела наблюда­ется определенная связь: люди большего веса могут поднять большее отя­гощение и, следовательно, проявить большую силу. Не случайно поэтому штангисты, борцы тяжелых весовых категорий стремятся увеличить свой вес и тем самым повысить свою абсолютную силу. Для большинства же физических упражнений неизмеримо важнее показатели не абсолютной, а относительной силы. Например, в беге, прыжках, в длину и высоту, гребле, плава­нии, гимнастике и др.. К примеру, выполнить упражнение на кольцах («крест») способен тот гимнаст, у которого относи­тельная сила, приводящая мышцы руки к весу тела, равна или больше единицы.

Уровень развития и проявления силовых способностей зависит от мно­гих факторов. Прежде всего, на них оказывает влияние величина физиологи­ческого поперечника мышц: чем он толще, тем при прочих равных условиях большее усилие могут развивать мышцы. При рабочей гипертрофии мыши в мышечных волокнах увеличивается количество и размеры миофибрилл и повышается концентрация саркоплазматических белков. При этом внешний объем мышц может увеличиваться незначительно, поскольку, во вторых, повышается плотность укладки миофибрилл в мышечном волок­не, во-вторых, уменьшается толщина кожножирового слоя над тренируе­мыми мышцами.

Сила человека зависит от состава мышечных, волокон. Различают «мед-I ленные» и «быстрые» мышечные волокна. Первые развивают меньшую мышечную силу напряжения, причем со скоростью в три раза меньшей, чем «быстрые» волокна. Второй тип волокон осуществляет в основном быстрые и мощные сокращения. Силовая тренировка с большим весом | отягощения и небольшим числом повторений мобилизует значительное I число «быстрых» мышечных волокон, в то время как занятия с небольшим весом и большим количеством повторений активизируют как «быстрые», так и «медленные» волокна. В различных мышцах тела процент «медлен­ных» и «быстрых» волокон неодинаков, и очень сильно отличается у раз­ных людей. Стало быть, с генетической точки зрения они обладают раз­ными потенциальными возможностями к силовой работе.

На силу мышечного сокращения влияют эластичные свойства, вяз­кость, анатомическое строение, структура мышечных волокон и их хими­ческий состав.

Существенную роль в проявлении силовых возможностей человека иг­рает регуляция мышечных напряжений со стороны ЦНС. Величина мышеч­ной силы при этом связана:

♦ с частотой эффекторных импульсаций, посылаемых к мышце от мотонейтронов передних рогов спинного мозга;

♦ степенью синхронизации (одновременности) сокращения отдель­ных двигательных единиц;

♦ порядком и количеством включенных в работу двигательных единиц.

Перечисленные факторы характеризуют внутримышечную координа­цию. Вместе с тем на проявление силовых способностей влияет также со­гласованность в работе мышц синергистов и антагонистов, осуществляю­щих движение в противоположных направлениях (межмышечная координация). Проявление силовых способностей тесно связано с эффек­тивностью энергообеспечения мышечной работы. Важную роль при этом играет скорость и мощность анаэробного ресинтеза АТФ, уровень содер­жания креатинфосфата, активность внутримышечных ферментов, а также содержание миоглобина и буферные возможности мышечной ткани.

Максимальная сила, которую может проявить человек, зависит и от механических особенностей движения. К ним относятся: исходное поло­жение (или поза), длина плеча рычага и изменение угла тяги мышц, свя­занного с изменением при движении длины и плеча силы, а следователь­но, и главного момента тяги; изменение функции мышцы в зависимости от исходного положения; состояние мышцы перед сокращением (предва­рительно растянутая мышца сокращается сильно и быстро) и т.д.

Сила увеличивается под влиянием предварительной разминки и соот­ветствующего повышения возбудимости ЦНС до оптимального уровня. И наоборот, чрезмерное возбуждение и утомление могут уменьшить макси­мальную силу мышц.

Силовые возможности зависят от возраста и пола занимающихся, а также от общего режима жизни, характера их двигательной активности и условийвнешней среды. Наибольший естественный прирост показателей абсолютной силы происходит у подростков и юношей в 13—14 и 16—18 лет, у девочек и девушек в 10—11 и 16—17 лет. Причем самыми высоки­ми темпами увеличиваются показатели силы крупных мышц разгибателей туловища и ног. Относительные же показатели силы особенно значи­тельными темпами возрастают у детей 9—11 и 16—17 лет. Показатели силы у мальчиков во всех возрастных группах выше, чем у девочек. Ин­дивидуальные темпы развития силы зависят от фактических сроков поло­вого созревания. Все это необходимо учитывать в методике силовой под­готовки.

В проявлении мышечной силы наблюдается известная суточная пе­риодика: ее показатели достигают максимальных величин между 15—16 часами. Отмечено, что в январе и феврале мышечная сила нарастает медленнее, чем в сентябре и октябре, что, по-видимому, объясняется большим потреблением осенью витаминов и действием ультрафиолето­вых лучей. Наилучшие условия для деятельности мышц — при темпера­туре +20° С.

Методика развития силовых способностей.