При разгибании ноги в статическом положении.

На рис. 11 показана зависимость силы давления стопы на опору от угла в коленном суставе при разгибании ноги в статическом положении. Видно, что с увеличением суставного угла сила нелинейно увеличивается и достигает очень больших величин. Показано, что при малых углах в коленном суставе основной вклад в силу давления на опору осуществляют четырехглавые мышцы бедра и ягодичные мышцы. При больших углах в коленном суставе основную роль играют мышцы задней поверхности бедра.

В упражнениях динамического характера действие двусуставных мышц в кинематических цепях существенно отличается от односуставных мышц. Режим сокращения односуставных мышц жестко связан с изменением угла в суставе. Например, при разгибании в коленном суставе односуставные головки четырехглавой мышцы бедра сокращаются в преодолевающем режиме, при сгибании – в уступающем режиме, а при неизменном угле – в изометрическом режиме. Режим сокращения двусуставных мышц зависит от изменения углов в соседних суставах. Например, если одновременно разгибать ногу в тазобедренном и сгибать в коленном суставе, то прямая мышца бедра будет удлиняться и сокращаться в уступающем режиме. Если же в этих суставах происходит сгибание или разгибание, то режим сокращения прямой мышцы бедра будет зависеть от соотношения угловых скоростей в этих суставах.

Экспериментально показано, что действие двусуставных мышц сводится к следующему.

1. Мышцы могут передавать часть мощности и силы от одних звеньев тела к другим.

2. Мышцы способны накапливать и затем частично отдавать энергию упругой деформации при изменении длины кинематической цепи за счет разнонаправленного изменения углов в соседних суставах.

3. Мышцы способны рассеивать (демпфировать) механическую энергию, что особенно важно для уменьшения ударных нагрузок.

В заключение отметим, что знания изложенных выше закономерностей действия мышц необходимо для правильного применения физических упражнений в тренировочном процессе, и особенно, в развитии двигательных способностей человека.

Биомеханические основы силовых

И скоростно-силовых способностей человека.

Понятие о силовых способностях

И показатели их измеряющие

В биомеханике слово «сила» употребляется в двух смыслах. Сила как мера механического взаимодействия тел, т. е. как одна из механических характеристик, и сила как одна из двигательных способностей человека, характеризующаяся его возможностью противодействовать внешним сопротивлениям за счет мышечных усилий.

Способность человека проявлять силу зависит от многих факторов. Знание и учет этих факторов необходимы не только для реализации человеком своих силовых возможностей, но и для правильной организации тренировочного процесса, направленного на их воспитание.

Следует подчеркнуть, что нельзя говорить о силе человека вообще. Ее проявление всегда связано с выполнением того или иного задания. При этом чаще всего показателями силовых способностей являются максимальная сила или момент силы, измеренные каким либо устройством, или наибольшая масса поднятого груза (гантели или штанги). Используют и другие показатели, такие как импульс силы, работа, мощность и др.

Факторы, определяющие силу действия человека

Перечислим основные факторы, от которых зависит внешне проявляемая сила человека.

Прежде всего, сила зависит от силовых возможностей отдельных мышц, участвующих в выполнении задания. Отсюда становится очевидной необходимость локального воздействия на определенные мышечные группы. Однако следует помнить, что внешне проявленная сила является результатом активности многих мышц, и поэтому совершенствование межмышечной координации при освоении физических упражнений силового характера является необходимым условием развития силы. Довольно часто быстрые темпы прироста силы в начале занятий физическими упражнениями обусловлены овладением рациональными способами их выполнения и совершенствованием межмышечной координации, а не увеличением силы мышц.

На величину проявляемой силы влияет масса груза, против которого действует человек. Чем больше перемещаемая масса, тем большую силу может проявить человек. Поэтому одним из основных способов регулирования нагрузки является выбор соответствующей массы спортивных снарядов (штанги, гантелей и т. п.).

Следующими факторами являются скорость и ускорение, а также режим сокращения мышц. Чем больше скорость суставных движений при преодолевающем режиме сокращения мышц, тем меньшую силу проявляет человек. При уступающем режиме мышечного сокращения с ростом скорости проявляемая сила увеличивается, и при некоторых оптимальных величинах скорости суставных движений спортсмен может проявить максимум своих силовых возможностей. Не менее важным является характер выполнения упражнений с отягощениями – равномерный или ускоренный. Ниже, при обсуждении природы сил сопротивления, будет более подробно рассмотрен этот вопрос.

Способность проявлять максимальную силу в существенной мере зависит от положения тела. С изменением углов в суставах изменяются показатели действия мышц на костные рычаги. Однако изменение положения тела может существенно изменять величину воздействия одних и тех же внешних нагрузок на мышечный аппарат человека за счет изменения плеча внешне действующей силы, а также на вовлечение мышц в выполняемое задание. На рис. 12 показаны три варианта выполнения приседания со штангой на плечах. Видно, что изменение наклона туловища изменяет не только величины моментов сил в суставах, но и их направление.

Рис. 12

Мышечный момент (Мм) в коленных суставах в приседаниях со штангой на плечах (масса снаряда – 80 кг).