Исследовательская работа по физической культуре "Роль пауэрлифтинга в развитии силы"

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 2

1. Организация и методы исследования роли пауэрлифтинга в развитии силы………………………………………………………………………………..5

2. Результаты исследования и их обсуждение. 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 16

Список используемой литературы.. 17

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Для улучшения результатов соревновательных упражнений в пауэрлифтинге большинство тренеров в своей практике используют традиционные «постоянные» отягощения (штанга, диски, гантели, гири), тренажеры, блочные устройства. И лишь немногие наряду с традиционными, применяют нетрадиционные «переменные» отягощения: цепи, пружины, резиновые амортизаторы. В то же время, упражнения с традиционными отягощениями довольно быстро приводят к стабилизации двигательного навыка, что становится лимитирующим фактором дальнейшего прогресса спортивных результатов в пауэрлифтинге [1].

Основными причинами недостаточно широкого распространения переменных отягощений в тренировке пауэрлифтеров являются: трудности, связанные с отсутствием возможности точно регламентировать интенсивность в упражнениях. Также возникают трудности, связанные с оперативным, качественным и безопасным закреплением на грифе цепей и пружин (требует большего времени при закреплении на грифе по сравнению с установкой дисков, возникает необходимость в дополнительных фиксирующих устройствах) [2].

В специальной литературе обсуждаются преимущества использования переменных отягощений. Так, заслуженный тренер России И.Г. Деревянко использует в работе с воспитанниками цепи в качестве отягощений для жима лежа. По его мнению, это упражнение помогает в дожиме штанги вверху, т.е. убирает проблемы в заключительной фазе упражнения. В нижней части, когда штанга находится на груди, половина звеньев цепи лежит на полу, по мере подъема штанги лежавшие на полу звенья повисают в воздухе, таким образом вес в конце движения становится тяжелее [1].

В качестве постоянных отягощений в практике пауэрлифтинга применяют штангу, диски, гантели, гири. Также применяются тренажеры и блочные устройства. Основными переменными отягощениями являются цепи, пружины, резиновые амортизаторы, которые относят к нетрадиционным видам отягощения [3].

Многие тренеры применяют пружины для отягощения с целью увеличить результаты в становой тяге. Пружины действуют аналогично цепям в предыдущих опытах. Оптимальный вариант – применение 2-6 пружин. Именно благодаря таким тренировкам Александре Мурашковой удалось установить рекорд по Иркутской области (в весовой категории до 90 кг.). При весе в 84 кг ее тяга была равна 260 кг. Ранее ей удалось установить рекорд в весовой категории до 48 кг. Рекорд составлял 180 кг [4].

Проблематика исследования. В настоящее время ведутся множественные дискуссии относительно целесообразности выбора того или иного вида отягощения при проведении силовых тренировок. Недостатками традиционных постоянных видов отягощения является механизм действия отягощения на организм. Применение отягощений способствует стабилизации двигательных навыков. Именно это выступает в роли основного лимитирующего фактора, который ограничивает возможность дальнейшего прогресса в спортивных достижениях [1].

В качестве основных причин низкого уровня распространенности переменных отягощений называют следующие:

1.        Нет возможности четко определять интенсивность движений при выполнении упражнений.

2.        Нет возможности быстро, качественно и безопасно закреплять на грифе цепи и пружины. Во всяком случае, на закрепление цепей и пружин уходит значительно больше времени, чем на установку дисков. Также требуются дополнительные фиксирующие устройства.

Целью исследования является изучение механизма действия переменных отягощений для дальнейшего обоснования целесообразности их применения при организации тренировочного процесса пауэрлифтеров.

         Задачи исследования:

1.     Изучить основные виды физических навыков и двигательных навыков

2.     Рассмотреть роль пауэрлифтинга в развитии силы

3.     Рассмотреть различные виды отягощений применяемых при организации тренировочного процесса

4.     Провести экспериментальное исследование, направленное на изучение механизма действия переменных отягощений в сравнении с постоянным отягощением

5.     Обосновать целесообразность применения переменных отягощений в ходе тренировочного процесса пауэрлифтеров.

Объект исследования – переменные отягощения (цепи, резиновые амортизаторы, пружины).

Предмет исследования – применение переменных отягощений для развития силы.

Гипотеза исследования. В основу исследования положено предположение о том, что применение переменных отягощений при организации тренировочного процесса пауэрлифтеров является более эффективным, чем применение постоянных отягощений и способствует развитию силы.

         Методы исследования. Анализ литературных данных по теме исследования, моделирование, биометрические методы, математико-статистическая обработка данных, моделирование.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при организации тренировочного процесса при занятиях пауэрлифтингом, для развития силы и выносливости в других видах спорта. Также результаты могут быть использованы при подготовке к практическим и семинарским занятиям, при подготовке лекций, для составления методических рекомендаций.

Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы.

1. Организация и методы исследования роли пауэрлифтинга в развитии силы

         Для изучения механизма воздействия пауэрлифтинга на организм и оценки эффективности применения переменных отягощений для развития силы было проведено наблюдение за состоянием спортсменов в течение 1 месяца и измерение биохимических и механических параметров в динамике. В ходе тренировке применяли различные виды отягощений, описанные ниже. В качестве постоянных отягощений в практике пауэрлифтинга применяют штангу, диски, гантели, гири. Также применяются тренажеры и блочные устройства. Основными переменными отягощениями являются цепи, пружины, резиновые амортизаторы, которые относят к нетрадиционным видам отягощения [22].

         Недостатками традиционных постоянных видов отягощения является механизм действия отягощения на организм. Применение отягощений способствует стабилизации двигательных навыков. Именно это выступает в роли основного лимитирующего фактора, который ограничивает возможность дальнейшего прогресса в спортивных достижениях [23].

В качестве основных причин низкого уровня распространенности переменных отягощений называют следующие:

3.        Нет возможности четко определять интенсивность движений при выполнении упражнений

4.        Нет возможности быстро, качественно и безопасно закреплять на грифе цепи и пружины. Во всяком случае, на закрепление цепей и пружин уходит значительно больше времени, чем на установку дисков. Также требуются дополнительные фиксирующие устройства.

Приведенные выше примеры и мнения специалистов в области пауэрлифтинга легли в основу нашей программы по развитию силы при занятиях пауэрлифтингом [21].

Так, для дальнейшего исследования мы применяли в качестве переменных отягощений цепи, резиновые амортизаторы и пружины. Удалось отметить положительный тренировочный эффект, свидетельствующий в пользу эффективности применения переменных отягощений. Результаты наших исследований подтверждают вышеприведенные мнения ведущих специалистов в исследуемой области. Механизм их воздействия на организм детально представлен в разделе «Результаты и их обсуждение» [21].

Применяли цепи и пружины вместо дисков. При этом их закрепляли на штанге. Отягощение в таком случае переставало быть константой и выступало в качестве переменной величины. Сила была представлена функцией, равной производной от угла наклона бедра при движении тела вверх и вниз. В таком случае наблюдается большое разнообразие динамики «силовой переменной» и представляется возможным программирование момента наступления максимальной силы тяги мышц, можно зарегистрировать продолжительность действия силы тяги [22].

Нами было рассмотрено моделирование динамики усилий пауэрлифтеров с применением упражнений на использование традиционных и переменных отягощений. Изучили динамику плеч, рассмотрели суммарные моменты силы тяжести в коленных и тазобедренных суставах. Изучили динамику в приседании со штангой с такими переменными отягощениями как пружинные амортизаторы и цепи, намотанные на гриф вместо обычных дисков. Результаты представлены на рис.1.

Рис.1. Динамика моментов при приседаниях с переменными отягощениями

      При использовании постоянных отягощений в процессе выполнения упражнения вес отягощения не изменяется. В случае если меняется угол рабочих поверхностей, таких как голень, бедро, туловище происходит изменение плеч силы тяжести в коленном и тазобедренном суставах. Динамика суммарного момента силы тяжести в коленном и тазобедренном суставах при выполнении приседаний является куполообразной. При этом наблюдается увеличение нагрузки на мышцы – разгибатели. Наблюдается увеличение от нуля до максимума. Такой результат наблюдается в первой фазе упражнения, когда бедро располагается параллельно полу, а суставы ног максимально удалены от вектора силы тяжести. Также наблюдается обратное снижение показателей до нуля во второй фазе, когда бедро принимает положение перпендикулярно полу, а суставы ног располагаются максимально близко к вектору силы тяжести [23].

Рис.2. Динамика силы тяжести с использованием цепей

При использовании цецепей, закрепленных на грифе штанги наблюдается иная динамика силы тяжести. В начальной точке движения (стойке) вес грифа с цепями равняется весу классической штанги. При этом в нижнем положении тела (при приседании) вес будет меньше, чем при подъеме классической штанги. Происходит это за счет опускания части звеньев цепей на помост. Таким образом, величина отягощения будет постепенно опускаться и возвращаться к исходной по мере подъема [24].

Если вес грифа с цепями приравнять к весу классической штанги в нижнем положении (при приседании), то в начале первой фазы упражнения величинв переменного отягощения будет намного больше веса классической штанги. В нижнем положении тела (в полном приседе) величина классической штанги и штанги с переменным отягощением будут равны. Во второй фазе (при подъеме) переменное отягощение будет постепенно увеличиваться. Вес классической штанги будет ниже в этом положении, тогда как вес штанги с переменным отягощением будет намного выше. Максимально большой вес штанги с переменным отягощением будет регистрироваться в верхнем положении тела (в стойке). В этом случае тяга мышц будет достигать значений, наиболее близких к максимальным по сравнению с применением традиционных отягощений. Разница может составлять от 20 до 80 – 100 кг в зависимости от количества цепей и пружин [25].

Аналогичная картина наблюдается и при применении в качестве отягощений пружин. Аналогичная динамика наблюдается в суммарном моменте силы тяжести. При этом сохраняется угловая амплитуда, сохраняется максимальное усилие. Максимальное усилие будет намного меньше при использовании пружины, чем при использовании цепей. Нами был проведен сравнительный анализ применения различных видов отягощения [21].

Мы сопоставили площади вариации момента силы тяжести при различных видах отягощения. Установили, что замена постоянных отягощений переменными сказывается на уменьшении вариации гравитационного момента по мере опускания тела и ее расширении. По мере подъема тела в исходное положение наблюдается четко выраженная смена гравитационного момента. Утягощения в виде пружин существенно увеличивают амплитуду проявления максимального усилия. Результаты представлены на рис.3.

Рис.3. Изменение силы тяжести при различных видах отягощения для штанги

Таким образом, в результате моделирования некоторых моментов сил тяжести в суставах рабочих поверхностей у пауэрлифтеров дает нам возможность подробно рассмотреть и найти объяснения механизму воздействия различных упражнений с использованием переменного отягощения. Это указывает на широкие возможности применения различных видов отягощений и построение из них различных комбинаций и вариаций. Результат различен при применении отягощений в различных комбинациях. Также установили, что при включении упражнений с переменными отягощениями в тренировочный процесс наблюдается более выраженный тренировочный эффект [23].

2. Результаты исследования и их обсуждение

Проведя биомеханический анализ движения в суставах в процессе выполнения упражнения, было установлено, что наибольшее изменение плеча силы наблюдалось при сокращении больших ягодичных мышц [24].

Цель исследования состояла в определении внешних условий при создании переменной нагрузки, с учетом изменения плеча силы больших ягодичных мышц при разгибании тазобедренного сустава человека во время выполнения тяги штанги [23].

Длина и сила мышц – это основные внешние механические характеристики мышцы. Анатомо-геометрические параметры тела человека влияют на величину проявляемой силы, так как угол в суставе меняет длину мышцы и ее плечо. М. gluteus maximus (рис. 4) является «донором» механической энергии для коленного и голеностопного суставов, поэтому для повышения мощности отталкивания необходимо уделять внимание не только развитию силы мышц – разгибателей коленного и голеностопного суставов, но и мышц - разгибателей тазобедренных суставов. Так как мышцы разгибатели коленного сустава имеют постоянное плечо силы, то мышцы голеностопного сустава вносят незначительный вклад в разгибание звеньев тела при воздействии на него внешней нагрузки [21].

Рис.4. Анатомическое расположение и модель m. gluteus maximus

Рассмотрим, как меняется плечо силы больших ягодичных мышц (рис. 5) при их сокращении и выполнении разгибания в тазобедренном суставе, когда угол между туловищем и бедром меняется от 60 до 120 град., что соответствует первой половине движения, когда из-за меняющегося плеча силы рассматриваемой мышцы, нагрузка на нее наиболее неравномерна [22].

Рис.5 Определение плеча силы h_GL и плеча силы h₁:

R – длина бедра;

Т – длина туловища (от тазобедренного сустава до места приложения силы F_вн);

F_вн – внешняя сила (масса штанги );

F_м – сила тяги больших ягодичных мышц;

h_GL –плечо силы F_м;

h₁ – плечо силы F_вн;

r – расстояние от центра вращения в тазобедренном суставе до края седалищного бугра, см;

u – расстояние от центра вращения в тазобедренном суставе до места прикрепления m. gluteus maximus на бедренной кости, см;

α – угол между туловищем и бедром, град

Плечо силы m. gluteus maximus h_GL можно найти по формуле [2]:

h_GL= , где

h_GL – плечо силы m. gluteus maximus, см;

Величины u и r выбраны в соответствии с исследованиями [2] и равны

u = 11,9 см., r = 2,9 см.

Силе исследуемой мышцы, которая разгибает туловище при выполнении тяги, противодействует вес штанги с плечом силы h₁ (рис.2). Найдем h₁ из ∆АВС, зная длину туловища Т, длину бедра R и угол между ними α. С одной стороны площадь ∆АВС равна , с другой . Приравняв эти два выражения, выразим h₁: h₁ = , где

d – перемещение той части туловища, на которую действует внешняя нагрузка при выполнении упражнения.

Используя зависимость

можно перейти от двойной зависимости h₁(α, d) к h₁(d) и от h_GL (α) к h_GL (d).

Из полученных зависимостей видно, что при выполнении движения с увеличением d плечо h_GL силы Fм увеличивается, а плечо h₁ силы F_вн уменьшается [3].

Если считать, что ускорение движения штанги при выполнении тяги близко к нулю, то момент силы со стороны ягодичных мышц h_GL F_м можно считать равным моменту сил со стороны внешней нагрузки h₁·F_вн, роль которой выполняет штанга при выполнении тяги, т.е.

h₁·F_вн = h_GL F_м

Из этого равенства можно выразить силу, которую проявляют ягодичные мышцы при выполнении упражнения с постоянной нагрузкой.

F_м= F_вн

Полученное распределение силы F_м имеет нелинейную зависимость, то есть при выполнении упражнения в начале пути нагрузка на ягодичные мышцы максимальна, и в процессе выполнения упражнения она уменьшается (рис. 6).

Рис.6. График силы, проявляемой ягодичными мышцами в зависимости от перемещения

В процессе тренировки при силовом взаимодействии спортсмена со штангой при выполнении упражнения тяги была поставлена задача поддерживать величину нагрузки постоянной. Отобразив зеркально зависимость F_м(d), мы получили график, компенсирующий нелинейность F_м(d) так, чтобы мышцы, разгибающие туловище, имели постоянную величину нагрузки [4].

Для решения этой задачи с целью создания внешней нагрузки был использован тренажер [4], в котором выбор режима нагрузки можно обеспечить выбором углового положения рычага, массы груза на рычаге, массы штанги и длины рычага.

Чтобы найти эти параметры, используем математическую модель тренажера [3].

где  – масса штанги, – масса груза, – масса рычага;

 – радиусы трех звездочек;

 – их массы;

 – ускорение штанги;

ℓ – длина рычага.

Зависимость угла , отсчитываемого от горизонтали против часовой стрелки от положения штанги:

,

где  – один из радиусов , на который накинута цепь.

Так как ускорение  близко к нулю, то первым и последним слагаемыми в уравнении математической модели тренажера можно пренебречь [21].

Чтобы определить угловое положение рычага, массу груза на рычаге, массу штанги и длину рычага, необходимо решить уравнение:

F_м+ F_вн =const, где константой является та постоянная нагрузка, которая должна воздействовать на тренируемые мышцы. Решив это уравнение численно для примера (Т=75 см, R=50 см, r=2,9 см, u=11,9 см, const=100 кг), рассчитанная нагрузка [21].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для улучшения результатов соревновательных упражнений в пауэрлифтинге большинство тренеров в своей практике используют традиционные «постоянные» отягощения (штанга, диски, гантели, гири), тренажеры, блочные устройства. И лишь немногие наряду с традиционными, применяют нетрадиционные «переменные» отягощения: цепи, пружины, резиновые амортизаторы. В то же время, упражнения с традиционными отягощениями довольно быстро приводят к стабилизации двигательного навыка, что становится лимитирующим фактором дальнейшего прогресса спортивных результатов в пауэрлифтинге [1].

Основными причинами недостаточно широкого распространения переменных отягощений в тренировке пауэрлифтеров являются: трудности, связанные с отсутствием возможности точно регламентировать интенсивность в упражнениях. Также возникают трудности, связанные с оперативным, качественным и безопасным закреплением на грифе цепей и пружин (требует большего времени при закреплении на грифе по сравнению с установкой дисков, возникает необходимость в дополнительных фиксирующих устройствах) [2].

В результате проведенного нами экспериментального исследования и моделирования некоторых моментов сил тяжести в суставах рабочих поверхностей у пауэрлифтеров дает нам возможность подробно рассмотреть и найти объяснения механизму воздействия различных упражнений с использованием переменного отягощения. Это указывает на широкие возможности применения различных видов отягощений и построение из них различных комбинаций и вариаций. Результат различен при применении отягощений в различных комбинациях. Также установили, что при включении упражнений с переменными отягощениями в тренировочный процесс наблюдается более выраженный тренировочный эффект [21].

Список используемой литературы

1.                             Афанасьев Ю.И., Кузнецов С.Л., Кутузова Т.Г. Соотношение различных типов мышечных волокон в скелетной мышце как фактор, влияющий на эффективность тренировки на выносливость. 1986. - №12. - С. 41-42.

2.                             Волков Н. И. Энергетический обмен и работоспособность человека при напряженной мышечной деятельности: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: 1969.-51 с.

3.                             Гелецкий В.М. Теория физической культуры и спорта. Учебное пособие /Сиб. федер. ун-т. − Красноярск: ИПК СФУ. 2008. − 342 с.

4.                             Давыдов В.Ю., Шамардин А.И., Краснова Г.О. Новые фитнесс-системы (новые направления, методики, оборудование и инвентарь). Учебное пособие. — 2-е изд.-е — Волгоград: Изд-во ВолГУ. 2005. — 284 с.

5.                             Доронин А.М. Скоростно-силовая подготовка спортсменов с использованием машины управляющего воздействия: Автореф. дисс.... канд. пед. Наук / А.М. Доронин. – М.: Физкультура и спорт, 1992. – 19 с.

6.                             Земцова И.И. Спортивная физиология. Учебное пособие для студентов вузов. – Киев: Олимпийская литература. 2010. – 219 с.

7.                             Зимкин И.В. Механизмы нервной деятельности. Физиологический журнал СССР. Наука, 1969. – 216 с.

8.                             Капелько В.И., Куприянов В.В., Новикова Н.А. и др. Функциональное значение транспорта энергии // Кардиология. 1992. № 32 (4). С. 71–74.

9.                             Коца Я.М. Спортивная физиология: Учебник для институтов физической культуры. — М.: Физкультура и спорт. 1998. — 200 с.

10.                          Курамшин Ю.Ф. Теория и методика физической культуры: Советский спорт. М.: 2010. — 320 с.

11.                          Мамий А.Р., Поляков С.В. Математическая модель машины управляющего воздействия. Труды ФОРА, №5, 2000, с. 56-60.

12.                          Масальгин Н.А. Математико-статистические методы в спорте / Н.А Масальгин - М.: Физкультура и спорт 1974. - 151с.

13.                          Матвеев Л.П. Общая теория спорта и её прикладные аспекты. 4-е изд., испр. и. доп. — СПб.: Лань. 2005. — 384 с.

14.                         Самсонова А.В. Моторные и сенсорные компоненты биомеханической структуры физических упражнений [электронный курс]: Дис. д-ра. пед. наук: 13.00.04 / А.В. Самсонова. – М.: РГБ, 2003. (Из фондов Российской государственной библиотеки).

15.                          Фарфель В.С. Физиология человека. Физическая культура и спорт. 1970. – 342 с.

16.                          Хомяков Г.К., Павличенко А.В., Исмиянов В.В. Развитие силовой выносливости у студентов вузов. Методические рекомендации. — Иркутск: ИрГУПС. 2009. — 38 с.

17.                          Холодов Ж.К., Кузнецов В.С. Теория и методика физического воспитания и спорта. М.: Академия. 2003. — 480 с.

18.                         Черкесов Ю.Т.Управление становлением двигательных умений тяжелоатлетов при использовании методических приемов, основанных на применении технических средств: Атореф. дисс… канд. пед. наук / Ю.Т Черкесов. – М.: Физкультура и спорт, 1979. – 21 с.

19.                          Benjamin A. "Using Sport Education to Implement a CrossFit Unit". JOPERD: The Journal of Physical Education. Oct 2012. – №15. – 49-55 p.

20.                         Dube, Rebecca. "No puke, no pain - no gain". Toronto January 11, 2008. №7. – 19-28 p.

21.                          Greg Glassman. Guidelines for CrossFit workouts, 2008. – 124 p.

22.                         Glassman, Greg. "Understanding CrossFit". The CrossFit Journal. Retrieved February 18, 2012. – 186 p.

23.                          Hak PT; et al. «The nature and prevalence of injury during CrossFit training» Retrieved February 1, 2015. – 52 p.

24.                          Herz, J.C. "The 3 Reasons People Are Obsessed With CrossFit". June 17, 2014. – 104 p.

25.                          Jeff Said. "Methodology training program CrossFit". 2009. – 201 p.