« ва
в м
е ь>
« т 2 X
i «
a s.
Удар на месте
Удар с выпадом РисунокЗ. Средние значения максимальной скорости ударного звена, полученные для экспериментальной группы при ударе на месте и при ударе с выпадом к цели « 12 а СЗ £ 10 и в ^ 8 и & ц I 6э ^ S 4 и В 4° 2 а ва „
Сборник материалов конференции 1
ПО ВОПРОСАМ СПОРТИВНОЙ НАУКИ В ДЕТСКО-ЮНОШЕСКОМ СПОРТЕ И СПОРТЕ ВЫСШИХ ДОСТИЖЕНИЙ 1
Москва - 2016 3
ц I 6 12
Макс. скорость ЛЗС при ударе на месте (м/с) Рисунок 4. Взаимосвязь между максимальной скоростью ударного звена при ударе на месте и при ударе с выпадом (r=0,58, p<0,02). Результаты лабораторного эксперимента показали статистически значимое увеличение скорости ударного звена при выполнении удара с выпадом, в сравнении с ударом, выполняемым на месте (p<0,05). Так максимальная скорость ударного звена при ударе на месте составила 7,4 (±0,9) м/с, а при ударе с выпадом 8,1 (±1) м/с. (рис.3). Т.е. разгон ОЦМ тела спортсмена положительно влияет на увеличение скорости ударного звена. Определение взаимосвязи между максимальным значением скорости ударного звена в ударе на месте и в ударе с выпадом, показало положительную корреляционную зависимость между этими характеристиками (рис.4). Так коэффициент корреляции между этими значениями в экспериментальной группе составил 0,58 (p<0,02). Это может объясняться одним и тем же биомеханизмом разгона ударного звена, входящим в состав обоих вариантов ударного действия.
Увеличение максимальной скорости ударного звена при ударе с выпадом в сравнении с ударом на месте в нашем эксперименте свидетельствует в пользу выдвигаемой большинством экспертов гипотезы. Увеличение максимальной скорости может объясняться сложением переносной скорости ОЦМ тела спортсмена при выпаде и относительной скорости ударного звена.
В то же время у двоих из тринадцати испытуемых отмечается падение максимума скорости ударного звена при использовании выпада.
Так у испытуемого В.А. максимальная скорость ударного звена при ударе на месте составила 8,6 м/с, а при ударе с выпадом 7,4 м/с. У испытуемого Л.Р. максимальная скорость ударного звена при ударе на месте и ударе с выпадом составила 7,3 м/с и 6,7 м/с соответственно.
Это свидетельствует о том, что у данных спортсменов выпад используется как средство сокращение дистанции до цели, но при этом несколько снижает значение максимальной скорости ударного звена. Таким образом эффективность использования выпада для увеличения максимальной скорости ударного звена может существенно отличаться у разных испытуемых.
Так на рис.4 черными маркерами отмечены результаты двоих испытуемых у которых зарегистрирована одинаковая скорость ударного звена при ударе ГДЗ на месте. Для обоих спортсменов она составила она составила - 8,6 м/с. Но у испытуемого О.Е. наблюдается прирост максимальной скорости ударного звена при ударе с выпадом на 1,2 м/с, а у испытуемого В.А. падение максимальной скорости ударного звена так же на 1,2 м/с.
Падение максимальной скорости ударного звена при общем разгоне ОЦМ тела спортсмена при выполнении удара с выпадом может быть связана с временным рассогласованием в достижении максимума скорости ОЦМ тела и максимума скорости ударного звена. Определение данного временного рассогласования требует детального анализа скоростей этих точек тела у спортсменов с разной степенью эффективности разгона ударного звена при выполнении удар ГДЗ с выпадом.
Выводы
Полученные нами экспериментальные данные подтверждают гипотезу о положительном влиянии разгона ОЦМ тела спортсмена на увеличение скорости ударного звена при выполнении удара ГДЗ с выпадом вперед.
При одинаковой способности к разгону ударного звена при выполнении удара ГДЗ на месте спортсмены могут обладать разной степенью эффективности в использовании выпада для увеличения максимальной скорости ударного звена.
Список литературы
Sforza C. The repeatability of choku-tsuki and oi-tsuki in traditional Shotokan karate: a morphological three-dimensional analysis / C. Sforza, M. Turci, G.P. Grassi // Percept Mot Skills. 2000. - № 90. - C. 947-960.
Tanaka K. Modeling of interactions and processes in karate matches using a Bayesian network / K. Tanaka, Y. Kurose // Word Congress of performance analysis of sport VII. (Magdeburg, 3-6 September 2008). Magdeburg , 2008. - C. 600-609.
Witte K. Electromyographic researches of gyaku-zuki in karate kumite / K. Witte, P. Emmermacher, M. Hofman // Proceedings of XXIII International symposium on Biomechanics in sports. (Beijing, 22—27 august 2005). -Beijing, 2005. C.861-865.
BIOMECHANICAL ANALYSIS OF VARIOUS TYPES OF "GYAKU ZUKI" PUNCH IN KARATE.
Vagin A.Y., assistant professor, Russian State University of Physical Education, Sport, Youth and Tourism, Moscow, an-80@yandex.ru Shipilov A.A., senior expert, Moscow Centre of Innovative Sports Technologies, Moscow,
biomechanics.lab@yandex.ru
Abstract
The aim of the present study was to determine biomechanical characteristics influencing on maximal fist velocity in "gyaku zuki" punch with lunge, which is considered to be one of the most popular attacking actions in modern karate. "Gyaku zuki" punch can be performed standing in place, only by vertical axis rotation of the torso. It is known as "straight punch". Performing this type of punch with lunge towards an opponent is resulting in rotational and transitional motion of the torso, which is by opinion of many specialists increases maximal fist velocity. However there is no scientific evidence to this statement by now. Thirteen male karate black belt experts participated in our study. Qualisys optical motion capture system was used to measure peak fist velocity in gyaku zuki straight punch and with lunge for each participant. Mean value of peak fist velocity for "gyaku zuki" punch with lunge was 7,9 (±1,2) m/s and 7,3 (±0,9) m/s for "gyaku zuki" straight punch, which indicates that lunge performed in "gyaku zuki" punch increases peak fist velocity. Also, obtained data shows that efficiency of lunge in increasing peak fist velocity can vary between athletes.
Key words: karate, gyaku-zuki with lunge, fist peak velocity
References
Sforza C. The repeatability of choku-tsuki and oi-tsuki in traditional Shotokan karate: a morphological three-dimensional analysis / C. Sforza, M. Turci, G.P. Grassi // Percept Mot Skills. 2000. - № 90. - C. 947-960.
Tanaka K. Modeling of interactions and processes in karate matches using a Bayesian network / K. Tanaka, Y. Kurose // Word Congress of performance analysis of sport VII. (Magdeburg, 3-6 September 2008). Magdeburg , 2008. - C. 600-609.
Witte K. Electromyographic researches of gyaku-zuki in karate kumite / K. Witte, P. Emmermacher, M. Hofman // Proceedings of XXIII International symposium on Biomechanics in sports. (Beijing, 22—27 august 2005). -Beijing, 2005. C.861-865.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОПЕРЕЧНИК И СИЛА МЫШЦ-РАЗГИБАТЕЛЕЙ КОЛЕННОГО СУСТАВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ (НА ПРИМЕРЕ КОНЬКОБЕЖЦЕВ РАЗЛИЧНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ И НЕ СПОРТСМЕНОВ)
Воронов А.В., доктор биол. наук,
Бравый Я.Р.,
Лемешева Ю.С.,
Федерального государственного бюджетного учреждения «Федеральный научный центр физической культуры и спорта» (ФГБУ ФНЦ ВНИИФК), Москва, Россия
Аннотация
Интенсивные занятия спортом вызывают гипертрофию мышц-разгибателей коленного сустава. Однофакторный дисперсионный анализ показал, что проксимальный и дистальный обхваты бедра у спортсменов достоверно не отличается от не спортсменов. Достоверные различия были получены только по признаку «обхват бедра посередине». На низких угловых скоростях <1 рад/c моменты разгибателей коленного сустава спортсменов и не спортсменов почти не отличаются. При возрастании угловой скорости до 4-6 рад/c различия по моментам разгибателей коленного сустава между спортсменами и не спортсменами достигают 70%.
Ключевые слова: сила мышц, физиологический поперечник, антропометрические признаки.
Введение
Произвольная сила мышц зависит от состояния, функционирования центрального и периферического звеньев двигательного аппарата человека. Поступающие из двигательной зоны коры головного мозга в мотонейроны нервные импульсы, эфферентные и афферентные импульсы, двигательные рефлексы - влияют на межмышечную и внутримышечную координацию, определяя вклад центрального звена в произвольную мышечную силу. Периферическое влияние на мышечную силу связано с числом, диаметром и типом волокон. Занятия спортом, в частности конькобежным, вызывают значительную гипертрофию мышц - разгибателей коленного сустава. Следовательно, увеличение объема широкой и прямой мышц бедра должно сопровождаться ростом силы разгибателей коленного сустава. Гипертрофия мышц передней поверхности бедра наблюдается не только у конькобежцев, но и у большинства физически активных молодых людей. Это связано с тем, что функция разгибателей коленного сустава при наземных локомоциях состоит в противодействии силе тяжести и инерционным силам. Поставили задачу оценить достоверность различий по размерам и силам мышц передней поверхности бедра у конькобежцев и физически развитых молодых людей.
Контингент испытуемых
В эксперименте приняли участие физически развитые молодые люди - не спортсмены и конькобежцы, члены сборной команды России основного и молодежного составов. Некоторые анатомические показатели испытуемых приведены в таблице 1.
Методика исследования
Объемы широкой и прямой мышц бедра рассчитывали по регрессионным уравнениям
[2]. Входными параметрами уравнений были анатомические признаки: длина бедра, «максимальный ягодичный обхват», «обхват бедра проксимальный», «обхват бедра посередине», «обхват бедра дистальный». При расчете обхватных признаков учитывали толщину кожно-жировых складок на бедре. Для того, чтобы избежать влияния абсолютных анатомических признаков на размеры широкой и прямой мышц бедра, объемы мышц делили на длину волокон 2, т.е. рассматривали физиологические поперечники мышц.
Таблица 1. Анатомические признаки испытуемых
Число
испытуемых
|
Пол
|
Возраст
(лет)
|
Вес (кг)
|
Длина тела (см)
|
Длина
бедра
(см)
|
Максимальный
ягодичный
обхват
(см)
|
Не спортсмены
|
13
|
Мужчины
|
28,2±4,3
|
75,4±14,0
|
177,5±5,8
|
52,7±2,1
|
95,9±6,9
|
Конькобежцы (основной состав)
|
12
|
Мужчины
|
24,1 ±3,7
|
84,3±5,0
|
185,4±5,8
|
55,3±2,5
|
100,6±3,7
|
Конькобежцы (молодежный состав)
|
21
|
Мужчины
|
18,6±2,7
|
75,4±6,0
|
179,8±5,1
|
54,5±2,5
|
97,5±2,5
| Примечание. Длина бедра равна расстоянию от передней подвздошно-остистой точки до медиальной суставной щели коленного сустава. «Максимальный ягодичный обхват» - измеряется посередине ягодиц, наиболее выступающая часть. Более подробно об измерении и расчете анатомических признаков дано в работе [1]. Силу разгибателей коленного сустава оценивали методом изокинетической динамометрии (измерительные системы Cybex-2 и Biodex производства США). Испытуемых инструктировали о целях исследования и мотивировали выполнять движение с максимальной мощностью. Перед началом эксперимента испытуемый пробовал несколько раз выполнить разгибание в коленном суставе при разных угловых скоростях с целью оценки своих силовых возможностей, а также комфортности выполнения односуставного движения. Измерения момента в коленном суставе проводили в положении сидя (угол в тазобедренном О»-» ° суставе 90 , начальный угол в коленном суставе 80 ) при следующих угловых скоростях:
не спортсмены: 5,23; 4,18; 3,14; 2,09; 1,04; 0,52 рад/с;
спортсмены: 6,28; 5,23; 3,66; 2,61; 1,04 рад/с.
На каждой скорости выполняли 2-3 попытки. Отдых между попытками составил около 1 -й мин. Результаты каждой попытки (момент в суставе, угол и угловую скорость) записывали на жесткий диск компьютера. Особенности тестирования на изокинетическом динамометре следующие: 1) перед началом эксперимента добивались соответствия осей вращения динамометра и коленного сустава; 2) устанавливали угловую скорость; 3) испытуемых просили смотреть вперед, и держать голову горизонтально, для чтобы избежать влияния шейно-тонических и вестибулярных рефлексов на силу мышц бедра. Результаты исследования Анатомические признаки. На рис. 1 представлены периметры трех обхватных признаков на бедре. Провели однофакторный дисперсионный анализ 3 с целью оценки *-» 3влияния фактора занятий конькобежным спортом на обхватные признаки бедра . Достоверные различия были получены только по признаку «обхват бедра посередине» ( ^ФАКТ=16,7 при Fctat=4,1, P=0,05). Расчетные значения FФAКT у двух других анатомических признаков «обхват бедра проксимальный» (F ФАкт=5,4) и «обхват бедра дистальный» (FmKT=4,2) близки к Fctat, поэтому не считали эти различия достоверными. Физиологические поперечники мышц-разгибателей коленного сустава представлены на рисунке 2. Дисперсионный анализ показал, что продолжительность занятий спортом влияет на размеры физиологических поперечников мышц-разгибателей коленного сустава, достоверно увеличивая их. Расчетные значения FФАкТ составили: для широкой мышцы - FФАКТ =16,1; для прямой мышцы бедра - F^KT =12,1; для четырехглавой мышцы - F^KT =18,4. Причина увеличения физиологических поперечников мышц у спортсменов в сравнении с не спортсменами, при отсутствии различий между обхватным признаками бедра по группам испытуемых, связана с толщиной кожно-жировых складок. У спортсменов средняя толщина подкожного жира на бедре составляет 10,5 ±2,5 мм, у не спортсменов - 15,1 ±6,6 мм. Поэтому, при близких значениях обхватов проксимального и дистального (над коленом) (рис. 1), периметр мышечной ткани, а значит, и объем мышц у спортсменов больше в сравнении с не спортсменами. Сила разгибателей коленного сустава. Вид спорта определяет режим и тип сокращения мышц. В большинстве видов встречается смешанный режим (плиометрический), т.е. когда после уступающего режима работы мышц следует преодолевающий. Преодолевающий режим осуществляться по нескольким типам: баллистическому, изокинетическому и изотоническому. Баллистический тип встречается в метаниях и спортивных играх (например, подачи в теннисе). Этот режим осуществляется на очень высоких угловых скоростях при минимальных мышечных силах. Изокинетические движения, т.е. движения с почти постоянной скоростью, связаны, преимущественно, с преодолением сопротивления водной среды (плавание, гребля). В изотоническом режиме скорость движения неограниченна, а сила находится в определенном диапазоне. Нижняя граница равна весу тела, верхняя - зависит от ускорения общего центра масс. В конькобежном спорте режим работы мышц преимущественно изотонический. При отталкивании максимальные угловые скорости в коленном суставе составляют 10-12 рад/с (бег на 500 м), и 8-9 рад/с (бег на 5000 м). Сила отталкивания не превышает 1,3 веса тела [4]. Сравнили зависимости суставной момент-скорость, полученные методом изокинетической динамометрии, у конькобежцев основного и молодежного составов с не спортсменами (рис. 3).
65
60
55
Е 50 45
Проксимальный Посередине Дистальный Положение анатомических признаков
основной состав конькобежцы □ молодежный состав конькобежцы
не спортсмены
Рисунок 1. Обхватные признаки бедра. «Обхват бедра проксимальный» - обхват бедра проксимальный (сзади лента проходит по подъягодичной складке). «Обхват бедра посередине» - измеряется посередине расстояния между подъягодичной складкой и верхним краем коленной чашечкой. «Обхват бедра дистальный» - измеряется над коленом в наиболее выступающей части внутренней головки широкой мышцы бедра. * - обозначены достоверные различия (P=0.05)
40 35
320
270
220
U 170
о
120
70
20
Широкая
Прямая Мышцы бедра 
основной состав конькобежцы □ молодежный состав конькобежцы
не спортсмены
Четырехглавая
Рисунок 2. Физиологические поперечники мышц-разгибателей коленного сустава.
- обозначены достоверные различия (P=0.05)
На низких угловых скоростях <1 рад/c (полустатический режим сокращения) моменты разгибателей коленного сустава спортсменов и не спортсменов почти не отличаются. При возрастании угловой скорости до 4-6 рад/c различия по моментам разгибателей коленного сустава между спортсменами и не спортсменами достигают 70%.
Угловые скорости в коленном суставе (рад/c)
-о-основной состав конькобежцы -о молодежный состав конькобежцы -в- не спортсмены
Рисунок 3. Скоростно-силовые проявления мышц-разгибателей коленного сустава при тестировании на изокинетическом динамометре. Момент в коленном ставе нормировали на физиологический поперечник широкой мышцы бедра.
- обозначены достоверные различия (P=0.05)
Биомеханические особенности отталкивания в конькобежном спорте заключаются в том, что силу необходимо прикладывать перпендикулярно лезвию конька на высоких угловых скоростях (8-12 рад/с). В многосуставном движении, примером которого является отталкивание конькобежцев, происходит одновременное разгибание в тазобедренном, коленом и голеностопном суставах. Угловая скорость в коленном суставе образуется сложением угловых скоростей бедра и голени. Следовательно, если максимальная угловая скорость в коленном суставе достигает 8-12 рад/с (в зависимости от длины дистанции), то можно считать, что голень относительно бедра движется со скоростью 4-6 рад/c.
В односуставном движении по условиям тестирования на изокинетическом тренажере двигается только голень, бедро неподвижно. Поэтому, скоростно-силовые особенности мышц-разгибателей коленного сустава, связанные с занятиями конькобежным спортом, проявляются при угловых скоростях выше 3-4 рад/с (рис. 3).
Заключение
Функция четырехглавой мышцы бедра при наземных локомоция заключается в противодействии силе тяжести и реактивным силам. Постоянное гравитационное силовое воздействие вызывает гипертрофию мышц бедра. При сравнении обхватов бедра конькобежцев и не спортсменов показано, что достоверные статистические различия наблюдаются только в анатомическом признаке - «обхват бедра посередине». Два других статистических признака - «обхват бедра проксимальный» и «обхват бедра дистальный» у конькобежцев и не спортсменов почти не отличаются. Физиологический поперечник четырехглавой мышцы бедра у конькобежцев основного состава достоверно больше на 7,7 % и на 17,3 %, чем у юниоров и не спортсменов соответственно.
Скоростно-силовые проявления мышц зависят от размеров физиологического поперечника (периферический компонент) и от внутри- и межмышечной координации, которая определяется работой центральной нервной системы. При занятиях спортом происходит совершенствовании межмышечной координации, которая выражается:
а) в способности быстро рекрутировать и синхронизировать работу двигательных единиц;
б) вовлечении двигательных рефлексов (спинального - стреч-рефлекса и двух центральных - вестибулярного и шейно-тонического);
в) в улучшении межмышечной координации, заключающейся в оптимальном сочетании напряжения мышц агонистов и антагонистов.
При односуставных движениях активность мышц антагонистов отсутствует, стреч- рефлекс минимален и шейно-тонические и вестибулярные рефлексы выключены по условиям тестирования. Следовательно, основные различия по скоростно-силовым проявлениям мышц между спортсменами и не спортсменами связаны совершенствованием центрального механизма внутримышечной координации.
Список литературы
Воронов А.В. Анатомические поперечники и объемы мышц нижней конечности // Физиология человека. - 2003. - Т. 29, № 2. - С. 81-91.
Воронов А.В. Анатомическое строение и биомеханические характеристики мышц и суставов нижней конечности. - М.: Физкультура, образование и наука, 2003. - 203 с.
Лакин Г. Ф. Биометрия / Лакин Г. Ф. - М.: Высш. школа, 1973. - 343 с.
De Koning J.J., De Boer R.W., De Groot G., van Ingen Schenau G.J. Push-off force in speed skating// International Journal of Sport Biomechanics. - 1987. Vol. 3, №2. - Р. 103-109.
PHYSIOLOGICAL CROSS SECTION AND FORCE KNEE EXTENSION MUSCLE IN DEPENDENCE OF PHYSICAL CONDITIONS (SPEED SKATERS RELATIVE NON ATHLETES) Voronov A.V., Lemesheva J.S., Bravy J.R.,
Federal State Organization "Federal Scientific Centre of Physical Culture and Sports" (FSO
VNIIFK) Moscow, Russia
Abstract
The intensive physical activity influence the knee-extension muscles size. One variant analysis determined that the proximal and distal circumferences of thigh do not significantly differ between speed skaters and physical active men. Only significant difference occurs in middle thigh circumference. At lower angular velocities (<1 rad/s) moments of knee-extensors do not differ between athletes and non-athletes. At high angular velocities (4-6 rad/s) the discrepancies in knee extension moment between trained and untrained men reach the value about 70%.
|
