Бег, бег трусцой и спринт

БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ АСПЕКТ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ

Гибкость также играет важную роль в качественном выполнении движения как биомеханический параметр. Биомеханика является наукой, которая изучает применение механических законов в отношении живых структур. Она исследует действующие на тело силы, а также их влияние на характер двигательной деятельности. Например, в теннисе увеличение амплитуды движений позволяет прикладывать силу на большее расстояние и в течение более продолжительных периодов времени. Больший диапазон движения увеличивает скорость, количество энергии и количество движения в физической деятельности (Ciullo и Zarins, 1983). Многие умения и навыки зависят от тесной взаимосвязи между внутренней и внешней амплитудой (George, 1980).

Кроме того, гибкость необходима для увеличения амплитуды движений, которые непосредственно предшествуют активному мышечному сокращению. Увеличение амплитуды движения позволяет больше растянуть участвующие в работе мышцы, которые, в свою очередь, при этом способны произвести большее усилие, чем нерастянутые. Предварительно растянутые мышцы характеризуются более высокой эффективностью функционирования, так как эластичная энергия накапливается в мышечной ткани во время растягивания и ее запас восстанавливается при последующем уменьшении длины (Asmussen и Bonde-Petersen, 1974; Boscoe и др., 1982; Ciullo и Zarins, 1983). Кроме того, Хилл (1961) обнаружил, что если расслабление мышцы имеет место в промежутке между фазой растягивания и сокращения, накопленная эластичная энергия рассеивается подобно теплоте.

Рассмотрим значение гибкости и растягивания в различных видах спорта и двигательной активности.

Общая цель соревновательного и рекреационного бега, бега трусцой и бега на спринтерские дистанции — пробегание определенной дистанции за минимально возможный период времени. Скорость является произведением двух взаимозависимых факторов: длины и частоты шагов. Чтобы увеличить скорость, спортсмен должен одну из этих переменных (или обе) увеличить, стараясь не снизить при этом другую (Hay, 1985). Максимальная эффективность бега наблюдается только при оптимальных пропорциях длины шага и частоты. Эти факторы, в свою очередь, зависят от массы, телосложения, координации, силовых способностей и гибкости бегуна (Dyson, 1977). Каким же образом оптимальный уровень развития гибкости способен улучшить результаты в беге?

Увеличение длины шага. В значительной степени влияние гибкости на спортивный результат основано на том факте, что увеличение подвижности и амплитуды движений в суставах приводит к увеличению длины

Наука о гибкости

шага, что обусловливает улучшение результатов (Burke и Humphreys, 1982). Один из производителей тренажеров для увеличения гибкости назвал такое увеличение длины шага «геометрией победы». Ниже приведен пример из брошюры, в которой проанализирован забег на 100 ярдов:

«Если длина шага бегуна 96 дюймов, это означает, что для того, чтобы пробежать дистанцию, ему придется сделать 37,5 шагов. Если он пробегает дистанцию за 10 с, продолжительность выполнения каждого шага равна в среднем 0,266 с. Если увеличить длину шага всего на 2 дюйма (т.е. 98 дюймов), то на 100-ярдовой дистанции спортсмен выполнит теперь 36,74 шага. Если продолжительность выполнения каждого шага по-прежнему равна 0,266 с, то результат спортсмена на дистанции будет уже 9,8 с».

Таким образом, на биомеханическом уровне увеличение гибкости нижних конечностей должно привести к увеличению длины шага. При условии, что все остальные факторы остаются постоянными, результат должен улучшиться.

Вместе с тем считается, что длина шага зависит от скорости, величины межбедренного угла и высоты проекции центра тяжести бегуна (Steban и Bell, 1978), ускорения формирования угла бедра, т.е. угла между бедрами в момент первого контакта с поверхностью (Kunz и Kaufmann, 1980), подвижности тазобедренного сустава и гибкости нижних конечностей (Bush, 1978), а также мощности мышц ног (Bush, 1978; Ecker, 1971; Robinson и др., 1974). Чем мощнее отталкивание, тем длиннее шаг. Увеличение длины шага вследствие подобного направленного вперед проектирования тела является, по мнению специалистов, наиболее эффективным методом достижения увеличения длины шага, так как при этом не нарушается механическая эффективность движения бегуна. Это означает, что при каждом контакте ступни с поверхностью опорная нога оказывается под центром тяжести спортсмена (Steban и Bell, 1978). Попытка увеличить длину шага путем «вытягивания» приводит к «перешагиванию» (т.е. в момент касания поверхности опорная нога оказывается впереди центра тяжести). Это приводит к торможению на каждом шагу, уменьшению частоты шагов и снижению скорости (Ecker, 1971).

Таким образом, становится очевидной важность такого параметра, как частота шагов. Недостаточная частота снижает эффективность движения, тогда как чрезмерная — количество шагов и тем самым количество движения.

На длину шага может влиять еще один фактор — степень «пересекания». Это показатель того, в какой степени ноги спортсмена пересекают среднюю линию тела во время бега (рис. 20.1). Данный феномен нередко называют «асимметричным действием ног». Согласно формулировке При-чарда (ссылка Neff, 1987; Caillief, 1991), эти дюймы «пересекания» могут в конечном итоге существенно увеличить отрезок, пробегаемый в беге на длинные дистанции. Например, средний марафонец совершает примерно

Глава 20. Функциональные аспекты растягивания и гибкости

1000 шагов на милю (т.е. 620 шагов на 1 км), или 26000 шагов на дистанцию. Если степень «пересе-кания» снизить всего на 2 дюйма (5 см на шаг), «экономия» составит 4333 фута (1320 м)!

Рис. 20.1. Чрезмерная вращающая сила, обусловливающая пересечение средней линии тела ногами и нередко приводящая к травмам (Prichard, 1984)

Чем вызвано «пересекание»? Одной из причин может быть плохая техника. Однако Причард (ссылка Brant, 1987) придерживается точки зрения, что этот феномен обусловлен одним из следующих трех факторов (или их сочетанием): разницей в длине ног, туго-подвижно стью приводящих мышц внутренней части ног и вращательным моментом верхней части тела (т.е. тугоподвижностью верхней части туловища). Последний фактор, по мнению ученого, чаще всего обусловлен тугоподвижностью плечевых мышц, которая, в свою очередь, может быть следствием тугоподвижности мышц

груди. Например, когда правая рука бегуна идет назад, она «тянет» левую руку, которая пересекает траекторию движения туловища. Следовательно, правая нога должна осуществить пересечение влево, выполняя компенсирующее движение (см. рис. 20.1). Такое пересечение называют асимметричным действием руки (Hinrichs, 1990, 1992). Причард уверен, что увеличение уровня гибкости и снижение степени тугоподвижности верхней части туловища приведет к снижению вращающего момента верхней части туловища и улучшению результата. Более того, подобное чрезмерное «пересекающее» движение руки может стать причиной травмы колена или нижних конечностей (Caillief, 1991; Volkov и Milner, 1990). В этом направлении предстоит провести дополнительные исследования, чтобы точно определить причины асимметрии и ее влияние на результаты в беге (Hinrichs, 1990, 1992).

Увеличение диапазона приложения усилия. Адекватный уровень развития гибкости может обусловливать улучшение результатов в беге вследствие увеличения скорости. Это достигается за счет увеличения дистанции или диапазона приложения мышечной силы. Толсма (1985) определил четыре группы мышц, увеличенная гибкость которых способствует увеличению диапазона приложения усилия, — это задние и передние мышцы нижней части ноги (подошвенные сгибатели стопы и тыльные сгибатели соответственно) и большие ягодичные мышцы. Ниже приведен анализ, основанный на работах Мак-Фарлейна (1987), Слокума и Джеймса (1968), Толмса (1985).

22*

Наука о гибкости

Подошвенные сгибатели стопы

Опорная фаза бега делится на три отдельных периода. Первый период начинается с момента первого касания поверхности и длится до момента жесткого контакта. Второй период начинается с момента фиксирования ноги и продолжается до тех пор, пока пятка не начнет приподниматься от поверхности. И наконец, третий период — с момента подъема пятки и до момента, когда пальцы оторвутся от поверхности. Во время второй фазы колено согнуто под углом 30-40° в тот момент, когда пятка остается на поверхности. Данное положение приводит к тому, что задние мышцы голени оказываются в удлиненном состоянии. Однако если у бегуна очень короткие икроножные мышцы, происходит преждевременное отрывание пятки от поверхности. Следовательно, сила, прикладываемая к поверхности и обусловленная сокращением икроножных мышц, будет действовать в течение более короткого диапазона движения (рис. 20.2). Результатом этого будет снижение ее величины. Именно поэтому в разминку следует включать упражнения для растягивания икроножных мышц в несколько согнутом положении колена, чтобы имитировать положение ног в процессе бега.

«Потеря» шага

Раннее отталкивание пальцами

Траектория раннего отталкивания пальцами

Траектория позднего отталкивания пальцами

Рис. 20.2. Влияние раннего и позднего отталкивания на длину шага. Раннее отталкивание вследствие ограниченной гибкости голеностопного сустава приводит к уменьшению длины шага и более вертикальному смещению центра массы. Это обусловливает менее эффективный стиль бега, чем тот, который наблюдается при позднем отталкивании, влекущем увеличение длины шага и уменьшение вертикального смещения (Martin, Сое, 1991)

Задние сгибатели стопы (разгибатели стопы)

На более поздних стадиях заключительного периода (период отталкивания) очень важную роль играет продвигающее действие икроножных мышц, и чем сильнее подошвенное сгибание, тем продолжительнее движущее усилие. Это свидетельствует о необходимости выполнения упражнений на растягивание задней группы мышц голени, икры и ступни. Рис. 20.2 иллюстрирует различие между диапазонами приложения усилия в гибкой и недостаточно гибкой икре.

Глава 20. Функциональные аспекты растягивания и гибкости

Четырехглавые мышцы

На эффективность бега существенное влияние может оказывать и эластичность головок четырехглавой мышцы. В заключительный период отталкивания происходит выпрямление тазобедренного сустава. Вследствие этого сгибатели тазобедренного сустава (например, прямая мышца бедра, подвздошная и поясничная мышцы) оказываются растянутыми. При более высоком уровне гибкости сгибатели тазобедренного сустава обеспечивают более длительное воздействие силы на поверхность.

Ягодичные мышцы

Ягодичные мышцы также могут способствовать повышению эффективности бега. Их функция состоит в разгибании тазобедренного сустава. Во время переднего свинга (махового движения) бедра начинают двигаться вперед и останавливаются в момент максимального сгибания тазобедренного сустава. Именно в этот момент (т.е. когда колено вынесено к груди) эти мышцы оказываются растянутыми. Теоретически, чем выше поднимаются колени, тем больше диапазон последующего приложения силы, обусловленной разгибанием тазобедренного сустава. Вместе с тем следует подчеркнуть, что чрезмерное поднимание колена может привести к снижению эффективности и ухудшению результата в беге.

Пониженное мышечное сопротивление. Другим преимуществом растягивания и развития гибкости является снижение мышечных и пассивных сил, противодействующих движению (de Vries, 1963; Tolsma, 1985). Хабли-Кози и Стениш (1990) описывают это явление как бег без чрезмерного сопротивления мягких тканей, а Мак-Фарлейн (1987) — как бег с пониженным внутренним сопротивлением мышц. Известно, что при пассивном растягивании мышцы она противодействует растягиванию вначале, медленно увеличивая силу сопротивления, затем все быстрее по мере удлинения. Чем длиннее или эластичнее мышца, тем позже проявляется это сопротивление (Tolsma, 1985). Поэтому результирующая сила в мышце-агонисте будет выше без дополнительных затрат энергии, обеспечивая более высокий уровень локальной выносливости (Kulako, 1989; Tolsma, 1985). Результаты исследований показывают возможность снижения пассивного напряжения у испытуемых путем растягивания, независимо от уровня гибкости (Toft и др., 1989).

Какой уровень гибкости необходим для занятий бегом? В связи со сказанным выше возникают следующие вопросы. Какой уровень гибкости требуется для оптимального бега? Имеет ли смысл растягивать мягкие ткани до экстремального диапазона движения? Необходимо ли бегунам иметь уровень гибкости, позволяющий выполнять шпагат?

Нередко перед началом соревнований можно наблюдать, как многие бегуны выполняют почти акробатические растягивания. Многие специалисты относятся к этому крайне отрицательно (Fixx, 1983; Wolf, 1983).

Наука о гибкости

- К сожалению, имеется весьма скуд-

•"„

:~.Л

Рис. 20.3. Угол шага бегуна должен быть равным 90-100° (Martin, Сое, 1991)

ная информация, которую можно было бы ■ использовать для определения среднего диапазона движения, необходимого для занятий различными спортивными дисциплинами. Тем не менее, тщательный * биомеханический анализ различных углов, образуемых ногами во время бега, может помочь определить минимальные потребности некоторых суставов. По мнению большинства специалистов, бегунам на длинные дистанции необходим значительно меньший уровень развития гибкости, чем танцорам или гимнастам. При нормальном беговом шаге, когда тазобедренный сустав находится в согнутом положении, коленный сустав также согнут. Следовательно, длинное положение подколенных сухожилий не достигается, поэтому значительный уровень эластичности подколенных сухожилий бегунам не требуется (Tolsma, 1985). Для них важен диапазон движения, обеспечивающий бег без чрезмерного сопротивления мягких тканей (de Vries, 1963; Hubley-Kozey и Stanish, 1990). Причард в своих исследованиях (по: Brant, 1987) установил, что бегунам, занимающимся рекреационными видами бега, необходимо достигать угла шага не менее 90°, бегунам-спортсменам — не менее 100°. Угол шага — составная двух углов: угла сгибания находящейся спереди ноги и угла выпрямления находящейся сзади ноги. В этой области необходимо провести дополнительные исследования, с тем чтобы обосновать справедливость приведенных выше оценок (рис. 20.3).

Дата добавления: 2015-07-02