Понятие силы, ее разновидности и средства развития

1. Понятие силы, ее виды, композиция мышц человека в развитии силы.  

Занятия атлетической гимнастикой тесно взаимосвязаны с понятием «сила», силовых способностей и средствами ее развития. В связи с этим рассмотрим теоретическую основу силы в повышении уровня теоретических знаний и формировании общекультурных компетенций. Так, сила – это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечных усилий. Основными средствами развития силы и силовой выносливости являются силовые упражнения на гимнастических снарядах и тренажерах, упражнения с собственным весом, упражнения со штангой и гантелями. Максимальные значения силы, которые может показывать человек, зависят от площади поперечного сечения мышц, от композиции мышц (соотношения быстрых и медленных мышечных волокон), от внутримышечной и межмышечной координации. Сила зависит от числа одновременно активизируемых мышечных групп при выполнении определенного силового упражнения. Чем больше их вовлекается в работу, тем совершеннее внутримышечная координация, тем выше показатель силы мышц. В организме существуют мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Это мышцыантагонисты по отношению друг к другу. Дальнейшее развитие силы зависит от умения максимально активизировать нужные мышцы и ограничить активность ненужных мышц. Чем больше разница в активизации мышц-сгибателей и мышц-разгибателей, тем совершеннее межмышечная координация и выше показатель силы. С точки зрения спортивной педагогики существуют следующие разновидности силовых качеств: 1. Максимальная изометрическая (статическая) сила – показатель силы, выполняемый с максимальным напряжением мышц, который проявляется при удержании предельных отягощений или противостоянии предельным сопротивлениям в течение определенного времени (удержание штанги в исходном положении стоя, висы).

2. Медленная динамическая (жимовая) сила – показатель силы, проявляемый, например, во время перемещения предметов большой массы, при которой скорость практически не имеет значения, а прилагаемые усилия достигают максимальных значений.

3. Скоростная динамическая сила – показатель силы, характеризуемый способностью человека к перемещению больших (субмаксимальных) отягощений с ускорением ниже максимального в ограниченное время.

 4. «Взрывная» сила – показатель силы, указывающий на способность преодолевать сопротивление с максимальным мышечным напряжением в кратчайшее время. При «взрывном» характере мышечных усилий развиваемые ускорения достигают максимально возможных величин.

 5. Амортизационная сила – показатель силы, характеризующийся развитием усилий в уступающем режиме работы мышц за короткое время, например, приземление на опорную ногу в различных видах прыжков, в преодолении препятствий, в единоборствах и т. д.

6. Силовая выносливость – показатель силы, определяющий способность длительное время выполнять силовые упражнения с определенной мощностью. Разновидностями силовой выносливости являются выносливость при выполнении динамической работы и статическая выносливость. Выносливость при выполнении динамической работы определяется способностью поддержания работоспособности в профессиональной деятельности, связанной с подъемом и перемещением тяжестей, длительным преодолением внешнего сопротивления, например, в гиревом спорте. Статическая выносливость – это способность длительное время сохранять малоподвижное положение тела при выполнении различных силовых нагрузок или находиться в условиях ограниченного пространства. Примером может быть выполнение фиксации положения различных равновесий («крест» на гимнастических кольцах, выполнение переднего или заднего горизонтальных равновесий тела на перекладине). В основе увеличения объема мышц лежит интенсивный синтез и уменьшенный распад мышечных белков. Можно выделить два крайних пути увеличения объема мышц. Первый – миофибриллярный – связан с увеличением числа и объема миофибрилл, т. е. собственно-сократительного аппарата мышечных волокон. Упражнения, выполняемые с большими мышечными напряжениями (более 70% от максимальных), способствуют значительному росту силы мышц и утолщению мышечных волокон. Второй – саркоплазматический – связан с утолщением мышечных волокон за счет преимущественного увеличения объема саркоплазмы, т. е. не сократительной их части. Длительные динамические упражнения, развивающие выносливость с относительно небольшой силовой нагрузкой, мало влияют на рост силы и вызывают утолщение мышц за счет увеличения запаса энергетических компонентов. Значительное увеличение кровяных капилляров в результате тренировки выносливости также может вызвать некоторое утолщение мышц. В организме человека существуют два основных типа мышечных волокон (рис. 2): медленные (I) и быстрые (II).

Рис. 2. Композиция мышц человека

Быстрые мышечные волокна делятся на быстрые окислительно-гликолитические (II-A) и быстрые гликолитические (II-B). Если, преодолевая какое-либо сопротивление, мышцы сокращаются и укорачиваются, то такая их работа называется преодолевающей (концентрической). Мышцы, противодействующие какому-либо сопротивлению, удлиняются, например, удерживая очень тяжелый груз; в таком случае их работа называется уступающей (эксцентрической). Медленные (I) мышечные волокна хорошо приспособлены к работе на выносливость, быстрые гликолитические (II-B) – к скоростно-силовой работе. Быстрые окислительно-гликолитические (II-A) более универсальны и участвуют как в скоростно-силовой, так и в работе на выносливость.

Высокий процент быстрых волокон в мышцах служит важной предпосылкой для значительного роста показателей силы при направленной тренировке. Поэтому люди с высоким процентом быстрых волокон в мышцах имеют более высокие потенциальные возможности для развития скоростно-силовых качеств и мощности выполняемой работы. Сокращение мышц при постоянном напряжении или внешней нагрузке называется изотоническим. При изотоническом сокращении мышцы от предъявляемой нагрузки зависят не только величина ее укорочения, но и скорость: чем меньше нагрузка, тем больше скорость ее укорочения. Данный режим работы мышц имеет место в силовых упражнениях с преодолением внешнего отягощения (штанги, гантелей, гирь, отягощения на блочном устройстве). Величина прикладываемой к снаряду силы при выполнении упражнения в изотоническом режиме изменяется в траектории движений, так как изменяются рычаги приложения силы в различных фазах движений. Упражнения со штангой или другим аналогичным снарядом с высокой скоростью не дают необходимого эффекта, так как предельные мышечные усилия в начале рабочих движений придают снаряду ускорение, а дальнейшая работа по ходу движения в значительной мере выполняется по инерции. Поэтому упражнения со штангой и подобными снарядами малопригодны для развития скоростной (динамической) силы. Упражнения с этими снарядами применяются в основном для развития максимальной силы и наращивания мышечной массы и выполняются равномерно в медленном и среднем темпе. Указанные недостатки силовых упражнений со штангой, гантелями, гирями компенсируются простотой, доступностью и разнообразием упражнений. В последние годы в мировой практике разработаны и широко применяются тренажеры специальных конструкций, при работе на которых задается не величина отягощения, а скорость перемещения звеньев тела. Такие тренажеры позволяют выполнять движения в очень широком диапазоне скоростей, проявлять максимальные и близкие к ним усилия практически на любом участке траектории движения. Режим работы мышц на тренажерах такого типа называется изокинетическим. При этом мышцы выполняют работу с оптимальной нагрузкой по всей траектории движения. Изокинетические тренажеры широко используются в общефизической подготовке, а также в специальной, например, пловцами в так называемом сухом плавании.

Выполняя движения, человек очень часто проявляет силу без изменения длины мышц. Такой режим их работы называется изометрическим, или статическим, при котором мышцы проявляют свою максимальную силу. В целом для организма изометрический режим оказывается самым неблагоприятным в связи с тем, что возбуждение нервных центров, испытывающих очень высокую нагрузку, быстро сменяется торможением, а напряженные мышцы, сдавливая сосуды, ухудшают кровоснабжение, что приводит к быстрому падению работоспособности. При насильственном увеличении длины мышц в уступающих движениях сила может значительно (до 50–100%) превосходить максимальную изометрическую силу человека. Это может проявляться, например, во время приземления с относительно большой высоты, в амортизационной фазе отталкивания в прыжках, в быстрых движениях, когда необходимо погасить кинетическую энергию движущегося звена тела и т. д. Сила, развиваемая в уступающем режиме работы в разных движениях, зависит от скорости: чем больше скорость, тем больше и сила. Меньшую силу, чем в статическом и уступающем режимах, мышцы генерируют, сокращаясь в преодолевающем режиме. Между силой и скоростью сокращения существует обратно пропорциональная зависимость. Важным является и то, что возможные значения силы и скорости при различных отягощениях зависят от величины максимальной силы, проявляемой в изометрических условиях.