за счет чего повышается скорость бега спринтера
Спринтерский бег
Содержание
Спринтерский бег [ править | править код ]
Спринтерский бег — стремительный и молниеносный — длится всего несколько секунд, поэтому цена ошибки в беге на короткие дистанции очень высока. Малейшие огрехи в технике на старте или финише, неудачная постановка стопы во время бега — и шанса исправить ошибку уже не будет, теряются драгоценные доли секунды.
Спринтерский бег — это преодоление небольших отрезков с максимально возможной скоростью. Соревнования спринтеров проводятся на дистанциях 60, 100, 200 и 400 м. Отличительная особенность спринтерского бега — анаэробное (бескислородное) дыхание, когда организм получает необходимую энергию из своих собственных запасов, а не за счет дыхания. Действительно, попробуйте посчитать, сколько раз вы успеете вдохнуть за короткую 100-метровую дистанцию. Техника бега на короткие дистанции имеет ярко выраженную силовую направленность — это высокое поднимание бедра при беговом шаге, жесткая постановка стопы, мощное отталкивание.
Тем, кто начинает заниматься бегом в зрелом возрасте, спринтерские упражнения следует выполнять, когда появится определенная спортивная форма. При резкой физической активности из-за отсутствия тренированности могут произойти растяжения мышц и связок, возникнуть проблемы с сердечно-сосудистой и дыхательной системой.
Старт [ править | править код ]
Любая спринтерская дистанция начинается с низкого старта. Каждый спортсмен бежит по своей дорожке, запрещено наступать даже на разделительную линию.
Низкий старт осуществляется из специальных беговых колодок. Для выявления фальстарта в колодках находится датчик, реагирующий на давление от стопы спортсмена.
Как только давление становится меньше предельно допустимой величины (то есть спортсмен убрал ногу с колодки) автоматически фиксируется фальстарт. На стартах более низкого уровня у колодок нет такой системы.
При старте из данного положения бегун выполняет три команды: «На старт!», «Внимание!» и «Марш!»
Для начала плавного разгона спортсмен не выпрямляется вертикально резко, а стартует затылком вперед с уклоном тела 45-52°.
Разгон [ править | править код ]
Стартовый разгон, как и старт, — основная составляющая успеха при беге на короткие дистанции. При разгоне спортсмен мощно отталкивается от дорожки, бедро поднимается под углом 90° к туловищу (рис. 6.5, а — з). Первый шаг выполняется в значительном наклоне, поэтому его длина небольшая (100-130 см).
Тело бегуна в этот момент не достигает максимальной скорости, а опорная нога испытывает большую нагрузку. Именно поэтому правильно выполнять первый шаг той ногой, которая сильнее.
С увеличением скорости бега нагрузка постепенно уменьшается. Первые три шага стартового разгона следует концентрировать на силе отталкивания от опоры, а все последующие шаги — на быстром движении бедер.
Для быстрого выхода со старта бегуну нужно принять такое положение, которое обеспечит наилучшее стартовое усилие. Следует учесть, что стартовое движение начинается с движения туловищем, поэтому
для разгона нужна хорошая сила мышц спины. Туловище выпрямляется на 4-7-м метре дистанции. Чем выше квалификации бегуна, тем длиннее стартовый разгон. На первых шагах центр массы находится спереди от точки опоры, на следующих шагах — ноги ставятся на проекцию центра массы.
Бег по дистанции [ править | править код ]
Постепенно удлиняется длина шагов (190-240 см), повышается скорость.
К 30 м дистанции скорость достигает 90-95 % максимальной.
Бег по дистанции (рис. 6.6, а — с) должен быть плавным и без рывков.
Обычно одна нога спортсмена сильнее, поэтому шаги по длине получаются неравномерными.
Для того чтобы этого избежать, следует развивать более слабую ногу.
Стопа ставится исключительно с носка и на носок, не опираясь на пятку (рис. 6.7). Отталкивание резкое и мощное за счет силы стопы.
Работа рук должна быть согласована с работой ног.
Кисть полусжата или свободно разогнута (рис. 6.8, а). Если сжать кисть в кулак или вывернуть прямые пальцы наружу, это изменит траекторию движения рук (рис. 6.8, б). Руки согнуты в локтевом суставе под углом 90°, кисти поднимаются вперед до уровня подбородка.
Финиширование [ править | править код ]
В стремительном беге на короткие дистанции любая потерянная секунда на вес золота. Финишировавшим считается спортсмен, который сбивает плечами финишную ленточку (рис. 6.9, а, б). Ленточек давно нет, а определять момент финиша принято по плечам бегуна, поэтому при пересечении финишной линии следует сделать резкое движение плечами вперед, чтобы выиграть драгоценные сантиметры у соперника.
Тактика бега на дистанции 60 и 100 метров [ править | править код ]
При беге на дистанции 60 и 100 м все движения совершаются с максимальной скоростью: молниеносный старт, мощное выбегание, быстрое преодоление дистанции, стремительный финиш. Максимальная скорость достигается бегунами на 80-90 м дистанции, затем скорость падает даже у самых тренированных спортсменов.
Тактика бега на дистанции 200 метров [ править | править код ]
Старт бега на дистанции 200 м производится на вираже, поэтому колодки следует устанавливать так, чтобы пробегать по прямой как можно больший отрезок дистанции. Стартовый разгон также производится по кривой,
при этом туловище бегуна наклоняется внутрь кривой для компенсации центробежной силы. Пробежать всю дистанцию 200 м с максимальными усилиями тяжело даже для тренированных спортсменов, поэтому рекомендуется «выключаться» из бега при выходе из виража на 2-3 шага.
Тактика бега на дистанции 400 метров [ править | править код ]
Техника бега на средние дистанции [ править | править код ]
Средние дистанции — 800 и 1500 м. Техника бега на средние дистанции существенно отличается от техники спринтерского бега: отсутствуют резкие ускорения, движения становятся более экономичными в плане расхода энергии, на первый план выходит скоростная выносливость, а не скорость.
Старт [ править | править код ]
Бег на средние дистанции начинается с высокого старта на две команды: «На старт!» и «Марш!».
По команде «На старт!» бегун становится у линии старта, одна нога — возле линии, вторая отставлена на две стопы назад. Туловище наклоняется вперед на 45°, ноги слегка согнуты, руки согнуты в локтевых суставах.
По команде «Марш!» начинается стартовый разгон, он продолжается 17-20 м. Постепенно бегун выпрямляет туловище до 5° и занимает место у бровки(наиболее удачное в тактическом плане), бег становится равномерным.
Бег по дистанции [ править | править код ]
На опору нога ставится с носка, опускаясь на наружный свод стопы и потом на всю стопу. Нога ставится на опору мягко, она слегка согнута в коленным суставе. Оптимальный угол отталкивания от опоры — 50-55°.
При прохождении поворотов (виражей) туловище бегуна наклоняется влево (к центру виража), левая рука двигается с меньшей амплитудой, чем правая, правое плечо выходит вперед, шаг левой ногой короче, чем правой.
Такую технику применяют бегуны на все средние дистанции, однако в зависимости от длины дистанции изменяется соотношение частоты и длины шагов, скорость бега.
Финиширование [ править | править код ]
Длина финишного броска составляет 150-200 м (полкруга) и зависит от физиологических возможностей спортсмена. Туловище бегуна подается вперед, увеличивается частота маховых движений руками и шагов, однако непосредственно перед самым финишем техника расстраивается вследствие утомления мышц.
Тактика бега на средние дистанции заключается в сохранении постоянной скорости на протяжении всего забега. Для этого необходимо выбрать наиболее подходящий темп бега и придерживаться его. В соревновательных забегах нередко участвуют пейсмейкеры — бегуны, задающие ритм. Их задача — лидировать определенный отрезок дистанции со скоростью, устраивающей ведущих бегунов.
Физиологические основы спринта
Скоростные возможности атлетов в основном зависят от врожденных факторов. Олимпийские чемпионы в спринте характеризуются преобладанием мышечных волокон II типа (или быстрых мышечных волокон), количество которых в мышцах ног у них составляет до 60 %. Быстрые мышечные волокна разделяются на два типа 11а – окислительно – гликолитический и 11б быстро сокращающийся. В каждой мышце находятся как быстрые, так и медленные мышечные волокна. Имеются свидетельства того, что некоторые волокна типа I могут трансформироваться в волокна типа II с помощью тренировок с максимальной скоростью.
Однако наличие большого количества волокон типа II еще не дает гарантий успеха в спринте. Необходима также особая нервная организация, которая в основном является природным задатком. Нервно-мышечная система обеспечивает необходимый уровень координации мышечных структур при движениях с максимальной скоростью, такая координация развивается постоянными тренировочными занятиями.
Представленные данные достаточно определенно свидетельствуют о возможностях раннего определения будущей спортивной специализации человека еще на первых порах занятий спортом.
Одной из наиболее интересных задач, стоящих перед спортивными физиологами, является выявление того, как различные двигательные единицы изменяются с возрастом и под влиянием различных режимов тренировки. Отмечено, что по мере старения человека число быстрых волокон в мышцах уменьшается. У двадцатилетних в среднем оно составляет 60 %, у шестидесятилетних – 45 %. Кроме этого, в процессе развития быстрые волокна также сильно истончаются с возрастом. Если за 40 лет жизни площадь поперечного сечения медленного волокна сокращается на 20 %, то быстрого-на 40 %. Это может быть связано со снижением физической активности пожилых людей и, особенно, с уменьшением нагрузок большой интенсивности, требующих активного участия быстрых двигательных мышечных единиц. В спортивной тренировке при использовании околопредельных и предельных нагрузок улучшается способность нервной системы вовлекать в деятельность все большее количество как быстрых, так и медленных единиц. При тренировке с невысокой интенсивностью в работе принимают участие в основном только медленные двигательные единицы. В таком случае, не упражняя группу быстро сокращающихся единиц, спортсмен существенно понижает свой скоростно-силовой потенциал.
В организме человека заложены определенные способности, как к проявлению выносливости, так и к проявлению быстроты, поэтому важно как можно раньше рассмотреть эти задатки и развить их в соответствии с биологическими закономерностями. Улучшение техники выполнения упражнений, повышение энергетического потенциала, совершенствование психологической подготовки – все это резервы, используя которые можно достичь высокого результата.
Применение различных методов тренировки и контроль за состоянием спортсмена наиболее эффективны, если они основываются на знаниях о реально протекающих в организме человека биологических процессах. Только в этом случае можно составлять оптимальные тренировочные планы и вести рациональную подготовку. Результативность в спринтерском беге зависит от того, насколько мощно спортсмен выполняет свои движения и как долго он может удерживать максимальную скорость в процессе бега по дистанции. Поэтому спортсмены и тренеры должны знать механизмы мышечного энергообеспечения и его энергоемкости.
В начале XX века физиологам стало известно, что основным источником энергии работающих мышц является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), расщепление которой на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и неорганический фосфат позволяет выделять определенное количество энергии. Поскольку запасы АТФ в мышечных клетках невелики, для продолжения движений необходимо их постоянно восстанавливать. Восстановление АТФ в процессе мышечной деятельности осуществляется тремя путями, различными по скорости, продолжительности энергоотдачи, мощности и емкости.
Основным процессом ресинтеза АТФ является так называемый аэробный механизм, который осуществляется с использованием вдыхаемого кислорода. Движения невысокой интенсивности в спортивных упражнениях, где частота пульса не превышает 140–160 уд/мин, а также в повседневных действиях человека (ходьбе, выполнении несложной работы, напряжением мышц для поддержания позы и т. д.) обеспечиваются кислородом, доставляемым к работающим тканям током крови.
Исследования, проведенные со спортсменами высокой квалификации, показали, что, чем большее количество кислорода доставляется к работающим мышцам, тем выше, как правило, их спортивный результат в соревнованиях на выносливость. Максимальное потребление кислорода (МПК) определяется по количеству потребления О2 во время работы со ступенчато повышающейся нагрузкой и выражается в количестве потребленного кислорода, приведенного к единице массы человека. У сильнейших лыжников и бегунов на длинные дистанции этот показатель достигает 90 мл/кг/мин. Спринтеры обычно характеризуются показателями МПК в пределах 50–60 мл/кг/мин. Может показаться, что для спринтера кислородный механизм энергообеспечения является весьма несущественным. И это действительно так, если рассматривать только соревновательную деятельность бегунов на короткие дистанции. Например, в беге на 100 м спортсмен выполняет 13–19 неглубоких вдохов.
Известно, что при самой интенсивной деятельности кровь в организме человека успевает делать полный кругооборот лишь за 8 секунд. С выстрелом стартера бегуны мгновенно включают в работу значительное число мощных мышечных групп, для функционирования которых необходимо столько кислорода, сколько не может гемоглобин крови доставить в работающие мышцы. Поток крови с требуемым окислителем достигает своей конечной цели лишь через 4–5 секунд с момента старта, спортсмены же к этому времени преодолевают половину дистанции. И все же показатель максимального потребления кислорода является достаточно важным для бегунов на короткие дистанции. Высокое МПК позволяет, прежде всего, переносить большие тренировочные нагрузки, без чего невозможно достижение высокого результата.
Чем выше аэробные возможности спортсменов, тем скорее у них протекают процессы восстановления. Это дает возможность прийти довольно свежим к следующему кругу соревнований или чаще использовать интенсивные тренировочные занятия. По мере увеличения длины спринтерской дистанции повышается значение кислородного механизма энергообеспечения работающих мышц. По сравнению с бегом на 100 м вклад аэробного процесса в беге на 200 м в общих энерготратах возрастает в 2,5 раза, а в беге на 400 м – в 5 раз.
Из практики тренировки известно, что развитие аэробных возможностей наиболее эффективно при равномерной тренировочной нагрузке с интенсивностью, при которой частота пульса находится в пределах 150–165 уд/мин.
Конечный пункт доставки кислорода – мышечное волокно. От сердца обогащенная кровь сначала по аорте (диаметром 4 см), затем по более мелким сосудам доставляется к работающим мышцам, где микрокапилляры (их число составляет до 2000 на 1 мм 2 мышечной ткани) осуществляют окисление продукта мышечного метаболизма. При выполнении длительных равномерных тренировочных нагрузок значительно расширяется сеть микро капилляров (общее их количество может возрасти на 100 %), а также повышаются возможности кардио-респираторной системы.
При проведении повторной тренировки, когда пробежки чередуются с паузами отдыха, в основном совершенствуются возможности сердечнососудистой системы (увеличивается мощность сердечного выброса). Как показали исследования, оптимальными в данном случае являются отрезки бега в 200 м со скоростью 90 % от максимальной и паузами отдыха, продолжающимися до тех пор, пока частота пульса не снизится до 120 уд/мин. Таким образом, аэробный механизм энергообеспечения, являясь существенным для спринтера, все же не решает основных задач энергообеспечения при работе с максимальной мощностью.
В беге на короткие дистанции основные энергетические процессы происходят без участия кислорода; их называют анаэробными. Мощность таких процессов по сравнению с аэробными выше в 2–4,5 раза.
При недостатке кислорода ресинтез АТФ из АДФ происходит за счет распада креатин фосфата (КРФ) или ферментативного расщепления глюкозы или гликогена до молочной кислоты. Соответственно эти процессы называются анаэробным алактатным и анаэробным гликоли-тическим.
Наиболее мощным источником энергии в организме является распад креатин фосфата, что позволяет со старта развить самую высокую скорость бега, включаясь одновременно с началом работы и достигая максимальных величин на 2-3-й с работы. Из-за малой емкости этого источника энергии обеспечение энергетической потребности мышц КРФ осуществляется лишь несколько секунд, после чего начинает активно разворачиваться другой анаэробный процесс – гликолитический.
При интенсивной мышечной деятельности процессы энергообеспечения выступают не как последовательно включающиеся механизмы, когда по мере исчерпания одного источника энергии включается другой, а как суммарно функционирующие системы с постоянно меняющимися величинами (Таблица 15).
Затраты отдельных процессов энергообеспечения на различные спринтерские дистанции (Н.И. Волков)
Из приведенных данных можно сделать вывод, что бег с максимальной скоростью на дистанцию вдвое большую не требует двойного расхода энергии. Энергетическая стоимость 100-метрового бега превышает расходы на 200 м лишь на 40 %. Очевидно, наибольшие энерготраты у спортсмена наблюдаются в стартовом разгоне, который занимает в беге на 100 м треть дистанции, но по энергетике составляет более 50 % всей работы. Таким образом, поддержание высокой скорости бега с энергетических позиций не является достаточно существенной проблемой, потому что для сохранения инерции движения необходимы расходы на преодоление сопротивления воздуха, перемещения тела спортсмена по пологой траектории в каждой фазе полета, а также на внутреннюю работу – разгон и остановку маховой ноги, рук, поддержание оптимальной позы.
Снижение скорости на спринтерских дистанциях объясняется постепенным расходом резервов анаэробного обеспечения и накоплением в организме молочной кислоты (лактата). Значительное повышение концентрации этого продукта энергетического обмена приводит к мобилизации защитных механизмов, деятельность которых проявляется в нарушении координации движений, мышечной слабости и судорогах.
Основной продукт распада гликогена – молочная кислота выводится из работающих мышц в процессе отдыха. Эксперименты показали, что при выполнении длинных пробежек с высокой скоростью в организме спортсмена образуется 70-100 г молочной кислоты. В процессе восстановления наш организм способен выводить примерно 1 г лактата в 1 мин, таким образом, полное восстановление может занимать 1,5 ч. При выполнении физической нагрузки невысокой интенсивности с частотой пульса примерно 100–110 уд/мин в процессе отдыха скорость распада лактата возрастет в 4 и более раз, а полное восстановление наступит через 20–25 мин. Причем некоторые исследования свидетельствуют о том. Что при работе низкой интенсивности (медленный бег) процесс восстановления протекает активнее, нежели неподвижное состояние. Из приведенных результатов физиологических экспериментов очевидно, что каждое тренировочное занятие или соревновательный забег должны обязательно завершаться не менее, чем получасовой заминкой, в которой медленный бег чередуется с упражнениями на гибкость.
Если рассматривать тренировку спринтера с позиций энергетики, то она должна вестись по следующим основным направлениям:
– повышение количества энергетических субстратов в основном алактатно-анаэробного обеспечения мышечной деятельности, что способствует повышению мощности работы на стартовом отрезке и увеличению максимальной дистанционной скорости. Как показали исследования, основным методом увеличения мощности анаэробных энергоресурсов является повторная работа на отрезках в 30–50 м, пробегаемых с максимальной скоростью. При этом длительность интервалов отдыха должна составлять 3–5 мин, а количество повторений не более 5–6 раз;
– увеличение мощности гликолитического механизма энергообеспечения и нарастание емкости так называемых буферных систем, которые нейтрализуют выделяющиеся продукты гликолиза. В крови человека эту функцию выполняют разнообразные гликолизные вещества (гемоглобин, бикарбонаты, фосфаты и др.), число которых регламентирует способность поддерживать высокую дистанционную скорость в конце дистанции. В данном случае тренировка обычно состоит из пробегания отрезков длиной 150 м и более с относительно короткими интервалами отдыха.
Наблюдение за системой тренировки бегунов на короткие дистанции свидетельствует о том, что, как правило, спринтеры показывают на соревнованиях более высокие результаты, чем на тренировочных занятиях. Соревнование – мощный раздражитель, мобилизующий деятельность нервной системы, которая стимулирует выброс в кровь спортсмена специфических гормонов – адреналина и норадреналина. Появление этих гормонов в избыточных количествах ускоряет распад гликогена в мышцах, повышает давление крови и возбудимость нервной системы, улучшает кровоснабжение и координацию движений. Отмечено, что уже за два дня до соревнований происходит активация симпатоадреналовой системы и количество адреналина и норадреналина превышает обычный уровень примерно в 2 раза. Во время соревнований значение этого показателя возрастает в 4–5 раз.
Гормональный статус каждого человека является достаточно консервативным и определяется врожденными признаками. Недостаток, как и избыток, выброса гормонов, не позволяет спортсмену показывать высокие результаты. В первом случае бегун, как правило, незначительно превосходит свои тренировочные результаты, а во втором, вследствие чрезмерного возбуждения, излишне закрепощается и снижает скорость бега.
В практической работе использование данных изменения параметров внутренней среды организма может оказывать очень хорошую помощь в планировании нагрузок и оценке состояния спортсмена. Изменения кислотно-щелочного равновесия (КЩР), например, до и после тренировочной нагрузки позволяют выявить реакцию спринтера на предложенную работу, характеристики его восстановительных процессов, количество повторений, необходимых для достижения наибольших сдвигов. Динамические наблюдения за бегунами на короткие дистанции с использованием данных КЩР помогают тренеру оценивать эффективность предлагаемых тренировочных методов, а также разрабатывать индивидуальные модели тренировочных и предсоревновательных циклов подготовки.
АтлетизмБегПрограммирование тренировокСтатьи Александра БулаховаУскорение УСКОРЕНИЕ И МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ В СПРИНТЕ
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на то, что спринт – это задача, в которой атлету нужно перемещаться максимально быстро, на практике, выполнять это условие сразу невозможно физически. Точно так же, как машине нужно время для набора максимальной скорости со старта, спринтеру (или другому атлету) необходимо некоторое время, чтобы достичь своей максимальной скорости. Исходя из этого, разделяют две фазы:
1) Фаза ускорения – фаза от начала движения (старта), во время которой атлет набирает скорость
2) Фаза максимальной скорости – фаза от момента достижения максимальной скорости и до финиша (завершения спринта)
Надо сказать, что это не строгие фазы: во-первых, потому что переход между ними протекает не резко, а во-вторых, у различных атлетов разные соотношения этих фаз. Одни атлеты ускоряются очень хорошо и быстро, но их максимальная скорость достаточно невысокая, другие – ускоряются дольше, но имеют большую максимальную скорость. Для успеха в спринте, важно обладать как быстрым ускорением, так и высокой максимальной скоростью. Между тем, по данным (Delecluse et al., 1995) и (Ae, Ito, & Suzuki, 1992; Majumdar & Robergs, 2011), нетренированные спринтеры достигают своей максимальной скорости быстрее (10-35 м), тогда как элитным нужно больше разгона (60-80 м). Не стоит упоминать то, что максимальная скорость у элитных спринтеров значительно выше.
Рис 1.Кривая «скорость-дистанция» на дистанции 100 м для элитного спринтера (Данные Majumdar, A. S., & Robergs, R. A. (2011). The science of speed: Determinants of performance in the 100 m sprint. International Journal of Sports Science and Coaching, 6, 479–493)
ОСНОВНОЕ ОТЛИЧИЕ
Основное различие этих фаз в спринте лежит на поверхности:
Фаза ускорения – рост средней горизонтальной скорости Центра Масс (ЦМ) атлета
Фаза максимальной скорости – средняя горизонтальная скорость ЦМ атлета остается постоянной
«Средняя» означает, что даже во время фазы максимальной скорости, горизонтальная скорость различна – во время постановки ноги на опору, отталкивания и фазы полета.
Рис 2. Средняя (красная линия) и реальная (синяя линия) скорости для Усейна Болта (Берлин, 2009 г, 9.58 с)
Рост горизонтальной скорости ЦМ атлета в фазе ускорения означает, что горизонтальный импульс, который создает атлет при давлении на опору, выше тормозящего горизонтального импульса (сила трения + сила сопротивления воздуха):
Где Fпрод – это горизонтальная сила продвижения, генерируемая атлетом, t – это время приложения силы, и Fторм – это горизонтальный импульс, уменьшающий скорость ЦМ (сила трения, сила сопротивления воздуха).
При постоянной скорости бега, когда атлет достигает своей максимальной скорости бега, горизонтальный импульс продвижения становится равен горизонтальному импульсу торможения:
Соответственно, фаза ускорения заканчивается тогда, когда атлет больше не в состоянии произвести горизонтальный импульс продвижения, который будет больше горизонтального импульса торможения.
Кроме того, как во время фазы ускорения, так и во время фазы максимальной скорости, атлет должен поддерживать свой вес тела, поэтому его вертикальный импульс должен быть равен импульсу силы тяжести:
Где Fверт – это вертикальная сила, генерируемая атлетом, t – это время приложения силы, m – это масса атлета, g – это ускорение свободного падения.
Таблица 1
Процент от максимальной скорости, достигаемый элитным спринтером на дистанции 100 м в 10-ти метровых отрезках
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ
Время опоры
Время опорной фазы максимально при стартовом отталкивании, и неуклонно падает вниз с продвижением атлета по дистанции. Эти цифры могут изменяться от 0.36 с на старте, и вплоть до 0.085 с на максимальной скорости. Соответственно, фаза ускорения характеризуется большим временем контакта ноги с опорой, чем фаза максимальной скорости. Хотя, как было сказано ранее, четких границ нет, и время опоры уменьшается практически с каждым последующим шагом, пока не достигнет минимального значения для данного атлета и его текущей максимальной скорости.
Рис 3. Время контакта с опорой на первых 10 шагах ускорения и максимальной скорости для элитного спринтера
Время полета
Вместе с падением времени опоры, происходит рост времени полета – безопорной фазы между опорами разноименных ног. Вначале, когда скорость невысокая, атлету важно проявить как можно больше силы в опору для разгона. Поэтому, ему нужно как можно дольше давить (больше время опоры) и как можно меньше проводить время в воздухе (время полета), поскольку, находясь в безопорном положении, ускоряться невозможно.
Рис 4. Скорость ЦМ во время старта и первых двух шагов спринтера
Время полета растет от 0.07 с на первом шаге, и до 0.12-0.15 с на фазе максимальной скорости.
Рис 5. Время опоры и время полета спринтера во время прохождения 100 м дистанции
Длина шага
Длина шага растет с продвижением по дистанции и складывается из трех компонентов – длины приземления, длины отталкивания и длины полета. В фазе ускорения, длина приземления минимальна, длина отталкивания меньше, равно как и длина полета. При росте скорости, атлет больше времени «летит», а также увеличивается длина приземления и отталкивания. В итоге, шаги становятся длиннее.
Рис 6. Компоненты длины шага
Рис 7. Время контакта с опорой на первых 10 шагах ускорения и максимальной скорости для элитного спринтера
Частота шагов
Частота шагов также растет с продвижением по дистанции. Интересно, что при приближении к максимальной скорости атлета, длина шага остается постоянной, и рост скорости происходит за счет частоты шагов.
Рис 8. Длина шага и частота шагов при прохождении спринтером дистанции 100 м
Общие кинематические характеристики на первых 10-ти шагах фазы ускорения для тренированного спринтера даны в таблице ниже:
Таблица 2
Длина шага, частота шагов, время опоры и время полета на первых 10-ти шагах фазы ускорения для тренированного спринтера
ДИНАМИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ
Сила реакции в опору
Исходя из уравнений выше, можно предположить, что для создания импульса поддержания веса (вертикальный импульс) и импульса продвижения (горизонтальный импульс) атлету нужно проявлять все больше силы реакции в опору. На практике, так и происходит – с ростом скорости, время опоры падает, что вынуждает спринтера проявлять все больше силы в опору для поддержания собственного веса тела и продвижения вперед.
Рис 9. Вертикальная сила реакции опоры профессионального спринтера на различных скоростях бега
Точка приложения силы реакции
В фазе ускорения, точка приложения силы реакции опоры находится под ЦМ атлета, или даже позади него, что способствует лучшему разгону атлета.
Рис 10. Положение точки приложения силы в опору во время фазы ускорения
Во время фазы максимальной скорости, точка приложения силы меняется – впереди ЦМ при постановке ноги на опору, затем строго под ЦМ во время проявления максимальной вертикальной силы, и затем, как и в фазе ускорения, позади ЦМ во время горизонтального отталкивания.
Рис 11-13. Точка приложения силы реакции опоры при беге на максимальной скорости (фаза постановки, амортизации и отталкивания)
Направление силы реакции
Исходя из необходимости роста скорости, в фазе ускорения сила реакции направленна более горизонтально (под углом примерно 45 градусов).
В фазе максимальной скорости, направление меняется – сначала сила реакции имеет горизонтальное негативное направление (торможение), затем, вертикальное направление (вертикальная амортизация), и в конце, горизонтально положительное направление (отталкивание).
Рис 14. Изменение направление силы реакции опоры и ее величины при постановке стопы в беге с максимальной скоростью
Вертикальные и горизонтальные проекции силы реакции в опору
Важно понимать, что в определенный момент времени, атлет проявляет лишь одну силу. Однако, в каждый момент времени, как вы могли понять это выше, ее направление и величина различны.
Исходя из этого, принято разделять эту силу на проекции в вертикальном и горизонтальном направлении – это называется вертикальной и горизонтальной проекцией силы реакции опоры.
В общем, в фазе ускорения, горизонтальная проекция силы выше, а вертикальная – меньше. С продвижением по дистанции, горизонтальная проекция силы становиться меньше, а вертикальная – больше.
Рис 15. Горизонтальные и вертикальные составляющие силы реакции опоры для атлета в спринте на 100 м по беговой дорожке.
Данные Morin, J-B., & Sève, P. (2011). Sprint running performance: Comparison between treadmill and field conditions. European Journal of Applied Physiology, 111, 1695–1703, with kind permission from Springer Science and Business Media.
Вместе с тем, обе проекции имеют место на каждом шаге, а в фазе максимальной скорости появляются высокие горизонтальные тормозящие силы (из-за постановки ноги перед ЦМ), которые нужно компенсировать атлету горизонтальной проекцией силы, чтобы сохранить скорость бега.
Рис 16. Силы реакции опоры в трех проекциях для спринта на 60 м. Данные R Nagahara – Association of Sprint Performance With Ground Reaction Forces During Acceleration and Maximal Speed Phases in a Single Sprint
БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ
Рис 17. Позиции постановки и отталкивания для фаз ускорения и максимальной скорости в спринте
Наклон корпуса
Наклон корпуса во время фазы ускорения значителен (около 45 градусов и более). Это связано с тем, что такая позиция смещает ЦМ атлета вперед и вниз, позволяя ему проявлять больше горизонтальной силы. В фазе максимальной скорости, наклон вперед практически отсутствует.
Рис 18. Изменение наклона корпуса и направления взгляда в спринте с продвижением по дистанции
Вынос ноги
Во время фазы ускорения, нога выносится низко, это минимизирует инерцию свободной конечности, позволяя атлету делать более частые и длинные шаги, не тратя время на фазу полета (во время которой, как известно, набирать скорость невозможно). Колено во время выноса ноги практически не сгибается.
Рис 19. Кинематика первых двух шагов Кристиана Колемана на старте с колодок. Обратите внимание на то, как низко выносятся его ноги относительно трека (носок практически касается поверхности)
В фазе максимальной скорости, время контакта ограничено, и атлету нужно разгонять свою голень перед постановкой. Для этого, после завершения опоры для одной ноги, он сгибает эту ногу в коленном суставе, уменьшая момент инерции. В этот момент, его стопа находится выше колена противоположной ноги.
Затем, согнутая нога выносится вперед в тазобедренном суставе, и распрямляется в коленном суставе, чтобы совершить контакт с опорой.
Рис 20. Кинематика выноса ноги в спринте на максимальной скорости
Угол голени
Один из важных моментов фазы ускорения – это положительный угол голени. Это означает, что колено находится впереди носка во время начала отталкивания уже при контакте с опорой.
В фазе максимальной скорости, угол голени отрицательный при постановке, становится нулевым во время амортизации и положительным при отталкивании.
Угол стопы
Стопа ставится на опору остро, с высокой пяткой во время фазы ускорения. Снова, это делается для направления силы отталкивания в более горизонтальный вектор.
В фазе максимальной скорости, стопа ставится в нейтральном положении, для более гладкого и быстрого контакта с опорой.
Тазобедренный сустав
В фазе ускорения, тазобедренный сустав сгибается до угла примерно в 86 градусов, с разгибанием до 164 градусов
В фазе максимальной скорости, при постановке ноги на опору, сгибание составляет 142 градуса, с пере-разгибанием до 182 градусов.
Коленный сустав
В фазе ускорения, при постановке ноги на опору, угол коленного сустава составляет 91 градус. При отталкивании, коленный сустав разгибается до 143 градусов.
В фазе максимальной скорости, постановка осуществляется при угле в 154 градуса. При амортизации, колено сгибается до 135 градусов, и при отталкивании сохранят примерно этот же угол.
Голеностопный сустав
В фазе ускорения, голеностопный сустав не показывает высоких показателей изменения суставного угла. Угол держится в пределах 75-90 градусов тыльного сгибания.
В фазе максимальной скорости, при постановке ноги на опору голеностопный сустав слегка согнут (130 градусов). Затем, в фазе амортизации, угол уменьшается примерно до 100 градусов, чтобы затем разогнуться снова до 135 градусов в фазе отталкивания от опоры.
КИНЕМАТИКА ФАЗЫ УСКОРЕНИЯ
КИНЕМАТИКА ФАЗЫ МАКСИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ
ЗАМЕЧАНИЯ ДЛЯ ТРЕНИРОВОК ФАЗ СПРИНТА
Каждая фаза характеризуется несколькими аспектами, которые могут влиять на тренировки для увеличения результатов.
* Большими суставными углами при начале отталкивания (тазобедренный и коленный суставы, начальные углы – примерно 90°-90°)
* Большим временем контакта для проявления силы в опору (0.32-0.12 сек)
* Большей горизонтальной проекцией силы реакции опоры
* Меньшими суставными углами при начале отталкивания (тазобедренный и коленный суставы, начальные углы – примерно 142°-154°)
* Меньшим временем контакта для проявления силы в опору (0.12-0.085 с)
* Большей вертикальной проекцией силы реакции опоры
Также можно отметить общие характеристики для обеих фаз:
В общем, в качестве средств СФП (специальной физической подготовки) рекомендуются следующие упражнения:
Для фазы ускорения:
Для фазы максимальной скорости:
В качестве средств ОФП (общефизической подготовки) рекомендуются следующие упражнения:
Для фазы ускорения:
Для фазы максимальной скорости: