Техника бега по дистанции
Техника старта и бега по дистанции – решающие факторы в реализации скоростно-силового потенциала спринтера. От того, насколько рационально, экономично и эффективно сумеет спортсмен использовать силу мышц в стартовом разгоне и расходовать свои энергетические ресурсы на дистанции, зависит результат. Что же такое техника?
Как правило, техника выполнения спортивных упражнений описывается по внешним показателям движений отдельных звеньев тела человека.
Визуально бег спринтера характеризуется как свободный, легкий, тяжелый, расслабленный, мощный, силовой, закрепощенный, низкий, высокий и еще многими другими определениями субъективной оценки движений спортсмена. Анализ кинограмм бега на короткие дистанции позволяет более детально разобраться в общей картине движений, а последовательный разбор зафиксированных поз выявляет определенные количественные параметры движения (углы, скорость, перемещения различных звеньев тела). Однако таких характеристик недостаточно, да и точность подсчета этих данных пока еще не позволяет использовать их в реальной практической деятельности. Предположим, спринтер имеет две кинограммы своего бега с результатами 10,20 сек и 10,40 сек. В первом случае ему удалось добиться победы в соревновании, во втором – он даже не попал в финал. Если исходить из того, что где-то нарушилась техника бега, то поиск ошибки с помощью скоростной киносъемки пока осуществить очень сложно. Действительно, в основном спринтеры делают на дистанции 43–48 шагов, следовательно, при худшем результате на каждом шаге он теряет около 0,004 сек. Для того чтобы выявить погрешности техники в таком интервале времени, необходима частота съемки не менее 1000 кадров в секунду и качественная обработка материала с использованием компьютерной техники. Обычно обращают внимание на угол наклона тела спортсмена, характер постановки стопы на поверхность дорожки и ее положение в опорной фазе, а также положение колена маховой ноги в момент вертикали (которое должно быть впереди колена опорной ноги в этот момент).
Оценка внешнего проявления движений спортсмена в беге или, выражаясь языком механики, изучение кинематики движений не всегда дает исчерпывающую информацию. Движение является следствием сократительной деятельности основного двигателя человека – скелетной мускулатуры, поэтому, рассматривая технику бега спринтера, нужно, прежде всего, понять внутреннюю структуру движения. Примерно так опытный автомобильный гонщик в первую очередь заботится о работе двигателя, а уж затем выясняет, каков был характер сцепления колес с поверхностью дороги.
Сложнейшие анатомическая и физиологическая структуры двигательного аппарата человека в настоящее время не позволяют достаточно точно смоделировать и описать характер такого двигательного акта, каким является бег. Трудность заключается в том, что на общий характер движения оказывает влияние не только каждая из 50 мышц ноги, но и множество других мышц тела и рук.
Кроме того, структура мышечных волокон у людей значительно вариативна, а если учесть еще и морфологические признаки (тотальные размеры тела и его отдельных частей), то станет очевидным, насколько сложно количественно описать основные характеристики движений спортсменов-спринтеров.
Поэтому целесообразно говорить не об идеальной модели движений бегуна на короткие дистанции, а лишь об общих закономерностях мышечного сокращения и взаимодействия мышечных групп в процессе выполнения спортсменом максимально быстрых движений.
Работа мышц в беге по дистанции
Как известно, напряжение мышц вызывает движение сегментов тела, причем не всегда при этом в процессе движения длина мышцы уменьшается. Обычно напряжение мышцы приводит к тому, что угол в перекрытом ею суставе уменьшается, и она укорачивается. В таком случае говорят о концентрическом напряжении. При различных движениях мышцам приходится амортизировать приземление или тормозить двигающуюся с большой скоростью конечность, в результате чего напряженная мышца под действием внешних сил растягивается, такой режим называется эксцентрическим напряжением.
Быстрые движения довольно часто требуют такой работы мышц, при которой сустав зафиксирован. Мышцы-антагонисты, окружающие сустав с противоположных сторон, одновременно напрягаются и, взаимно уравновешивая силу, «запирают» сустав, образуя жесткую систему. Такое напряжение мышц называется изометрическим.
Следовательно, в процессе выполнения двигательного акта мышца может быть расслаблена или находиться в одном из трех состояний напряжения. Поэтому при изучении внутреннего механизма движения необходимо знать характер напряжения отдельных мышечных групп, количество одновременно работающих двигательных единиц в мышце, что определяет силу сокращения, а также длительность их напряжения.
Чтобы учесть все возможные параметры работы отдельных мышечных групп и выявить систему их взаимодействия в процессе даже самого простого движения человека, необходимы расчеты, которые пока еще трудно выполнить современной вычислительной машине. Скорость мышечного сокращения настолько велика, а его характер так разнообразен, что самому спортсмену полностью невозможно контролировать свои действия в максимально быстрых движениях, а тем более описать их. Если попросить спринтера рассказать о последовательности своих действий и характере чередования усилий при выполнении бегового шага, вряд ли он сможет даже приблизительно сделать это. В одном английском стихотворении иносказательно так говорится об этом:
Действительно, для сороконожки, у которой, как определили зоологи, 260 ног, эта задача оказалась непосильной, однако и система организации движений человека, несмотря на столетнюю историю изучения, все еще не раскрыта до конца.
Как показали исследования Н. А. Бернштейна, любое двигательное действие реализуется многоуровневой системой управления. Медленные произвольные движения выполняются с участием высших слоев нервной системы под контролем органов чувств. В этом случае движение корректируется на основе обратной афферентации. Ходьба и бег относятся к разряду так называемых автоматизированных движений, которые осуществляются ‘на основании заранее сформированной программы и, как правило, проходят без контроля со стороны больших полушарий коры головного мозга, то есть бессознательно.
В процессе развития человеческого организма с первых самостоятельных шагов такая программа начинает постепенно формироваться. Делая медленный шаг, ребенок постоянно контролирует каждый его элемент. В раннем возрасте свои движения дети складывают как кубики, подбирая самые подходящие из них или заменяя одно на другое.
Замечательная способность человека на первых порах своей жизни столь внимательно анализировать свои действия и быстро изменять их составные части, перестраивая двигательную структуру, широко используется в практике различных видов спорта, где особенно важно проявлять способность к высокой координации движений. Именно поэтому больших успехов добиваются юные гимнасты и акробаты, фигуристы и прыгуны в воду.
Автоматизированные движения начинают формироваться у человека к пятому, шестому году жизни. До этого каждый элемент движения в отдельности уже хорошо освоен, однако система еще не сложилась. Каждый шаг отличается один от другого различной внутренней ритмической структурой. Лишь значительно позже формируется двигательная программа, которая может выполняться без контроля сознания, и управление таким движением переходит к более низким уровням мозга (мозжечку, подкорковым узлам, стволу мозга и мотонейронам спинного мозга). Поскольку в беге (и особенно в беге с высокой скоростью) сознание не контролирует отдельные движения рук и ног, очень важно разобраться во внутренней структуре бегового шага, то есть в последовательности и характере действий отдельных мышечных групп ног, с тем, чтобы в процессе тренировок использовать целенаправленную программу технической подготовки и применять специальные упражнения, соответствующие режимам работы мышц в беге с максимальной скоростью.
Рассмотрим упрощенную схему мышечного аппарата, который обеспечивает беговые движения.
Рис 6 – Схема основных мышечных грипп, обеспечивающих движения в беге
На рис 6 схематично изображены основные мышцы ног и места их прикреплений.
1. Группа мышц таза (основные – ягодичные большая, средняя и малая) выпрямляет согнутое вперед туловище, отводит и разгибает бедро.
2. Передняя группа мышц бедра (основные – портняжная и четырехглавая бедра, в которую входит прямая мышца, бедра, широкие – внутренняя, латеральная и промежуточная). Некоторые мышцы группы перекрывают два сустава – тазобедренный и коленный, принимают участие в сгибании бедра и разгибании голени.
3. Задняя группа мышц бедра (основные – полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая) разгибает бедро и сгибает голень.
4. Передняя группа мышц голени (основные – передняя большеберцовая, длинный разгибатель пальцев, длинный разгибатель большого пальца) разгибает стопу, поднимая ее вверх.
5. Задняя группа мышц голени (основные – трехглавая голени, состоящая из двух головок икроножной и лежащей под ними камбаловидной мышцы) сгибает голень в коленном суставе и стопу.
Анализировать режим работы мышечных групп при выполнении спортивных упражнений – задача достаточно трудная. Во-первых, необходимо зафиксировать мышечную активность, то есть временные и силовые характеристики мышечного возбуждения, во-вторых, связать эти данные с внешними характеристиками движения. Изучение спринтерского бега в этом отношении выдвигает целый ряд дополнительных трудностей, связанных с быстрым передвижением спортсмена по дорожке. Предпринятые ранее исследования по изучению бега с невысокой скоростью не давали возможности выявить закономерности мышечного сокращения в спринте. В беге на средние и длинные дистанции значительная длительность фаз опоры и полета дает возможность мышцам развить почти максимальное усилие и расслабиться, позволяя мышце-антагонисту выполнять такую же задачу. В спринтерском же беге надо проявить максимально возможную силу в кратчайшие сроки, поэтому мышцы иногда работают в ущерб наиболее рациональному действию.
В исследованиях И. М. Козлова (1983) раскрываются некоторые основные внутренние механизмы, обеспечивающие бег с высокой скоростью. Автор изучал электрическую активность семи основных мышц ног и сопоставлял ее с синхронной записью движений бегуна. Анализ кинограммы, на которой циклы бегового шага разделены на периоды опоры (с фазами амортизации и отталкивания) и переноса ноги (с фазами разгона ноги и торможения), и электромиограммы работающих мышц позволила понять сложную иерархию деятельности мышц и переосмыслить некоторые установки, связанные с применением беговых упражнений. Прежде всего, необходимо отметить полученные данные по временным показателям активности исследуемых мышечных групп. Хорошо известно, что спринт характерен достаточно стабильными для различных спортсменов временными параметрами бегового шага.
У мужчин в беге со скоростью 11 м/с время опоры составляет 90 мсек, а полета – 115 мсек, у женщин – 110 мсек и 125 мсек. Обычно колебания значений этих параметров находятся в пределах 2–3%, однако если рассматривать длительность напряжения отдельных мышечных групп у отдельных спринтеров, то диапазон этих колебаний значительно расширяется и составляет 5-22 % (!). Таким образом, примерно одинаковые во внешнем проявлении движения спортсмена обеспечиваются у различных людей совершенно по-разному. Иначе говоря, у каждого спринтера свой способ достижения цели, и, по-видимому, насколько он более рационален – настолько экономичнее техника бега. Очевидно, именно здесь проявляется предрасположенность спортсменов к длинному или короткому спринту Во время бега с высокой скоростью мышцы ног работают в диапазоне 30–80 % от всего двигательного цикла. При этом движение осуществляется по так называемому баллистическому типу, когда, резко повышая активность, мышца разгоняет отдельные звенья тела на коротком отрезке пути, после чего движение осуществляется по инерции. Такие баллистические движения характерны для всех высокоавтоматизированных быстрых действий, требующих высокой точности. На рисунке 7 приведена кинограмма движений ноги в спринтерском беге и соответствующие периоды электрической активности мышц (И М. Козлов, 1983).
Рисунок 7 – работа основных мышечных групп в цикле бегового шага
Наибольшая активность всех мышечных групп ноги наблюдается в момент подготовки к постановке стопы на грунт в первую фазу периода опоры.
Мощное напряжение мышц, вызывающее разгибание бедра и сгибание голени, позволяет развить необходимую «посадочную» скорость стопы, а напряжение соответствующих мышц-антагонистов «закрепляет» все суставы опорной ноги и обеспечивает достаточно жесткое приземление, сохраняющее высокую траекторию общего центра тяжести. В фазе амортизации основную нагрузку несут мышцы голени – икроножная и камбаловидная, а также ахиллово сухожилие, при этом угол в голеностопном суставе изменяется на 34–38°. Под влиянием отягощения массы тела напряженные мышцы голени, растягиваясь, поглощают энергию, с тем, чтобы во второй фазе использовать ее при отталкивании. Перемещения звеньев ноги в коленном суставе в период опоры достигает лишь 4-10°, поэтому нагрузка на прямую мышцу бедра и в эксцентрическом режиме в фазе амортизации относительно меньше. Установлено, что у спринтеров в периоде опоры мышцы голеностопного сустава выполняют работу в 6 раз большую, чем мышцы коленного сустава. Интересно и даже несколько неожиданно, что наиболее важной из двух фаз отталкивания при беге с максимальной скоростью является фаза переднего толчка. В беге с максимальной скоростью при эффективной технике 70 % от общей энергии накапливается в момент переднего толчка и только 30 % создается в заключительной фазе отталкивания. Таким образом, чем больше спортсмен сумеет аккумулировать энергию и чем эффективнее он использует эластичные свойства мышц, связок и сухожилий, тем выше будет скорость его бега.
Постоянная работа в экстремальных условиях приводит к значительному приросту максимальных силовых возможностей мышц голени. Поэтому по жесткости икроножных мышц (показатель, который имеет почти линейную зависимость с проявляемой силой) сильнейшие спринтеры значительно превосходят представителей всех других спортивных дисциплин.
Приведенные данные последовательности работы мышечных групп и их режимов деятельности в процессе выполнения опорного периода бегового шага позволяют более избирательно подойти к выбору специальных скоростно-силовых упражнений, применяемых в тренировке спринтеров. Как известно из теории спортивной тренировки, подбор специальных средств основывается на принципе динамического соответствия применяемого упражнения соревновательному. Электро-миографические исследования характеристик мышечной активности в спринтерском беге показали, что процесс амортизации в опорном периоде и подготовка к нему являются важнейшими, если не самыми главными, элементами бегового шага, так как величина усилий и очень сложная координированность деятельности всех мышечных групп ноги достигает в этот период наивысших значений. Однако в практике подготовки бегунов на короткие дистанции часто не учитывают этот фактор. Как правило, для развития скоростно-силовых возможностей мышц голени используют различные выпрыгивания, подскоки, подъемы на носки с отягощением и прочие аналогичные упражнения, в которых слабо акцентируется элемент амортизации. Многоскоки, которые широко представлены в скоростно-силовой подготовке бегунов, также отличны по своим двигательным параметрам от характеристик быстрого бега, так как в этом случае постановка ноги на грунт осуществляется на плоскую стопу и основная нагрузка в фазе амортизации падает на мышцы и связки окружающие колено.
Таким образом, вероятно, более подходящими упражнениями для спринтера должны быть: «бег на одной ноге» с акцентом приземления на переднюю часть стопы, многоскоки в быстром темпе, а также в гору с обязательным условием не касаться пяткой поверхности дорожки. Можно рекомендовать спрыгивания с возвышения 70–80 см, амортизируя приземление мышцами голени, с последующим выпрыгиванием вперед или вверх. Автор применял кроссовые пробежки до 4–5 км только на переднем своде стопы. В таких случаях в целях контроля на пяточную часть подошвы кроссовок можно наклеивать пластырь: его чистота в конце пробежки – свидетельство добросовестного выполнения задания.
В фазе отталкивания опорного периода в основном хорошо работают «заряженные» мышцы голени, в то время как мышцы, разгибающие колено, работают в меньшей степени. Эти данные опровергают бытовавшее ранее мнение об эффективности доотталкивания и о том, что хорошая техника бега, прежде всего, характерна полностью выпрямленной в коленном суставе ногой в момент отрыва стопы от дорожки.
Исследования техники спринтерского бега показывают, что увеличения скорости спортсмены высокой квалификации достигают в основном за счет повышения частоты шагов, которая, прежде всего, зависит от силы и согласованности действий мышц, перекрывающих тазобедренный сустав. Разгон маховой ноги начинается передней группой мышц бедра чуть раньше момента, когда опорная нога касается поверхности дорожки. В фазе разгона и торможения маховой ноги активно участвуют передние и задние группы мышц бедра, работающие как в период опоры, так и особенно в период переноса, и практически не бывающие в состоянии полного расслабления. Определено, что активный период прямой мышцы бедра составляет 80 % всего двигательного цикла, а двуглавой – 75 %.
Таким образом, представление о том, что техника спринта представляет собой строго последовательную работу мышц-антагонистов, не соответствует реальному протеканию процессов напряжения и расслабления мышечных групп в этом виде бега. Если в момент подготовки к приземлению и в период опоры мышцы-антагонисты как бы «запирают» суставы, обеспечивая жесткость ноги, то одновременное напряжение мышц-антагонистов бедра в момент маха несет несколько иную функцию.
Если обратиться к обычному маятнику, который рассматривают в физике, то он характеризуется так называемой частотой свободных колебаний, зависящих от его длины и распределения масс вдоль маятника. Чем ближе расположен центр масс к оси вращения, тем выше частота свободных колебаний. Поэтому для большей частоты колебаний маятника целесообразнее приблизить центр тяжести к оси вращения. Именно так поступают, регулируя маятник часов: поднимая вверх регулировочный вес – увеличивают частоту колебаний, снижая – замедляют. В природе этот физический закон хорошо иллюстрируют животные, умеющие хорошо бегать. Основная мышечная масса ног животных приближена к суставам, вокруг оси, которых выполняются маховые движения. Среди крупных животных наибольшую частоту движений в беге развивают свиньи, строение ног которых – классическое подтверждение упомянутого факта. Кстати, способность поросят быстро бегать используют на специальных соревнованиях, которые проводятся регулярно под руководством Федерации спортивного свиноводства.
Как известно, в результате маховых движений, выполняемых в момент опоры, происходят перемещения и ускорения общего центра тяжести масс в такой же степени, что и при активном отталкивании. Мерой эффективности махового движения, которое характеризуется скоростью перемещения звена и расположением его массы относительно оси вращения, является кинетический момент или количество вращательного движения. Если рассматривать ногу как колеблющийся маятник, то ее сгибание в коленном суставе позволяет значительно изменять момент инерции, который зависит от квадрата расстояния центра массы до оси вращения. При выполнении максимально быстрых движений имеет смысл «укорачивать маятник», так как в этом случае нас, прежде всего интересует время перемещения конечности (рисунок 8).
Рисунок 8 – Различные варианты маха ногой
Сгибая коленный сустав (вариант б), мы перемещаем общий центр тяжести маховой ноги ближе к оси вращения и ускоряем частоту колебаний маятника.
Существует еще одна возможность увеличить частоту колебания маятника. Для этого необходимо связать маятник упругими связями, что схематично изображено на рисунке 9.
Рисунок 9 – Ускорение движения маятника путем связи его упругими тягами
При быстрых передвижениях маховой ноги роль таких упругих связей последовательно выполняют мышцы-антагонисты, сгибающие и разгибающие бедро. Они находятся почти в постоянном напряжении, причем максимумы активности мышечных групп диаметрально противоположны. Благодаря этому обеспечивается разгон в том или ином направлении. Работа мышцы-антагониста в эксцентрическом режиме позволяет накапливать энергию, используя упругие свойства мышц. Такой режим работы, называемый реверсивным, позволяет быстро менять направление движений, увеличивая их частоту. Изменение темпа движений энергетически стоит очень дорого и при быстром беге пропорционально третьей степени скорости перемещения маховых конечностей. Это значит, что увеличение скорости всего на 10 % требует увеличения энергии на одну треть, а двукратное увеличение скорости требовало бы ее возрастания в 8 раз. В общей энергетике спринта расходы:, затрачиваемые на «болтание» ногами, существенно превосходят другие энергетические компоненты, примерное соотношение которых в спринтерском беге таково: работа против силы тяжести-3%, против сопротивления воздуха-18 %, работа, направленная на разгон конечностей – 57 % и на их торможение – 22 %.
Приведенные данные позволяют с некоторой долей критики рассмотреть сложившуюся систему скоростно-силовой подготовки бегунов на короткие дистанции. Работа против силы тяжести – это перемещение в каждом шаге общего центра массы тела на высоту 4–6 см. Такая задача может быть решена каждым начинающим спортсменом. Однако отталкивание, очевидно, решает далеко не все проблемы спринтерского бега. Ясно, что спринт – это не последовательно выполняемые прыжки в длину, результативность которых, как известно, зависит от силы толчка. Основные энергетические ресурсы в максимально быстром беге расходуются на разгон и торможение массивной маховой конечности. Если около 80 % своих усилий спортсмены тратят именно на этот режим деятельности, то в спортивной тренировке доля упражнений, связанных с активными маховыми движениями, должна быть существенно увеличена.
Как показали исследования техники бега спортсменов мирового класса, высшей скорости соответствуют максимальные значения характеристик маховых движений – угловые скорости маха вперед и постановки ноги на грунт. При этом скорость стопы при махе вперед достигает 20 м/сек и более, то есть она в 2 раза больше скорости бега. При перемещении бедра вперед оно за 0,04-0,05 сек приобретает ускорение 80,8-90 м/сек2, через 0,02-0,03 сек резко возрастает ускорение голени, достигая величины 120–140 м/сек2. При отделении стопы от опоры происходит сильный реактивный рывок назад с ускорением до 180 м/сек2.
Фактические данные, свидетельствующие об огромных значениях ускорений в момент перемещения ноги, дают основание считать, что совершенствование координационной структуры движений, связанное с наиболее эффективной работой мышц-антагонистов, осуществляющих маховые движения, является наиболее перспективным направлением процесса развития скоростных возможностей бегунов на короткие дистанции. Важную роль при этом играет сбалансированность скоростно-силовых характеристик мышц, осуществляющих разнонаправленные действия. Рост силы мышечных групп человека происходит таким образом, что вследствие выполнения самых разнообразных бытовых движений – ходьбы, медленного бега, переноса тяжестей, подъема по лестнице и других, преимущественно нагружаются мышцы-разгибатели ног, которые в зрелом возрасте человека превосходят силу соответствующих мышц-сгибателей бедра и голени – в 3,8, стопы – в 6,2 раза. Тренировка в спринте, где значительная нагрузка ложится на мышцы-сгибатели ног, приводит к выравниванию скоростно-силовых характеристик мышц-антагонистов. У спортсменов высокого класса эти соотношения достигают следующих величин для мышц бедра – в 2,9, голени – в 2,5, стопы – в 5 раз. Учитывая эту тенденцию, можно достаточно уверенно говорить, что прогресс спортсмена в спринтерском беге зависит не только от максимальных значений силы мышц ног, но и от того, насколько они сбалансированы в мышцах-антагонистах.
Использование специальных беговых упражнений будет более эффективным, если их выполнять с соответствующими двигательными заданиями. Например, бег с высоким подниманием бедра в основном направлен на совершенствование силовых возможностей его сгибателей. При усложнении этого упражнения заданием быстрее поднимать и опускать бедро содержание упражнения в большей степени будет соответствовать характеристикам спринтерского бега. Особенно эффективен бег с невысокими барьерами (40–50 см), при котором скорость разгибания бедра при опускании ноги за барьер значительно превосходит эту скорость при беге на короткие дистанции. Поэтому можно говорить о том, что бег с низкими барьерами должен являться одним из основных упражнений спринтера. Помните, что великий спринтер Д.Оуэнс был и рекордсменом мира в беге на 200 метров с барьерами (высота барьера на этой дистанции 76,2 см).
Подтягивание скоростно-силового потенциала отстающих мышечных групп спринтеров, видимо, не является достаточно серьезной проблемой, так как требует лишь увеличения доли силовых упражнений, направленных на развитие силы мышц-сгибателей ног. Более сложным вопросом представляется совершенствование координации работы соответствующих мышечных групп. Для решения этой задачи подбор упражнений должен быть обоснован режимом работы мышц-антагонистов в спринтерском беге. Например, применение различных маховых упражнений с использованием резиновых амортизаторов в данном случае является неоправданным, так как по мере растяжения амортизатора необходимо увеличивать напряжение соответствующих мышц, в то время как в быстром беге характер напряжения совершенно противоположный (баллистическое движение). Здесь предпочтительнее выполнять упражнения с отягощением на маховой ноге.
Высокоэффективными силовыми упражнениями, соответствующими координационной структуре и способствующими совершенствованию скоростных возможностей бегунов на короткие дистанции, являются так называемые рывково-тормозные упражнения (Б.Н.Шустин), такие, как имитация максимально быстрого бега с отягощением на ногах и без него при верхней опоре (кольца, брусья) или в стойке на лопатках; интересен и эффективен бег в воде. Кроме специальной подготовки мышц, осуществляющих маховые движения важным компонентом движений спринтера является рациональная техника и положение отдельных сегментов тела при выполнении тех или иных действий. Например, нейтральное положение таза способствует тому, что сгибатели бедра растягиваются, что в дальнейшем позволяет реализовать эластичную энергию для эффективного маха. Это движение должно производиться с наибольшей скоростью. Ранний наклон укорачивает мышцы сгибатели бедра, снижая эффективность их действия, что может отразиться на подготовке к постановке ноги на поверхность дорожки. Напрягая мышцы брюшного пресса и спины, а также правильно располагая таз, спортсмен должен добиваться такого положения, когда плечи находятся над тазом. Такое положение позволяет накапливать эластичную энергию мышц сгибателей бедра. При максимально быстром беге, следуя советам «наклоняться вперед» атлет сокращает длину сгибателей бедра, что в дальнейшем отражается на эффективности маха вперед, из-за того, что не было достигнуто оптимального растяжения этих мышц. Для возможной компенсации такого положения спортсмен вынужден сильно напрягать сгибатели бедра, что, естественно, отражается на результативности бега.
Необходимо вкратце остановиться на движениях рук. Действия рук обеспечиваются мышцами, окружающими плечевой сустав. Американские специалисты предлагают рассматривать движения рук следующим способом: «Представьте себе, что ваши руки это молотки и вам необходимо забить гвозди, которые находятся за вашей спиной. При этом необходимо вбить гвоздь в стену как можно с большей силой и ускорением. Движения рук должны быть такими, чтобы кисть не достигала положения выше уровня плеча».
Кинематические и динамические характеристики бегового шага
Бег по дистанции с максимальной скоростью давно привлекал исследователей, которые пытались выявить кинематические и динамические характеристики, а также основные лимитирующие факторы, препятствующие повышению скорости бега. Еще в 30-х годах прошлого века В. Фенн, используя математический аппарат, выявил величину работы, производимой спринтером при беге с максимальной скоростью.
Современная аппаратура позволяет с высокой точностью определять основные силовые и временные параметры движения спортсмена в лабораторных условиях и на дорожке, а также оценивать эффективность его техники. Количественные критерии кинематики и динамики бегового шага могут колебаться у спортсменов, отличающихся друг от друга морфологической структурой, разнообразием в развитии двигательных качеств и координационными способностями (Таблица 6).
Таблица 6
Основные количественные характеристики в спринте (В.Шпитальный 1971)
Средние или модельные значения для спортсменов различной квалификации позволяют выявить наиболее слабые стороны техники бега и таким образом указать оптимальные пути ее совершенствования.
В процессе становления спортивного мастерства изменения в технике движений происходят в соответствии с различными и не всегда однозначными закономерностями. Например, с ростом квалификации спринтера частота шагов изменяется не только за счет уменьшения времени опоры, но и времени полета. Важно отметить, что изменение этих параметров происходит одновременно с увеличением длины шагов. Таким образом, как временные, так и пространственные кинематические характеристики техники бега подвержены изменениям по мере повышения тренированности спортсмена. В такой же степени значительно вариативными представляются и динамические особенности техники отдельных спортсменов, проявляющиеся в момент взаимодействия спринтера с поверхностью беговой дорожки. На рис. 8 приведены некоторые динамические характеристики, проявляющиеся в момент взаимодействия спринтера с поверхностью беговой дорожки.
Рисунок 9 – Основные кинематические характеристики отталкивания в спринтерском беге:
t – время опоры, S1 – перемещение ОЦТМ в фазе отталкивания, Sу – вертикальное перемещение, α – угол вылета после отталкивания, Fz – максимальное значение вертикальной составляющей реакции опоры, Fx – максимальное значение горизонтальной составляющей реакции опоры, VΣ– скорость перемещения ОЦТМ, VAM – максимальное падение скорости ОЦТМ
В периоде опоры различают две основные фазы – амортизацию и отталкивание. Границей, разделяющей их, является точка, в которой горизонтальная составляющая реакции опоры имеет нулевое значение. В этот момент ОЦМТ находится точно над площадью опоры. За период опоры ОЦМТ проходит расстояние, равное примерно 1 м, причем амортизационный участок траектории составляет около 40 % этой величины. Сравнение траектории пути ОЦМТ у спортсменов различной квалификации показывает, что более техничные спринтеры имеют меньший путь аммортизации, благодаря чему у них имеется больше времени для организации правильного отталкивания от опоры.
Траектория ОЦМТ в момент опоры представляет собой плавно изогнутую кривую, которая максимально опускается в момент подседа на 3,54,5 см, после чего начинает повышаться. Величина колебаний зависит от мастерства спортсмена, причем техничные спринтеры отличаются более гладким бегом. После завершения отталкивания тело спортсмена движется по инерции при угле вылета 2–4°.
Как показали исследования, более высокой скорости бега соответствует меньшее значение угла вылета. Например, при скорости 5,5 м/с угол вылета равен 8,1°, при 8,7 м/сек – 6,3°, а при 10,2 м/сек – 2,7°. Это позволяет спринтеру поднять ОЦМТ в полете на высоту 4–5 см и обеспечить необходимое продвижение вперед.
Динамические характеристики отталкивания определяются максимальными значениями развиваемого усилия (у лучших спортсменов более 300 кг) и количеством движения (Ft), приобретенного бегуном за период опоры. В амортизационной фазе скорость спортсмена снижается на 1–2%, а затем в результате развиваемого усилия поднимается несколько выше исходного уровня. Уровень колебаний скорости бегуна в период опоры является одним из основных критериев эффективности техники спринтерского бега. Чем меньше потери в процессе амортизации, тем соответственно меньше усилий затрачивается на разгон всей массы тела. Таким образом, динамические исследования техники бега показывают, что совершенствование технического мастерства должно идти по пути снижения энергетических затрат спортсмена в фазе амортизации, поэтому спринтеры должны стремиться к постановке ноги ближе к проекции ОЦМТ со скоростью, соответствующей движению тела. Сильнейшие спринтеры мира имеют «посадочную» горизонтальную скорость стопы 1,8–2,7 м/сек, приближаясь к идеалу, позволяющему свести к минимуму амортизационные затраты.
Если рассматривать спринтерский бег как целостное спортивное упражнение, то наряду с несомненной важностью рациональной техники старта, стартового разгона и отдельно взятого бегового шага, большое значение имеет определение оптимальных взаимоотношений длины и частоты беговых шагов. Количество шагов в беге на 100 м у большинства спринтеров колеблется от 41 до 48 у мужчин и от 46 до 50 у женщин.
По имеющимся данным, наибольшая частота шагов зафиксирована у советского спортсмена А. Корнелюка – 5,50 шаг/с и у спортсменки из ГДР М Гер – 5,08 шаг/с при соответствующей длине шага 198 см и 177 см. Наибольшая длина шага была У.Болта – 2,83 м при частоте 5,3 шаг/с. Эти величины в первую очередь зависят от параметров тела спортсмена, особенностей нервно-мышечного аппарата, координационных способностей, уровня гибкости, техники бега и целого ряда внешних условий (состояния поверхности дорожки, ветра и других факторов).
Скорость передвижения спортсмена определяется временными и пространственными характеристиками отдельного шага. В Таблице 6 представлены данные, показывающие, какую длину шага нужно иметь, чтобы при определенном времени его выполнения получить намеченную скорость бега.
Если принимать во внимание такие морфологические показатели, как длина ноги, измеряемая от верхнего вертела бедренной кости до лодыжки, то можно, пользуясь, рисунком 10, выявить соответствие частоты шагов и их длины для результата, данного спортсмена.
Рисунок 10 – Зависимость длины и частоты шагов от морфологических показателей
Если точка, соответствующая полученным данным, лежит на прямой, близкой к результату данного спортсмена, то можно говорить о гармоничном сочетании частоты и длины шагов: при нижнем ее расположении частота невелика и результат можно повысить за счет этого резерва. При нахождении точки выше прямой рекомендуется увеличить объем скоростно-силовой подготовки и упражнений на гибкость. Тренеры-практики нашли простой метод определения наиболее рациональной длины шага – необходимо измерить расстояние от пола до кончиков пальцев вытянутой вверх руки. Эта величина и будет соответствовать оптимальной длине шага в спринте.
Чтобы яснее представить соотношение между временем пробегания отдельного отрезка дистанции, длиной и частотой шагов, следует воспользоваться таблицей 7, где приведены данные, зарегистрированные в одном из забегов В. Борзова.
Таблица 7
Основные технические параметры бега на отдельных отрезках дистанции у В.Борзова
Исследования техники спринта, во многом показавшие основные критерии эффективного бега, проводились при участии спортсменов различной квалификации. Однако во всех случаях эталоном являлись данные спортсменов, добивавшихся выдающихся достижений. На приведенной кинограмме (рисунок 9) старта и стартового разгона А. Хари (1960 г.) можно увидеть отличное выполнение основных элементов старта.
По команде стартера «На старт» спортсмен занимает положение, которое характеризуется как «обычный старт», правда, впереди стоящая нога несколько отодвинута от стартовой линии. Руки выпрямлены в локтях и расставлены на ширину плеч. Взгляд бегуна направлен в точку примерно на расстоянии 1 м от линии старта. По команде «Внимание» спортсмен выводит плечи за линию старта, равномерно распределяя массу тела на руки и ноги. В этот момент спортсмен должен реагировать на любой сигнал, который он услышит, и мгновенно стартовать. Первое заметное действие – отрыв рук от поверхности дорожки, затем активное движение вперед сзади стоящей ноги, а в завершение отталкивание впереди стоящей ногой.
Характерной особенностью правильного выполнения старта является низкое перемещение маховой ноги над поверхностью дорожки и мгновенная ее постановка.
Рисунок 9 – Кинограмма старта А.Хари
Основные элементы хорошей техники по дистанции хорошо проиллюстрированы кинограммой бега К. Льюиса (рисунок 10).
Рисунок 10. Кинограмма бега К. Льюиса
Спортсмен ставит ногу на поверхность дорожки близко к проекции ОЦМТ на переднюю часть стопы, хорошо заряжая напряженные мышцы голени (кадр 7).. Наиболее характерной особенностью техники К. Льюиса является очень мощная работа мышц стопы. Едва пройдя положение вертикали, бегун активно поднимается на стопе, создавая условия для быстрого завершения отталкивания. О высокой эффективности маховых движений свидетельствует положение маховой ноги в момент вертикали опорной фазы (кадр 8) и активное разведение бедер в полете (кадр 3–4)
Рассматривая особенности бега на короткие дистанции, необходимо остановиться еще на двух важных частях бега: финишировании и беге по повороту. Основная двигательная установка на финише – продолжить максимально быстрый бег за линией финиша. Различные броски и наклоны на финише могут существенно отразиться на скорости бега, так как при подготовке к их выполнению спринтер может потерять ритм движений, изменить технику бега или сильно закрепоститься. При приближении к линии финиша спортсмены должны придерживаться следующих рекомендаций:
• Соблюдать нормальное положение тела и длину шага при приближении и пересечении финиша;
• Длина шагов должна быть такой же, как и на середине дистанции;
• Стопа маховой ноги ставиться ближе к проекции центра тяжести тела;
• Стремиться выполнять шаги быстрее, а не длиннее;
• На самой финишной черте спринтер наклоняет плечи вперед-вниз, чтобы иметь некоторое преимущество (это должно выполняться в том случае, если атлет делает последний шаг за линией финиша);
• Существует две модели финиширования: а) спринтер наклоняет голову, откидывая руки назад, активно продвигает плечи вперед; б) атлет поворачивает туловище, отводя противоположную руку назад, что помогает ему быстрее повернуть плечи.
На дистанции 200 м и в эстафете спринтерам приходится бежать по повороту. Стартовые колодки при этом располагают у внешнего края дорожки таким образом, чтобы начальную часть стартового разбега выполнять по прямой. При беге по повороту туловище наклоняется влево с тем, чтобы уравновесить действие центробежной силы, правая рука движется больше внутрь, левая – наружу, ступни ног ставятся с небольшим поворотом влево. При выходе на прямой отрезок дистанции в месте наибольшей крутизны целесообразно сместиться плавно к правой стороне своей дорожки.