Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса 11
1.1. Тренажеры и их роль в управлении развитием двигательных способностей в спорте 11
1.2. Машины управляющего воздействия и их использование в практике физического воспитания и спортивной тренировке 29
1.3. Математическое моделирование как одна из отраслей прикладной математики и его использование в спортивной практике 34
Глава 2 Методы и организация исследования 45
2.1. Методы исследования 45
2.2. Организация исследования 49
Глава 3 Результаты исследования 61
3.1. Математическая модель динамики инерционной мув 61
3.2. Математическая модель динамики момента сил узла переменного сопротивления безынерционной мув 71
3.3. Математическая модель динамики безынерционной мув 73
3.4. Численные методы анализа математической модели мув 76
3.5. Анализ результатов эксперимента по измерению биомеханических характеристик становой тяги на инерционной мув при различных режимах сопротивления 80
3.6. Анализ результатов эксперимента по измерению биомеханических характеристик становой тяги на безынерционной мув при различных режимах сопротивления 85
Глава 4 Педагогическая апробация эффективности применения двух модификаций машин управляющего воздействия для решения задач скоростно-силовой подготовки спортсменов 88
4.1. Констатирующий педагогический эксперимент по оценке эффективности использования двух модификаций тренажеров в течение одного тренировочного занятия 88
4.2. Формирующий педагогический эксперимент. Применение тренажеров имув и бмув для физической подготовки студентов-спортсменов в вузе 94
Глава 5 Обсуждение результатов исследования 99
Выводы 107
Практические рекомендации 111
Литература 112
Приложения 126
- Машины управляющего воздействия и их использование в практике физического воспитания и спортивной тренировке
- Математическая модель динамики момента сил узла переменного сопротивления безынерционной мув
- Анализ результатов эксперимента по измерению биомеханических характеристик становой тяги на инерционной мув при различных режимах сопротивления
- Констатирующий педагогический эксперимент по оценке эффективности использования двух модификаций тренажеров в течение одного тренировочного занятия
Введение к работе
Актуальность. Проблеме создания и применения технических средств, предназначенных для обучения спортсменов движениям, присущим данному виду спорта, и достижения наивысших показателей в соревновательных упражнениях уделяется пристальное внимание [7; 8; 43; 50; 51; 55; 85; 86; 91; 92; 114; 115; 116; 120; 125;127; 128; 129; 134; 137]. В настоящее время созданы и непрерывно совершенствуются новые технические средства, обеспечивающие подготовку спортсменов высшего класса на фоне существенного снижения риска повреждающего воздействия физических нагрузок на организм. Наряду со специализированными машинами, которые приспособлены к решению таких задач в отдельных видах спорта [91; 114; 128; 129], появились устройства, пригодные для использования в тренировочном процессе широкого круга спортивных дисциплин [9; 14; 52; 55; 62; 77; 98; 106; 114; 116].
Особенностью современных тренажерных устройств является использование достижений научно-технического прогресса, которые позволяют в оперативном режиме корректировать тренировочный процесс. Принцип непрерывного текущего регулирования силового взаимодействия спортсмена и искусственной предметной среды на основе обратной связи положен в основу действия целого класса машин управляющего воздействия (МУВ), созданных по идее Ю.Т.Черкесова [114; 116]. Они изменяют сопротивление по ходу выполнения упражнения, создавая силовые и скоростные акценты в соответствии с его моделью.
Различные варианты использования МУВ в тренировочном процессе спортсменов были предметом диссертационных исследований ряда авторов. Например, в работе А.К.Алагирова.[9] изучались вопросы адаптации МУВ на основе анализа результатов метателей дисков; в диссертации Ч.Х.Ингушева.[52] представлен анализ технологии тренировки с помощью МУВ, адаптированной к гиревому спорту. В работах А.З.Бажева, И.И.Сердюкова рассматриваются вопросы использования МУВ (в том числе влияние убывающего сопротивления) для спортсменов-копьеметателей [14] и альпинистов [98]. Работа Т.Ю.Черкесова посвящена комплексному развитию силы и силовой выносливости, а также силы, скорости и выносливости, достигаемой с помощью модернизированной МУВ [108]. Действующий модернизированный вариант МУВ [2] и вариант МУВ с использованием безынерционного механизма, обеспечивающий переменный режим сопротивления, используется в настоящее время для тренировочного процесса в различных видах спорта.
Вместе с тем, в ходе изучения состояния проблемы выявлено существенное противоречие. Суть его, с одной стороны, в неоспоримой ценности МУВ для конструирования различных переменных режимов сопротивления и облегчения путем изменения углов, моментов, веса грузов и т.д. С другой стороны, в отсутствии точного научно обоснованного математического аппарата, который позволил бы оценить количественно ожидаемые нагрузки на спортсмена в зависимости от начальных условий работы МУВ, характера изменения сопротивления, цели тренировки и других факторов. Иными словами, речь идет о моделировании тренировочного процесса в условиях искусственной среды управляющего воздействия.
Отмеченное противоречие и его разрешение составляют основу научной проблемы, в рамках которой выполнено данное диссертационное исследование. А важной научной задачей диссертационной работы является построение математических моделей МУВ инерционного и безынерционного типа, а также моделирование физических нагрузок в тренировке спортсменов в процессе их использования.
На сегодняшний день достижения в области использования методов математического моделирования в спорте, на наш взгляд, весьма скромные. Причина этого явления очевидна: специалисты в спорте не очень хорошо владеют математическими методами моделирования с применением компьютерной техники и наоборот, математики не разбираются в проблемах спорта. Совершенно очевидно, что значительный прогресс в этой сфере может быть достигнут только путем совместной работы специалистов по спорту и математиков-прикладников, имеющих опыт математического и компьютерного моделирования.
В отличие от физики, для которой математический язык незаменим, положение в медицине, биологии, спорте принципиально другое. Методы статистики, дифференциальные уравнения и другие инструментальные средства являются все же полезными, но, несомненно, носящими вспомогательный характер. Вот почему многочисленные попытки создания математических моделей в спорте имеют, на наш взгляд, скромный успех [19; 37; 49; 59; 60; 96; 97; 124].
Все это в целом определяет актуальность темы настоящего диссертационного исследования.
Целью исследования является анализ различных режимов переменного сопротивления, создаваемого МУВ при выполнении упражнений, на основе построения математической модели движения ее механизмов, обеспечивающих выбор оптимального силового управляющего воздействия в тренировке спортсменов.
Рабочая гипотеза состояла в предположении о том, что разработка математических моделей МУВ (инерционной и безынерционной) и математических моделей условий выполнения упражнений, обеспечат более глубокое понимание механизмов управляющего воздействия и разработку на этой основе эффективной методики тренировки спортсменов.
Для достижения цели, поставленной в диссертационной работе, было необходимо решить следующие задачи:
Провести анализ результатов, достигнутых в данном направлении путем изучения научной и научно-методической литературы по математическому моделированию в спорте и, в частности, по моделированию динамики переменных режимов сопротивления при различных исходных положениях МУВ с целью изучения физических нагрузок спортсмена при выполнении становой тяги.
Построить математические модели инерционной (ИМУВ) и безынерционной (БМУВ) машин управляющего воздействия и исследовать отличительные особенности построенных моделей.
Разработать численные методы решения и программу расчета основных параметров тренировочного процесса, сводящихся к решению нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка с начальными условиями. Проанализировать случаи, когда это уравнение может быть решено точно.
Разработать алгоритм расчета момента сил узла переменного сопротивления безынерционной МУВ для пружины при ее растяжении с любыми заданными силовыми характеристиками.
Исследовать биомеханические отличия выполнения становой тяги при различных начальных условиях на машинах управляющего воздействия инерционного и безынерционного типа.
Педагогически проверить направленность действия двух модификаций машин управляющего воздействия для развития физических качеств студентов-спортсменов.
Объектом исследования являются особенности динамики внешних сопротивлений, создаваемых различными модификациями МУВ.
Предмет исследования - математические закономерности и динамика воздействий на спортсменов различных режимов сопротивления, создаваемых МУВ при выполнении тренировочных упражнений.
Теоретико-методологическую базу исследования составили научные положения В.М.Зациорского об «автоматическом управлении тренировочным процессом», И.П.Ратова и Г.И.Попова об «искусственно управляющей и предметной среде», концепции Ю.Т.Черкесова о «непрерывном регулировании взаимодействия спортсмена и предметной среды.
Научная новизна. Впервые созданы математические модели работы МУВ при выполнении физических упражнений. выявлены особенности воздействия режимов переменного сопротивления на спортсменов при выполнении упражнений с использованием инерционной и безынерционной машин управляющего воздействия; на основе математической модели проанализированы различные варианты начального состояния МУВ (угол, масса грузов, амплитуда (размах) колебаний и т.д.); математически рассчитаны рекомендации: по выбору исходных положений элементов узла сопротивления МУВ, обеспечивающих необходимый режим тренировок; по подбору параметров отдельных элементов МУВ в зависимости от цели тренировочного процесса; исследованы количественно различные аспекты «метода переменных сопротивлений» Ю.Т.Черкесова.
Теоретическая значимость. Результаты диссертационной работы углубляют и расширяют знания о методике применения различных модификаций МУВ для силового управляющего воздействия на спортсмена в тренировочном процессе. Они позволяют оценить количественное значение ожидаемых нагрузок в условиях инерционной и безынерционной МУВ.
Практическая значимость. Предложенная математическая модель инерционной и безынерционной машин управляющего воздействия позволяет подбирать оптимальные варианты выполнения тренировочных упражнений в условиях применения МУВ, обеспечивающие необходимый режим сопротивления или облегчения для силовой и скоростной подготовки спортсмена, рассчитывать численно и аналитически динамику нагрузок.
Основные положения, выносимые на защиту:
Математическая модель силовых нагрузок в тренировочном процессе на машине управляющего воздействия с инерционным и безынерционным механизмом сопротивления.
Особенности динамики переменных режимов сопротивления при различных исходных положениях узла сопротивления МУВ.
Биомеханические особенности выполнения становой тяги при различных начальных положениях МУВ, регулирующих режим сопротивления (облегчения). Показатели эффективности такого процесса с точки зрения энергетических затрат и регулировки акцента силы в начальной фазе и акцента скорости в конце упражнения, когда имеет место режим нарастающего облегчения нагрузки спортсмена.
10 4. Эффективность воздействия двух модификаций МУВ на развитие физических качеств спортсменов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседании кафедры «Научных основ физической культуры и спорта» Кабардино-Балкарского государственного университета, а также на седьмой Всероссийской конференции по биомеханике в Нижнем Новгороде. Результаты работы опубликованы в материалах научно-практических конференций регионального и федерального уровней в 4 статьях [64; 65; 66; 121].
Машины управляющего воздействия и их использование в практике физического воспитания и спортивной тренировке
Рассмотрим некоторые аспекты вопроса, связанного с применением технических средств и тренажеров для сопряженного развития двигательных качеств и техники двигательных действий
Для современной теории и методики спорта характерно стремление к внедрению идей программированного обучения, которое имеет три направления. Представители первого направления видят программирование процесса обучения спортивной техники в непосредственном применении различных устройств, главным образом, технических средств со срочной информацией. Приверженцы второго направления считают, что одним из методов программированного обучения является применение в тренировочном процессе предписаний алгоритмического типа, которые должны представлять модель продвижения спортсмена по пути достижения поставленной цели. Приверженцы третьего направления считают наиболее эффективным методом оптимальное сочетание алгоритмизации и применения технических средств обучения, начиная с простейших устройств и кончая сложными тренажерами — управляющими устройствами искусственно созданной среды [84; 85; 86; 89; 91].
Большинство авторов выделяют основные признаки, позволяющие сделать процесс программированного обучения (рассматриваемый в качестве сложной динамической системы) надежно управляемым. Программированное обучение должно отвечать ряду требований, главными из которых являются: определение цели обучения и совокупности операций, подлежащих усвоению; пооперационное разделение учебного материала на оптимальные по трудности порции; наличие непрерывного контроля качества усвоения дозированного материала на основе обратной связи ученика с учителем; гибкая дифференциация обучения в зависимости от качества усвоения материала с адаптацией по темпам работы и сложности предъявляемого материала; использование обучающей программы и специализированных технических средств обучения. Формированию теоретических знаний в спорте способствует применение средств и устройств, используемых для передачи теоретической информации, а также средств информационного управления — автоматизированных систем управления (компьютерных устройств). ТСО предназначаются для передачи осведомляющей информации о технике спортивных движений, помогают правильно поставить познавательную задачу, выявить биомеханические параметры каждого движения, оптимизировать обмен информацией между тренером и спортсменами. Из истории автоматического управления известно, что ни одна система не может оптимально функционировать без комплекса информации о текущем состоянии объекта управления в наиболее трудных его режимах работы. Иначе говоря, звено, замыкающее канал обратной связи и обеспечивающее съем достоверной информации с объекта управления (человека), является одним из важных звеньев, без которого, в конечном счете, система управления становится разомкнутой, а, следовательно, невозможна ее эффективная работа. В ходе спортивной тренировки при помощи ТСО можно успешно обеспечить управление формированием специальных двигательных умений и навыков. Это могут быть тренажеры или автоматизированные системы управления. Тренажеры — это устройства, помогающие моделировать те или иные условия реальной деятельности, совершенствовать спортивную технику, развивать двигательные способности, совершенствовать анализаторские функции организма [43; 53; 101 и др.] Тренажеры позволяют создавать разнообразные ситуации и условия. В основу их конструкции могут быть положены различные механические, электрические, логические или информационные процессы, однако важно не то, как сделан тренажер, а то, что он позволяет моделировать биомеханические, психофизиологические координационные структуры движений. Применение тренажерных устройств в спорте позволяет создать недостижимые в естественных условиях возможности выполнения упражнений или их основных элементов. Конструктивные особенности таких тренажеров предполагают минимальные отклонения от рациональной техники выполнения запланированного двигательного действия. Это создает предпосылки для предотвращения ошибок и увеличивает вероятность достижения более высоких показателей по важнейшим характеристикам движений. Искусственно созданные при помощи тренажеров условия для достижения оптимальной координационной структуры движения позволяют определить пути более полной реализации функциональных возможностей спортсмена, разработки модели техники, обеспечивающей выход на запланированный результат [91]. Разработка средств контроля, методика их применения непосредственно в тренировочном процессе является одной из важнейших предпосылок обеспечения оптимального управления процессом подготовки высококвалифицированных спортсменов [31]. В литературе встречаются примеры классификации тренажеров по различным признакам: по назначению (для развития определенных двигательных способностей, качеств и навыков); по направленности (для освоения геометрии движений, биокинематической или биодинамической структуры); по характеру информационного обмена (с обратной связью и без нее); по конструктивным особенностям (механические, электрические, электромеханические, электронные, гидравлические, пневматические и др. [44; 86; 117 и др.]. Специальные тренажерные устройства позволяют широко моделировать различные режимы работы мышц в условиях специфической структуры спортивного упражнения. Условно их можно разделить на шесть групп:
Математическая модель динамики момента сил узла переменного сопротивления безынерционной мув
Математическое моделирование различных процессов в науке и технике является одной из бурно развивающихся в настоящий момент отраслей прикладной математики. Связано это, в первую очередь, с появлением мощных вычислительных средств, позволяющих проанализировать большой объем информации за приемлемое время. Естественно, не все процессы, которые встречаются в природе, допускают более ли менее адекватное математическое описание. Однако имеется широкий класс явлений и процессов, допускающих достоверное математическое моделирование и, следовательно, выводы на базе этих моделей имеют высокую информационную ценность. Кроме того, всегда имеется возможность корректировки моделей и связей между ними на основе данных наблюдений. Последнее обстоятельство позволяет создать весьма сложную систему, состоящую из многих подсистем, достаточно приближенную для описания изучаемого процесса.
Выгода от такого подхода заключается в возможности «проиграть» различные сценарии развития процесса на компьютере без особых затрат (в том числе финансовых) за короткое время. Более того, практика жизни такова, что некоторые «сценарии» развития какого-либо изучаемого объекта практически невозможно реализовать ввиду отсутствия, например, технической возможности. Если идет речь об экспериментальных исследованиях и невозможно создать, например, температуру выше 10 тыс.С с помощью данной установки, то это легко сделать в рамках созданной математической модели. Имеются и другие преимущества компьютерной модели перед реальной в вопросах прогнозирования динамикой развития изучаемого объекта.
Особенно хорошо моделируются некоторые технические устройства, динамики которых описываются в основном в соответствии со вторым законом Ньютона. Правильно построенная модель для таких объектов позволяет «проиграть» любую ситуацию его поведения, которая, возможно, недоступна в реальности в силу каких-либо физико-механических или технических ограничений. Кроме того, ввиду высокой адекватности математической модели реальным свойствам изучаемого объекта выводы, полученные из анализа модели, будут иметь объективную информационную ценность и достоверность.
Одним из распространенных методов познания биологических объектов является моделирование. Этот метод позволяет, используя основные законы физики, механики, математики, биологии, физиологии и других наук, объяснить функциональную структуру изучаемого процесса, выявить его существенные связи с внешними объектами, внутреннюю организацию, оценить количественные характеристики. Наиболее полно отражает гносеологическую суть модели определение В.А. Штофа [123]: «Под моделью понимается такая мысленно представленная или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте». Поиск аналога оригинала возможен на основе следующих типов моделей: детерминированные модели - модели, построенные на системах алгебраических, регрессионных и дифференциальных уравнений, уравнений в частных производных; статистические модели, предсказывающие вероятность различных событий. Общие подходы к моделированию движений человека.
Уже много лет проводят биомеханический анализ спортивных упражнений. На его основе делают выводы об эффективности тех или иных вариантов техники выполнения упражнений и разрабатывают рекомендации по их формированию и совершенствованию. И в этом плане биомеханические методы в методологической цепочке взаимосвязи теории и практики применяются ограниченно: первоначально спортсмены осваивают какое-либо движение, а лишь потом оно подвергается биомеханическому анализу, что свидетельствует о неполном использовании биомеханики как науки. В этом направлении заслуживает внимания работа Шалманова А. А. [122], в которой проведена классификация и логико-содержательный анализ метолов исследования двигательных действий человека и тенденций развития спортивной биомеханики, кроме того, усовершенствована механическая модель мышцы, разработаны методы анализа строения и двигательных действий.
Необходимо развивать принципиально новый подход в области теории и практики построения движений: в дополнение к уже известным формам движения необходимо разрабатывать технику упражнений с заранее планируемыми качествами и требуемыми свойствами. В этом случае кроме констатирующей функции научное биомеханическое исследование будет выполнять и функцию прогноза техники выполнения упражнений в ряде видов спорта, что дает при реализации результатов преимущество в конкурентной спортивной борьбе.
Функцию прогноза и расчета параметров нового по своим свойствам упражнения выполняет математическое моделирование. Исследование моделей или аналоговых конструкций стало в настоящее время общей методологией науки [79]. Моделирование, по сути, упрощает объект, сохраняя при этом его важнейшие с точки зрения исследователя свойства.
Анализ результатов эксперимента по измерению биомеханических характеристик становой тяги на инерционной мув при различных режимах сопротивления
Изучение состояния проблемы по доступной нам литературе показало, что проблема математического моделирования в спорте, по сравнению с другими отраслями науки, находится на начальной стадии своего развития. Это обстоятельство можно объяснить в первую очередь тем, что, по-видимому, спортивные методики в процессе тренировки, динамические показатели спортсмена, в том числе развиваемая мощность, сила, выносливость, совершаемая работа и т.д. математически плохо моделируются. Чтобы построить какую-либо полезную модель, необходимо, во-первых, выбрать исходные значения параметров для целей анализа, во-вторых, проанализировать выбранную структуру. Если принятая структура и исходные значения параметров не удовлетворяют исследователя, то следует искать способы улучшения модели. Например, заново проанализировать перечень элементов и способы связи элементов в составе объекта, изменить числовые значения параметров элемента, т.е. провести идентификацию математической модели. Такой процесс ее улучшения продолжается до тех пор, пока не получится оптимальная модель. Наконец, возникает вопрос о полезности полученной модели, о достоверности прогнозов, которые можно получить с ее помощью. Преимущество математической, как правило, компьютерной модели перед реальным педагогическим экспериментом заключается в том, что можно быстро и дешево оценить любую ситуацию, которая представляет интерес с точки зрения тренировочного процесса. Как отмечалось ранее, вопрос заключается в адекватности модели исследуемому явлению.
Заметим, что в последние годы проблема моделирования в биологии и медицине стала предметом совместного пристального внимания известных математиков, медиков и биологов [27; 29; 30; 56; 67; 68; 69; 71; 72; 73; 74; 80; 94]. Как отмечалось, хорошо моделируются физиологические процессы (регуляция уровня глюкозы в крови, прогнозирование состояния спортсмена в экстремальных ситуациях, регуляция аортального давления, иммунные процессы, функциональные и структурные параметры дыхания, регуляция дыхательного цикла, динамика кровотока в артериях и т.д.), патофизиологические процессы (модель иммунного ответа, патогенез начальной близорукости, моделирование кинетики роста опухолей, динамики эпидемических процессов при инфекционных болезнях человека, модели информационных процессов в нервной системе, модели возбуждения и сокращения мышц, модели аритмии сердца, модели тренировки в условиях гипоксии и т.д.). Тем не менее, не следует переоценивать значимость подобных моделей, поскольку реальные процессы, связанные с человеком (в том числе со спортсменом), весьма сложны.
Что касается тренажерных устройств, подобных ИМУВ и БМУВ, то их динамики моделируется идеально, и вопрос адекватности математической модели реальному объекту определяется тем, насколько точно измерены физико-механические характеристики элементов МУВ. Так как эти характеристики могут быть оценены достаточно точно путем вычислений или измерений, то и математическая модель будет высоко адекватной реальному объекту (исключение составляет сила трения цепи, приводящая в движение звездочки, точное измерение нелинейных свойств пружины в БМУВ и т.д.). Утверждение о высокой адекватности модели реальности основано на том, что динамика движения элементов МУВ основана на втором законе Ньютона применительно к вращательному движению. Нет сомнения в том, что при наличии точной информации об элементах МУВ построенные модели будут весьма адекватны реальной динамике движения.
Отличительной особенностью построенных математических моделей тренировочных машин является нелинейность, которая затрудняет их анализ. Точное количественное изучение динамики на обеих модификациях машин требует решения нелинейного дифференциального уравнения второго порядка с начальными условиями (задача Коши). К сожалению, как отмечалось выше, аналитические методы решения здесь малоэффективны и приходится прибегать к численным методам решения типа Рунге-Кутта.
Компьютерные методы анализа модели, благодаря быстродействию ЭВМ, позволяют организовать автоматическую и параллельную с экспериментальными данными выдачу информации с помощью прикладной программы, работающей по описанному в главе 3 алгоритму численного решения. В этом случае можно сравнить теоретические значения силы толкания штанги, скорости, ускорения, траектории движения, времени, работы и мощности с практически измеряемыми данными в процессе педагогического эксперимента. Если эти показатели совпадают с высокой точностью, то это говорит о высокой адекватности математической модели реальному объекту. Если теоретические и практические показания различаются, следует уточнить физико-механические характеристики элементов МУВ (например, моменты инерции вращающихся деталей, силу трения звеньев, упругие свойства пружины и т.д.).
Нет никакого сомнения в том, что модель, основанная на базе второго закона Ньютона, абсолютно точна (если не учитывать релятивистские эффекты). Кроме того, построенная модель позволяет качественно и количественно проанализировать без решения дифференциального уравнения способы достижения различных целей.
Констатирующий педагогический эксперимент по оценке эффективности использования двух модификаций тренажеров в течение одного тренировочного занятия
Созданные модели позволили теоретически объяснить наблюдаемое различие в силе, скорости, времени, совершаемой работе в зависимости от положения переменного узла сопротивления. Кроме того, в рамках модели инерционной и безынерционной МУВ, удается объяснить наблюдаемое в эксперименте достоверное различие данных на двух модификациях машин.
В рамках модели можно найти удовлетворительное теоретическое объяснение фактам максимальной силы, максимальной совершаемой спортсменом работы, минимальной скорости движения штанги, минимального времени подъема и т.д. в зависимости от начальной позиции узла переменного сопротивления.
Практически по всем замеряемым параметрам безынерционная МУВ имеет достоверные отличия с ИМУВ по совершаемой работе, силе толкания штанги, скорости движения грифа штанги, времени подъема. Как и теоретически предсказывалось, БМУВ имеет более динамические характеристики по сравнению с ИМУВ, а именно: совершаемая работа, сила выталкивания и время выполнения упражнения статистически достоверно меньше на БМУВ, чем на ИМУВ, а средняя скорость движения штанги больше на БМУВ.
Что касается развиваемой средней мощности на двух модификациях машин, то она оказалась примерно одинаковой для всех сравниваемых начальных положений узла переменного сопротивления. Из этих фактов можно сделать вывод о предпочтительности использования безынерционного варианта МУВ для тех видов спорта, где требуется большая скорость движения.
По окончании формирующего педагогического эксперимента: в первой группе не произошло достоверных различий в тестах скоростно-силовой направленности, а в тестах, характеризующих силовой, скоростно-силовой компоненты двигательного навыка и силовую выносливость достоверные изменения есть, во второй группе наблюдается достоверный сдвиг по всем тестовым показателям, межгрупповое сравнение показало явно выраженное преимущество в развитии скоростно-силового компонента двигательного навыка при использовании тренажера БМУВ, в то время как по качествам силы и силовой выносливости достоверных изменений нет Педагогический эксперимент показал, что для выбранного контингента спортсменов тренажер ИМУВ дает хорошие приросты в развитии физического качества силы и силовой выносливости. По-видимому, существенного развития скоростно-силовых качеств спортсменов при использовании данного тренажера можно ожидать при увеличении дополнительных пригрузов, размещаемых на инерционных частях тренажера. Безынерционная МУВ позволяет при достаточно малых величинах сопротивления пружины достичь хорошего эффекта тренировочных занятий в развитии физических качеств, о чем свидетельствует внутригрупповое сравнение по группе два. Но в сравнении с тренажером ИМУВ, тренажер БМУВ дает преимущество в развитии именно скоростно-силовых качеств, что, собственно, и было показано ранее в рамках отдельного занятия. Заключение. Приведенные теоретические исследования и педагогический эксперимент подтвердили корректность математических моделей двух видов машин, создающих различные режимы переменного сопротивления.
Количественный и качественный анализ математических моделей на основе численного и аналитического решения возникающих дифференциальных уравнений показал, что изменение нагрузок спортсмена в зависимости от начальных положений элементов ИМУВ и БМУВ совпадают с эмпирическими данными измерений по становой нагрузке спортсменов.
Созданные математические модели позволяют априорно оценить возможные параметры нагрузок спортсмена в зависимости от конструктивных особенностей тренажерных устройств, подбирать количественные характеристики его элементов, обеспечивающие необходимую динамику тренировочного процесса.
По результатам теоретического анализа математических моделей двух видов машин считаем целесообразным использовать инерционную машину управляющего воздействия для тренировок по силовым видам спорта, а безынерционную - для тренировочного процесса скоростно-силовых видов спорта.
