Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Анализ литературных источников 9
1.1. Реализация основного кинематического механизма разгибания ноги и выпрямления туловища в стартовом разгоне 11
1.1.1. Динамические и кинематические характеристики низкого старта 11
1.1.2. Биомеханические основы стартового разгона в спринте и футболе 15
1.1.3. Биомеханические закономерности передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи на опору 22
1.1.4. Факторы, влияющие на эффективность взаимодействия спортсменов с опорой при реализации основного кинематического механизма разгибания ноги и выпрямления туловища 26
1.1.4.1. Оптимум сгибания ног в коленном суставе 27
1.1.4.2. Разгибание суставов нижних конечностей 30
1.1.4.3. Оптимальное расстояние между стопами 32
1.2. Реализация основного кинематического механизма
маховых движений в спринте и футболе 33
1.2.1. Механические основы маховых движений руками 33
1.2.2. Биомеханические основы рациональной техники маховых движений руками 35
1.2.3. Вклад биомеханизма маховых движений 36
1.3. Реализация основного кинематического механизма "перевернутого маятника" - поворот тела относительно точки опоры 40
Заключение по главе 43
ГЛАВА II. Задачи, методы и организация исследования 45
2.1. Задачи исследования 46
2.2. Методы исследования 47
2.2.1. Метод тензометрии 47
2.2.2. Метод тензодинамометрии 49
2.2.3. Метод безинерционной спидографии 50
2.2.4. Метод велоэргометрии 50
2.3. Организация исследования 51
2.3.1. Первое направление исследования 51
2.3.2. Второе направление исследования 53
2.3.3. Третье направление исследования 54
2.4. Обработка данных 55
ГЛАВА III. Основные закономерности передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи при выполнении стартового разгона футболистами и спринтерами 56
3.1. Лимитирующие факторы передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи в статическом режиме для мышц нижних конечностей при различных углах в коленном суставе 57
3.2. Реализационная эффективность техники стартового разгона при различных способах постановки ног на опору 60
3.3. Координация движений верхних и нижних конечностей у футболистов и спринтеров в стартовом разгоне 63
3.4. Общие биомеханические критерии рациональной техники стартового разгона 67
ГЛАВА IV. Влияние строения и функций опорно-двигательного аппарата человека на организацию передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи на опору в стартовом разгоне 72
4.1. Анатомическое и биомеханическое обоснование рациональной техники постановки ног на опору в стартовом разгоне 72
4.2. Особенности реализации механизма маховых движений в стартовом разгоне 81
4.2.1. Маховое движение ноги 82
4.3. Направление векторов скорости центров масс звеньев тела при выполнении старта 84
Выводы 88
Практические рекомендации 92
Список литературы 103
Приложение 116
- Биомеханические закономерности передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи на опору
- Реализация основного кинематического механизма "перевернутого маятника" - поворот тела относительно точки опоры
- Реализационная эффективность техники стартового разгона при различных способах постановки ног на опору
- Направление векторов скорости центров масс звеньев тела при выполнении старта
Введение к работе
Актуальность. В проблеме совершенствования спортивно-технического мастерства весьма актуальными являются вопросы, связанные с поиском и биомеханическим обоснованием рациональной техники выполнения двигательных действий в различных видах спорта [16, 28, 73, 74]. До настоящего времени остаются до конца не сформулированными концепции об основных кинематических механизмах (ОКМ) взаимодействия спортсменов с опорой в наземных локомоциях с позиций реализационной эффективности спортивной техники [61, 73]. Решение этой проблемы необходимо искать, прежде всего, в биомеханических особенностях строения и функций опорно-двигательного аппарата человека.
По данной проблематике к настоящему времени накоплен обширный экспериментальный и теоретический материал [16, 19, 55, 56, 68, 69, 74, 88, 90, 96, 98, 107, 108, 109]. Однако в спортивной практике по-прежнему остаются спорными вопросы, связанные с техникой выполнения стартового разгона, например, в футболе и в легкоатлетическом спринте. Это связано с отсутствием биомеханических критериев, позволяющих обосновать рациональную технику выполнения стартового разгона с позиций закономерностей проявления основных кинематических механизмов - ОКМ разгибания ноги (ног) и выпрямления туловища, а также ОКМ маховых движений.
В связи с этим вполне очевидной стала необходимость изучить закономерности передачи силы действия на опору по замкнутым биокинематическим цепям и выявить факторы, лимитирующие и определяющие эффективность этой передачи в стартовом разгоне.
Объект исследования - основные кинематические механизмы взаимодействия человека с опорой в наземных локомоциях при
выполнении стартового разгона.
Предмет исследования - основные закономерности передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям и факторы, лимитирующие и определяющие эффективность этой передачи при выполнении стартового разгона.
Рабочая гипотеза. Изучение механизмов передачи силы действия по замкнутой биокинематической цепи на опору позволит обосновать рациональные варианты техники отталкивания у спортсменов разной специализации при различных условиях взаимодействия с опорой.
Цель исследования: изучить основные закономерности передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи при выполнении стартового разгона футболистов и спринтеров с учетом биомеханических особенностей строения и функций опорно-двигательного аппарата человека.
Научная новизна исследования состоит в том, что впервые дано биомеханическое обоснование рациональной техники выполнения стартового разгона в футболе и легкоатлетическом спринте. В частности, определено количественно влияние способа постановки стоп на опору и маховых движений руками на результат стартового разбега.
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена необходимость использования преодолевающего режима сокращения мышц нижних конечностей в начале стартового разгона у футболистов и спринтеров.
Экспериментально доказано теоретическое предположение о том, что максимальные силовые возможности двусуставных мышц задней поверхности бедра и голени реализуются при оптимальном значении угла в коленном суставе в стартовом разгоне.
Выявлены общие закономерности и лимитирующий фактор в передаче усилия по замкнутой биокинематической цепи на опору в статическом режиме сокращения мышц нижних конечностей.
Дана количественная оценка явлению физиологического резонанса у футболистов и спринтеров при взаимодействии с опорой.
Теоретическая значимость работы состоит в том, что результаты исследования вносят существенный вклад в изучение проблемы биомеханических основ совершенствования спортивно-технического мастерства в наземных локомоциях. Показано, в частности, как расположение и движение звеньев тела человека влияет на эффективность передачи силы действия по замкнутой биокинематической цепи на опору и, как следствие, на результат стартового разгона в футболе и легкой атлетике.
Практическое значение исследования заключается в следующем.
Полученные данные о рациональной технике стартового разгона и ее
реализационной эффективности являются завершенным
экспериментальным материалом, который может быть включен в соответствующие разделы учебников по биомеханике для институтов физической культуры.
Кроме этого данные аналитического обзора, результаты экспериментов и рекомендации представляют практический интерес, и могут быть использованы в педагогическом процессе при обучении технике стартового разгона в игровых и циклических видах спорта, а также в легкой атлетике, спортивной гимнастике и акробатике. Кроме этого они могут быть использованы в качестве учебного материала по вопросам теории и методики указанных видов спорта.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Эффективность передачи силы действия на опору для нижних конечностей определяется положением и максимальными силовыми
возможностями "слабого" звена в последовательной замкнутой кинематической цепи.
2. Биомеханические особенности строения и функций нижних
конечностей, среди которых ведущую роль играет максимальная сила
двусуставных мышц задней поверхности бедра и голени, влияют на
реализационную эффективность техники стартового разгона. В свою
очередь величина этой силы зависит от положения ног и, в частности, от
угла в коленном суставе.
Специфика вида спорта и квалификация спортсменов влияют на координацию движений верхних и нижних конечностей при стартовом разгоне.
Рациональная техника стартового разгона должна строиться на основе биомеханических критериев эффективной реализации основных кинематических механизмов взаимодействия спортсменов с опорой.
Апробация работы. Результаты исследования отражены в публикациях и доложены на конференции студентов и молодых ученых РГУФК (Москва, 2005).
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. В тексте диссертации имеется 5 таблиц и 18 рисунков. Список литературы включает 122 источника, из которых 46 -иностранные.
Биомеханические закономерности передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи на опору
Большая длительность соревновательного периода не позволяла футболистам сохранять достигнутый к периоду начала соревнований уровень скоростно-силовой подготовленности;
Нерациональный календарь соревнований, а именно проведение футболистами двух календарных игр в неделю в течение нескольких недель, что не давало им возможности полноценно восстанавливаться после нагрузок, и неравномерные (от трех до десяти дней) хаотично чередующиеся межигровые интервалы.
Преобладание в тренировочном процессе футболистов нагрузок аэробного (до 63% тренировочного времени) и аэробно-анаэробного характера (до 23%) и явно недостаточное внимание (всего до 14%) к скоростно-силовой подготовке игроков. Рассмотренный материал позволил нам сделать вывод о том, что стартовый разгон на 15 м является информативным тестом для оценки специальной работоспособности футболистов. При взаимодействии с опорой нижнюю конечность следует рассматривать как замкнутую кинематическую цепь. В замкнутой цепи изолированные движения в одном суставе невозможны: в движение неизбежно одновременно вовлекаются и другие соединения. Эта биомеханическая особенность опорно-двигательного аппарата имеет свое морфологическое объяснение. Так для нижних конечностей передача усилий на опору может осуществляться двусуставными мышцами, т. е. прямой мышцей бедра, двуглавой и икроножной мышцами. Поэтому движение, например, в коленом суставе может передаться по биокинематической цепи одновременно к голеностопному и тазобедренному суставам [30,31]. Графический способ расчета силы давления ногой на педаль (велосипеда) в статическом режиме и теоретический анализ механической модели объясняют причину изменения сил давления ноги на опору в наземных локомоциях при разных углах в коленном суставе [62]. В местах крепления к костным рычагам вектор силы тяги двусуставных мышц был разложен на две составляющих. Одна действует вдоль звена и приложена к суставу (например, к коленному), а другая - в направлении перпендикулярном к звену, создавая момент силы, обеспечивающий разгибание ноги в коленном суставе при угле больше 125. Расчеты этих сил показали, что по мере выпрямления кинематической цепи они становятся бесконечно большими при полном выпрямлении ноги (рис. 6). Авторы отмечают, что три мышцы (ягодичная, двуглавая и икроножная) создают результирующую силу, которая обеспечивает подобный эффект при условии, что нога находится на опоре. Все двусуставные мышцы создают в суставах, через которые они проходят, моменты сил противоположной направленности (например, сгибают коленный сустав и разгибают тазобедренный и наоборот) [30]. Факт передачи энергии двусуставными мышцами от проксимального сустава (тазобедренного) к дистальному (голеностопному) был подтвержден при изучении спортивных локомоций, а также в статическом режиме сокращения этих мышц методом электромиографии (рис. 7). Так в исследовании Никитина С.А. (2001) впервые было показано, что именно эти мышцы принимают активное участие в разгибании ноги в коленном суставе при условии, что угол в нем больше 125. Чем больше угол, тем больше электрическая активность этих мышц. Прямая мышца бедра сокращалась в изометрическом режиме, так как ее электрическая активность оставалась неизменной при разных углах в этом суставе [96, 110,111]. Последовательность их включения в работу была следующей: 1. Первой включалась прямая мышца бедра. Среднее значение интервала времени между появлением электрической активности в этой мышце и последующим, а именно через 0,085 с (от -0,135 до 0,0035 с) проявлением силы действия ног на опору, не зависит от угла в коленном суставе. 2. Следующей включалась икроножная мышца (-0,057 от -0,109 до -0,018 с) и затем двуглавая мышца бедра (0,017 от -0,035 до 0,041 с). Вторая особенность заключается в том, что время между началом электрической активности двусуставных мышц задней поверхности бедра и голени и моментом проявления сил давления ног на опору увеличивается с увеличением угла в коленном суставе.
Реализация основного кинематического механизма "перевернутого маятника" - поворот тела относительно точки опоры
Исследование проводилось в трех направлениях и включало семь экспериментов. В экспериментах приняли участие 42 испытуемых. Среди них футболисты клубов "Динамо" (рост 181,2±4,7 см; вес 76,8±7,0 кг; п=9) и "РГУФК" (рост 177,0±4,76 см; вес 71,9±4,7 кг; п=15), а также две группы спринтеров - спортсмены первого разряда (рост 176,5±4,48 см; вес 69,0±3,04; п=9) и КМС-МС (рост 179±2,35; вес 75,6±5,03; п=9).
Это направление исследования посвящено анализу взаимосвязи между максимальной статической силой давления ног на опору при различных углах в коленном суставе и временем стартового разгона при двух различных способах постановки стоп на первых 4-5 шагах разбега спринтеров с низкого и высокого старта.
Первый эксперимент. Методика оценки максимальной силы давления стоп на опору в статическом режиме разрабатывалась с учетом исключения влияния мышц - разгибателей спины. Упор осуществлялся стопами и тазом. В этих условиях максимальная сила давления стопами на опору у отдельных испытуемых была более 800 кг (сила измерялась в ньютонах). Результаты этого эксперимента позволили выявить общие закономерности и вклады мышц передней и задней поверхности бедра и голени в результирующую силу давления ног на опору.
Каждый испытуемый проявлял максимальную статическую силу при трех значениях угла в коленном суставе: 85; 125 и 155. Из курса спортивной метрологии известно, что тест на оценку максимальной силы принято считать надежным. Это дало нам право оценивать этот показатель по лучшей из двух попыток. Сравнительный анализ динамики средних значений абсолютной и относительной сил давления ног на опору проводился на футболистах команды РГУФК (п = 9) и легкоатлетах спринтерах (п = 9; КМС и МС). Второй эксперимент. Полученные в первом эксперименте результаты позволили выдвинуть предположение о том, что выполнение в педагогическом тестировании стартового разгона на больших углах в коленном суставе на первых 3-4 шагах позволит спортсменам сократить его время. Увеличение угла было достигнуто следующим способом. Испытуемым предложили ставить ногу при разгоне в сторону на всю стопу с ее разворотом наружу - "елочкой". В этом случае мышцы нижних конечностей должны были сокращаться в преодолевающем режиме, исключив амортизацию в голеностопном суставе. Отталкивание должно было сопровождаться активными колебаниями туловища в стороны. Такой способ мы назвали "силовой". Каждый испытуемый выполнял поочередно попытку удобным для него способом и "силовым". Следует отметить, что испытуемые специально не тренировались для того, чтобы освоить этот способ. Регистрировали время разгона на 15 м. По разнице результатов тестирования оценивали абсолютную и относительную эффективность "силового" способа разгона на первых 3-4 шагах. В эксперименте приняли участие 18 спринтеров разной квалификации -1 разряд (п =9) и КМС-МС (п =9). Третий эксперимент. Для количественной оценки потерь в передаче усилия стопой в статическом режиме был проведен третий эксперимент с участием 4 добровольцев. Тестирование могло сопровождаться травмой голеностопного сустава, поскольку давление на опору осуществлялось одной ногой не только на всю стопу, но на плюсно-фаланговый сустав. Испытуемые поочередно выполняли это задание при угле 130 и 155. В этом эксперименте мы стремились количественно оценить, какое максимальное давление будет на первых четырех шагах, если ставить ногу на опору с носка. Это направление исследования было посвящено реализации в стартовом разгоне основного кинематического механизма маховых движений. Четвертый эксперимент. Результаты педагогического тестирования команды по футболу РГУФК позволили оценить координацию движений верхних и нижних конечностей по величине вклада маховых движений руками в изменение максимальной скорости и времени бега при стартовом разгоне с махом и без маха руками (руки за спиной). В педагогическом тестировании приняли участие игроки команды РГУФК по футболу (п=15) и две группы спринтеров (I разряд, п=9 и КМ-МС, п=9). Легкоатлеты также выполняли это задание для "силового" способа постановки стоп на опору. Это направление исследования посвящено проблеме биомеханического обоснования явления физиологического резонанса в наземных локомоциях и его связи с рядом тестов, характеризующих силовые, энергетические возможности футболистов высокой квалификации, а также его связи с координационными способностями при реализации основных кинематических механизмов: а) маховых движений и б) механизма разгибания ног и выпрямления туловища. Пятый эксперимент был проведен с целью оценки величины оптимального темпа у футболистов и спринтеров. В качестве теста были выбраны прыжки на месте с оптимальным (удобным для испытуемых) темпом и соответствующей ему высотой прыжков на правой, левой и двух ногах (как прыжки со скакалкой без маха руками). Метрологическая надежность этого теста считается отличной [64]. Величина оптимального темпа рассчитывалась: 1) из отношения количества прыжков ко времени их выполнения за 15 с; 2) как отношение единицы ко времени одного цикла в прыжках на тензоплатформе. Каждого испытуемого настраивали на длительное время выполнения этих прыжков. В эксперименте приняли участие две группы спринтеров разной квалификации (п=9 в каждой группе) и футболисты команды "Динамо" (п=9 ) В шестом эксперименте футболисты команды "Динамо" выполняли работу на велоэргометре максимальной анаэробной мощности (МАМ). Рассчитывались индивидуальные и средние значения МАМ и была дана оценка уровня их развития. Все игроки тестировались на оценку максимальной силы ног в статическом режиме при трех значениях угла в коленном суставе (как в первом эксперименте). В седьмом эксперименте оценивалось умение футболистов использовать собственно силовые возможности мышц ног, их упругие свойства, а также координацию движений верхних и нижних конечностей. Для этого они выполняли следующие три вида прыжков: 1. Прыжок вверх с места без амортизации и маха руками из исходного положения при угле в коленном суставе близком к 85; 2. Прыжок вверх с места с амортизацией, но без маха руками; 3. Прыжок вверх с места с амортизацией и махом руками. По высоте первого прыжка оценивались силовые возможности сократительного эквивалента мышц нижних конечностей. Разница в высоте 1 и 2 прыжков свидетельствовала об умении спортсмена рекуперировать энергию упругой деформации при амортизации. По разнице высот между 2 и 3 прыжками можно судить о величине вклада маховых движений руками.
Реализационная эффективность техники стартового разгона при различных способах постановки ног на опору
Обращает на себя внимание тот факт, что вклад маховых движений у футболистов статистически меньше, чем у спринтеров разной квалификации (5,6%, а также 8,5 и 9,1% соответственно).
Мы объяснили это различие, прежде всего, следующими обстоятельствами: - наличием единоборства за мяч, которое не позволяет сформировать рациональную технику этих движений; - отсутствием целенаправленной методики обучения этим движениям на ранней стадии формирования спортивно-технического мастерства у юных футболистов. Сопоставление вкладов рассматриваемых биомеханизмов разгибания ноги и маховых движений в увеличение силы давления ноги на опору и улучшение результата стартового разгона показало следующее: 1. Наибольшая его величина обеспечивается техникой выполнения маховых движений руками. Они способствовали при правильной технике их выполнения сокращению времени разгона на 9%, т.е. в среднем на 0,203c(p 0,001). 2. "Силовой" способ постановки ноги на опору позволил улучшить результат в среднем еще на 4%. Таким образом, суммарный вклад этих двух основных кинематических механизмов составил в среднем 13%. 3. С высокого старта спринтеры разгонялись в среднем на 3,36% медленнее, чем с низкого (2,39±0,05 и 2,31±0,06 с соответственно при обычном способе постановки стоп, и 2,29±0,06 и 2,22±0,04 с - при "силовом"). Следовательно, различие в средних значениях стартового разгона футболистов и спринтеров с высокого старта было обусловлено не только техникой маховых движений, но и покрытием. На газоне - 2.62 с, а у спринтеров на тартане - 2,39 с (различие между средними значениями для этих групп было статистически достоверно при р 0,001, и составило 8,8%). 4. В этих экспериментах удалось количественно оценить вклад не только способа постановки ног на опору, но и влияние спортивной обуви на эффективность отталкивания. Так спринтеры в шиповках выполняли стартовый разбег в среднем быстрее на 0,16 с, т.е. на 7% (2,21±0,07 и 2,37±0,08 с; V=3% и V=3,2% соответственно). Однако по-прежнему не было уверенности в важности силовых возможностей двусуставных мышц задней поверхности бедра и голени в обеспечении стартового разгона. Их реализационная эффективность была оценена с помощью корреляционного анализа. Его результаты позволили ответить на вопрос, при каком угле в коленном суставе максимальная статическая сила давления ног (ноги) на опору в большей мере влияет на результат стартового разгона. В педагогическом тестировании спринтеры первой группы, принявшие участие в первом эксперименте, выполняли стартовый разгон на 15-метровом отрезке (рис. 14). 1. Время трех способов стартового разгона зависит от максимальной силы мышц ног, зарегистрированной в статических условиях при угле в коленном суставе 125 (г = -0,98). 2. На время стартового разгона "силовым" способом отталкивания ногами от опоры на первых 4-5 шагах разбега влияет также максимальная сила мышц ног при угле в коленном суставе 155. При проведении тестирования в условиях статики необходимо учитывать факт увеличения угла в коленном суставе в среднем на 10 в момент достижения максимума силы из-за деформации ягодичной мышцы и частично суставов ног. В работах ряда авторов доказано теоретически и экспериментально, что двусуставные мышцы задней поверхности бедра и голени создают результирующую силу тяги, обеспечивающую разгибание ноги на опоре [70, 62, 73, 50]. Этот феномен наблюдается, если угол в коленном суставе больше 125. Учитывая, что в различных беговых упражнениях амортизация в коленном суставе близка к 130, можно на основе полученных нами данных сделать вывод о том, что для эффективного стартового разгона как футболистам, так и спринтерам необходимо увеличить силовые возможности двусуставных мышц задней поверхности бедра и голени. 3. Наличие связи между силой при угле в коленном суставе 85 и временем стартового разгона указывает на важность использования маховых движений руками в разгоне с низкого старта (г = -0,59 для "силового" и г = -0,65 для обычного способов разбега). Третье направление исследования посвящено проблеме биомеханического обоснования явления физиологического резонанса в наземных локомоциях и его связи с рядом тестов, характеризующих силовые, энергетические возможности футболистов высокой квалификации, а также его связи с координационными способностями при реализации основных кинематических механизмов: а) маховых движений и б) механизма разгибания ног и выпрямления туловища.
Этот эксперимент был проведен с целью оценки величины оптимального темпа у футболистов и спринтеров.
Согласно литературным данным, величина оптимального темпа не связана с ростом, весом и величиной внешней нагрузки на мышцы нижних конечностей. Этот феномен, по мнению авторов, связан с явлением физиологического резонанса. Они выдвинули обоснованное предположение о том, что величина оптимального темпа зависит от мышечной композиции и поэтому этот показатель консервативен и индивидуален. Так, у стрелков из лука и пистолета, а также у танцоров его средняя величина равна соответственно 2,1; 2,0 и 2,1 Гц. В эту же группу вошли пловцы - 1,98 Гц и представители художественной гимнастики - 2,2 Гц. Максимальная средняя величина этого показателя у акробатов 2,54 Гц.
Поскольку скорость на дистанции зависит от произведения длины шагов на их темп, мы попытались оценить значение оптимального темпа у футболистов и спринтеров и по полученным средним ориентирам косвенно оценить их мышечную композицию (табл. 5).
Направление векторов скорости центров масс звеньев тела при выполнении старта
Для двуглавой мышцы бедра обратная картина - сгибание в первом и одновременное разгибание во втором (рис. 16Б). Бег по рыхлому песку создает идеальные условия для тренировки икроножной мышцы в уступающем режиме сокращения. Пятка проваливается в песок во время одновременного разгибания ноги в коленном суставе (рис. 16В).
Таким образом, рекуперация энергии упругой деформации, накопленной в этих мышцах при амортизации и разнонаправленном движении в смежных суставах, может передаваться по замкнутой кинематической цепи от более мощных мышц таза к голеностопному и плюсно-фаланговому суставам [30, 56]. Согласно нашим данным, мышцы, обслуживающие последний сустав в этой кинематической цепи, являются "слабым" звеном. Однако травмы двуглавой мышцы (разрыв ее соединительно-тканных образований) при взаимодействии спортсменов с опорой в спринте дают основание предполагать, что эта мышца тоже может быть "слабым" звеном.
Используя биомеханическую модель, мы попытались объяснить причину разрыва двуглавой мышцы бедра в спринтерском беге и в футболе (рис. 16Г). При этом мы учитывали следующие анатомические и функциональные особенности ягодичной и двуглавой мышц (рис. 15): 1. Большая ягодичная мышца, сильная, крупнопучкового строения, рельефно выступает благодаря своей большой массе в ягодичной области. Располагаясь поверхностно, имеет широкое начало: от гребня подвздошной кости проходит косо вниз и латерально прикрепляется к ягодичной бугристости бедренной кости. Сокращаясь всей массой, большая ягодичная мышца осуществляет разгибание в тазобедренном суставе. Особенно следует отметить, что при фиксированной нижней конечности на опоре эта мышца разгибает и туловище, удерживая последнее в вертикальном положении на головке бедренной кости. 2. Двуглавая мышца бедра, имея большую протяженность, способна развивать большую силу, действуя как на тазобедренный, так и на коленный сустав [30]. Согласно литературным данным, "загребающий" способ постановки ноги на опору характеризуется у спринтеров высокой квалификации наличием отрицательной посадочной скорости стопы. Этому способствует активное сведение бедер при выполнении махового движения ногой [68]. Потеря контроля за этими движениями приводит к тому, что посадочная скорость становится положительной и спортсмен кратковременно наталкивается на опорную ногу. Туловище по инерции, согласно закону сохранения количества движения, ускоряется вперед. Мышцы -разгибатели спины и ягодичная мышца напряжены и передают усилие на ускоренный поворот таза по часовой стрелке. Вследствие этого происходит разрыв двуглавой мышцы. На основе этих теоретических умозаключений можно с некоторой степенью вероятности предположить, что двуглавая мышца не является "слабым" звеном в рассмотренной последовательной кинематической цепи. Причиной травмы является ошибка в технике постановки ноги на опору и выполнении маховых движений. В монографии Зациорского В.М. с соавторами (1981) отмечены еще две биомеханические особенности двусуставных мышц. 1. При одновременном разгибании или сгибании в двух смежных суставах длина проходящих через них двусуставных мышц изменяется очень мало или даже не изменяется вообще - мышца работает в изометрическом (статическом) режиме сокращения. Следовательно, согласно зависимости "сила - скорость", полученной на изолированной мышце, в статическом режиме она проявляет большую силу, чем в преодолевающем. Однако в свете новых данных о зависимости электрической активности двусуставных мышц от угла в коленном суставе этот вывод справедлив только для прямой мышцы бедра (глава 1, раздел 1.1.3, рис. 7). Напряжение икроножной и двуглавой мышц существенно возрастает с увеличением угла в коленном суставе. В этой связи высказывание о метаболических и неметаболических затратах энергии путем ее рекуперации в этих двух мышцах требует дальнейшего уточнения. В работе Никитина А.С. (2001) отсутствие изменения электрической активности прямой мышцы бедра с увеличением угла в коленном суставе объясняется следующим: 1. Во-первых, связано с особенностью соединения дистального конца этой мышцы с передней большеберцовой костью (через коленную чашечку). 2. Во-вторых, компенсаторные движения в тазобедренном и коленном суставах, т.е. при сгибании ног в них, существенно не изменяют ее длину, а, следовательно, и зону перекрытия между акто-миозиновыми комплексами сократительной компоненты этой мышцы.
Наличие длинных сухожилий на дистальных концах икроножной мышцы и двуглавой мышцы бедра свидетельствует в пользу того, что в последовательной цепи компонент этих мышц (сократительная, связующая и последовательная упругая) связующая компонента отличается большей длиной от других мышц, в том числе и прямой мышцы бедра.
Следовательно, при малых углах в коленном суставе имеет место провисание этой компоненты и этим обусловлено их более позднее включение, чем при больших углах. Таким образом, можно заключить, что в статическом режиме имеет место строго определенная последовательность включения мышц в работу - от проксимальных к дистальным.
Аналогичная последовательность включения мышц нижних конечностей наблюдалась различными авторами при изучении взаимодействия спортсменов с опорой в наземных локомоциях [78, 90, 96, 110,111].
Представленный выше материал не только дает общее представление об организации управления мышцами нижних конечностей в статическом режиме, но и позволяет выявить основные факторы, лимитирующие и определяющие эффективность передачи силы действия нижних конечностей на опору в статическом режиме.
