Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЯ
ГЛАВА І. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 14
1.1. Роль руки и кисти в эволюционном процессе 17
1.2. Движения и функции кисти 20
1.3. Биодинамика мышечного сокращения, отношение сила - скорость 29
1.4. Энергии упругой деформации в мышцах и сухожилиях 30
1.5. Вклад звеньев кинематических цепей двигательного аппарата человека и их влияние на спортивный результат 34
ГЛАВА П. ЗАДАЧИ, И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 38
2.1. Задачи исследования 38
2.2. Общая характеристика методов и организации исследования 38
2.3. Методика и организация первой серии экспериментов 39
2.3.1. Использованная аппаратура 40
2.3.1-І. Киноаппаратура 40
2.3.1.2. Приспособления для фиксации кисти 40
2.3.2. Расположение кинокамеры во время эксперимента 42
2.3.2.1. Расположение кинокамеры во время киносъемки толкания ядра 42
2.3.2.2. Расположение кинокамеры во время киносъемки метания диска 42
2.3.2.3. Расположение кинокамеры во время киносъемки метания копья
2.3.3. Контингент испытуемых 44
2.3.4. Организация первой серии экспериментов з
2.3.5. Методы обработки экспериментальных данных 45
2.3.5.1. Предварительная обработка 45
2.3.5.2. Статистическая обработка 46
2.4. Методика и организация второй серии экспериментов 46
2.4.1. Использованная аппаратура 46
2.4Л.І. Конструкция установки 48
2.4.1.І. I. Инерционная часть 48
2.4.1.1.2. Пусковой механизм 55
2.4.1.1.3. Датчик измерения скорости конуса 56
2.4.1.1.4. Датчик измерения силы 57
2.4.1.1.5. Вспомогательные приспособления 58
2.4.1.1.6. Каретка для выполнения движения при предварительном растягивании мышц 62
2.4.1.1.7. Биомеханическое опйсашіе движений испытуемого на экспериментальной установке 64
2.4.1.1.8. Датчик Измерения скорости каретки 66
2.4.1.1.9. Регистрирующая аппаратура
2.4.2. Контингент испытуемых 67
2.4.3. Организация второй серии экспериментов 69
2.4.4. Методы обработки экспериментальных данных
2.4.4.1. Предварительная обработка 72
2.4.4.2. Статистическая обработка 80
2.5. Методика и организация третьей серии экспериментов 80
2.5.1. Использованная аппаратура 81
2.5.2. Контингент испытуемых 81
2.5.3. Организация третьей серии экспериментов 84
2.5.4. Методы обработки экспериментальных данных 85
ГЛАВА Ш. ВКЛАД ДВИЖЕНИЯ КИСТИ В ДОСТИЖЕНИЕ СПОРТИВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИ МЕТАНИЯХ 88
3.1. Спортивный результат и скорость вылета снаряда при метаниях в обычных условиях и в условиях фиксации кисти 88
3.1.1. Результаты в толкании ядра 88
3.1.2. Результаты в метании копья 91
3.1.3. Результаты в метании диска 94
3.2. Киноциклограммы и скоростные характеристики движения суставов верхней конечности в обычных условиях и в условиях фиксации кисти 97
3.2.1. Киноциклограммы и скоростные характеристики движений в толкании ядра 98
3.2.2. Киноциклограммы и скоростные характеристики движений в метании копья 104
3.2.3. Киноциклограммы и скоростные характеристики движений в метании диска 108
3.3. Заключение по главе. ИЗ
ГЛАВА ЗУ. ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГИИ УПРУГОЙ ДШОРМАЦИИ МЫШЦ И СУХОЖИЛИЙ НА ШОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЙ 116
4.1. Биомеханические характеристики основных движений кисти в зависимости от эквивалентной массы 116
4.1.1. Зависимость максшлальной силы от эквивалентной массы 117
4.1.2. Зависимость времени взаимодействия от эквивалентной массы. 123 Стр.
4 1.3. Зависимость импульса силы от эквивалентной массы 125
4.1.4. Зависимость максимальной скорости от эквивалентной массы 132
4.1.5. Зависимость кинетической энергии от эквивалентной массы 143
4.2. Биомеханические характеристики движения после предварительного растягивания мышц в зависимости от эквивалентной массы 148
4.2.1. Зависимость максшлальнои силы от эквивалентной массы, 149
4.2.2. Зависимость времени взаимодействия от эквивалентной массы 152
4.2.3. Зависимость времени сокращения от эквивалентной массы. 152
4.2.4. Зависимость импульса силы от эквивалентной массы 155
4.2.5. Зависимость максимальной скорости от эквивалентной массы 161
4.2.6. Зависимость средней скорости сокращения от эквивалентной массы 168
4.2.7. Путь, пройденный рабочей точкой кисти 172
4.2.8. Зависимость кинетической энергии от эквивалентной массы 175
4.3. Накопление энергии упругой деформации и ее влияние на биомеханические характеристики движения 177
4.3.1. Накопление энергии упругой деформации в мышцах и -сухожилиях - сгибателях кисти за счет пред-вательного их растягивания 179 Стр.
4.3.2. Влияние накопления энергии упругой деформации на максимальную скорость 186
4.3.3. Влияние накопления энергии упругой деформации на скорость сокращения мышц 189
4.3.4. Влияние накопления энергии упругой деформации на максимальную проявляемую силу 193
4.4. Заключение по главе. 197
ГЛАВА У. ВЛИЯНИЕ ИЗШРАТЕЯЬНОИ ТРЕНИРОВКИ МЫШЦ ЛУЧЕ-ЗАПЯСТНОГО СУСТАВА И КИСТИ НА ДОСТИЖЕНИЕ В ТОЛКАНИИ ЯДРА (ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ) 201
5.1. Сравнение развития сил мышц сгибателей кисти в экспериментальной и контрольной группах 202
5.2. Анализ существенности различий 209
5.3. Корреляционный анализ. 209
5.4. Заключение по главе. 212
ВЫВОДЫ 213
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 216
ЛИТЕРАТУРА. 217
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Введение к работе
В нашей стране - на Кубе - все большее внимание уделяется научным исследованиям в области спорта, особенно в тех олимпийских видах спорта, где ожидается серьезное улучшение результатов, а также в видах, пользующихся наибольшей популярностью: бейсбол, легкая атлетика, волейбол. Именно в этих видах спорта кисть является связующим звеном между снарядом и спортсменом и на нее возлагается функция не только корректирующего элемента, но и обеспечения скоростного и силового компонентов движения.
Кисть человека является звеном верхней конечности с наибольшим количеством вращательных и поступательных степеней свободы.
Движением кисти волейболист подает и переводит мяч, нападает и блокирует нападение противника ; теннисист передает движение ракетке ; в бейсболе битатист направляет биту, очень быстро изменяя ее траекторию в нужный момент и передает необходимое количество движения, чтобы ударить по мячу. В том же виде спорта метатель выполняет быстрый прямой бросок и посредством вращательных движений кисти добивается резкого изменения траектории полета мяча в сторону или вниз в конце его полета (так называемые "кривой бросок в сторону" и "кривой бросок вниз"). Движением кисти защитник реализует прием мяча. В бейсболе даже укоренились выражения (в дословном переводе с испанского) "игрок хороших запястий" и "игрок хороших кистей", чтобы выразить мастерство соответственно нападающего игрока и защитника. С помощью кистей пловец отталкивается в воде и гимнаст может выполнять упражнения на перекладине, держит "крест", осуществляет захват ручек коня и отталкивается в прыжке. Кисти спортсменки художественной гимнастики выполняют прекрасные движения, позволяют совершать действия большой сложности и точности со снарядами. Кистями штангист совершает захват штанги и борец захват противника. При метаниях в легкой атлетике кисть - звено тела, позволяющее осуществить захват снаряда и находиться в контакте с ним от начала до конца движения.
Таким образом, движения кисти играют исключительно важную роль во многих видах спорта. Однако, функции и движения кисти в спорте и ее вклад в спортивный результат до сих пор мало изучены. Анализ научных работ на эту тему подтверждает сказанное.
Несомненно исследование функции кисти в спорте представляет богатейшую область изучения, которая пока мало затронута. Перед биомеханикой как наукой о законах движения человека и другими смежными дисциплинами стоит задача решения этого актуального вопроса.
С давних времен возник интерес к движениям кисти, что было вызвано важнейшей ролью этого звена тела, участвующего почти во всех видах деятельности человека. В конце 80-х годов прошлого столетия вышла в свет работа W- Вго и пе } О. /7 s с he г /223/ о движениях в суставах кисти.
На исключительную роль кисти в происхождении человека и общества указывали Ч.Дарвин /82/ и Ф.Энгельс /I/. Ф.Энгельс придавал большое значение роли кисти с ее тонкими дифференцированными движениями в процессе эволюционного развития человека. "Только благодаря труду..., - писал он, - ...человеческая рука достигла высокой степени совершенства". Как говорил Ч.Дарвин "...человек не мог достигнуть преобладающего положения в природе без рук, которые так удивительно приспособлены к действиям по указанию воли" /I, с488 ; 82, с. 102/.
Мультифункциональная кисть руки человека морфологически близка к идеальной конструкции /цит. по Е.И.Даниловой - 81/. При помощи руки и ее важнейшего звена - кисти человек осуществляет многие жизненно необходимые двигательные акты. Как известно, мультифункпиональная кисть человека в состоянии осуществлять многочисленные различные действия. Кисть человека играет ведущую роль во всех ежедневных бытовых, трудовых, спортивных движениях человека. Многообразие биомеханических функций кисти определяет сложность ее анатомического строения В литературе насчитывается большое количество работ /114, 117, 120, 168, 172, 197, 198 и др./, посвященных изучению кисти с точки зрения анатомии. Многие из них, в большинстве выполненные на основе препаратов и рентгеновского метода, очень важны для хирургии, реабилитации и ортопедии и обогащают общие знания об этом важном звене тела.
В последнее десятилетие в медицине интерес к кисти и пальцам со всем многообразием их патологии и лечебных проблем неимоверно возрос. Началось издание специализированных научных журналов о строении, функционировании и патологии кисти, вышел в свет ряд монографий, создались научные общества по хирургии кисти и пальцев, проводятся симпозиумы, конгрессы, организуются семинары и курсы, касающиеся различных проблем повреждения и лечения кис ти и пальцев. Это является логичным результатом накопления богатых специфических знаний о кисти и пальцах в различных аспектах их изучения в медицине /139/.
Относительно небольшое количество работ посвящено антропометрическим измерениям кисти и ее возрастным особенностям, но лишь несколько из них затрагивает область спорта /168, 172 и др./
Серьезное внимание уделяется исследованиям функции кисти специалистами протезирования и протезостроения /4, 5, 9, II, 20, 49, 51, 74, 108, 109, 181, 191, 192 и др./. Это обусловлено главным образом стремлением к постоянному совершенствованию искусственной кисти, в частности, стремлением сделать ее функционирование ближе к функционированию здоровой кисти.
Измерение максимальной силы сжатия кисти методом динамометрии настолько распространено, что в спортивной литературе часто встречается термин "сила кисти" без указания, о какой именно силе идет речь. При этом нередко встречаются противоречивые данные. Надо отметить, что существуют очень интересные и серьезные исследования в этой области, но они еще недостаточны. Динамометрия кисти требует дальнейшего изучения и дифференциации. Анализ специальной литературы показывает, что изучение функций кисти производилось, как правило, лишь в статическом режиме, что не дает достаточно четкой информации о ее поведении в условиях выполнения двигательных действий человека.
Отсутствуют работы, посвященные функционированию кисти в легкоатлетических метаниях. В литературе об этих видах спорта нет глубокого описания работы кисти при выполнении данных движений, в отличие от других участвующих звеньев тела, которые подвергались изучению многими исследователями (например, работы правой и левой ноги и работа туловища).
Трудность рассмотрения задач, связанных с проблемой функционирования кисти в спортивных метаниях, прежде всего определяется сложностью действий этого звена верхней конечности и относительно небольшой амплитудой движений, выполняемых ею в слишком коротком промежутке времени. С другой стороны, для изучения этих относительно тонких движений следует соблюдать особые требования при использовании имеющихся методов биомеханики и изготовлении новых устройств и приспособлений, позволяющих решить поставленную проблему.
Представляет интерес определить влияние и вклад движений кисти в спортивный результат метаний в легкой атлетике, поскольку решение этого вопроса прямо касается спортивной теории и практики.
Так как спортивные метания осуществляются скоростно-силовы-ми движениями и при взаимодействии кисти со снарядом проявляются инерционные силы, это определяет необходимость исследовать основные движения лучезапястного сустава кисти в подобных условиях. Это позволяет выяснить биодинамику основных движений кисти.
Особое место занимает проблема накопления энергии упругой деформации при предварительном растягивании активизированных мышц сгибателей кисти и сухожилий и отдачи этой накопленной энергии, потенциальной по своей природе, во время последующего сокращения данной группы мышц. Это изучение представляет интерес не только в области биомеханики спорта, но и вообще обогащает имеющиеся знания о функционировании кисти человека.
Практика легкоатлетических метаний ставит вопрос об изучении влияния избирательной тренировки мышц кисти на достижение лучших спортивных результатов в метаниях.
На основе этих научных вопросов рабочая гипотеза заключалась в предположении, что:
а) результаты в спортивных метаниях существенно определяются активностью мышц кисти и лучезапястного сустава ;
б) решающую роль в функционировании кисти играет накопление и отдача энергии упругой деформации ;
в) спортивные результаты в метаниях могут быть повышены за счет избирательной целенаправленной тренировки мышц кисти и лучезапястного сустава.
Актуальность данной диссертационной работы заключается в необходимости поиска новых путей достижения высших спортивных результатов в легкоатлетических метаниях, а также в необходимости изучения биомеханических свойств скелетных мышц при различных условиях их функционирования.
Тема исследования соответствует второму направлению (2.2.2) Сводного плана НИР ГЦОЛИФК.
Научная новизна заключается в следующем:
- впервые определен вклад движений кисти в спортивный результат легкоатлетических метаний, для чего впервые были использованы специально изготовленные приспособления фиксации лучезапястного сустава ;
- впервые создана специальная измерительная установка для изучения основных движений в лучезапястном суставе, позволяющая изучать накопление и отдачу энергии упругой деформации при движении кисти ;
- впервые выявлены закономерности накопления и отдачи энергии упругой деформации в мышцах и сухожилиях сгибателей кисти ;
- впервые выявлено влияние избирательной тренировки мышц лу-чезапястного сустава на результаты в метаниях.
Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и практических рекомендаций, библиографии и приложения.
На защиту выносятся фактические данные о спортивных результатах в метании при исключении активного функционирования кисти и кинематических характеристиках движений при метаниях в подобных условиях, о биомеханических характеристиках основных движений кисти и, в частности, сгибания лучезапястного сустава при разных режимах активности и различных условиях накопления и отдачи энергии упругой деформации, а также данные о влиянии прироста силовых возможностей кисти на спортивный результат в метаниях.
Практическая значимость работы заключается в определении вклада движения кисти в спортивный результат в легкоатлетичес-ких метаниях, доказательстве полезности влияния избирательной тренировки мышц лучезапястного сустава в спортивных метаниях, выявлении биомеханических характеристик основных движений кисти, участвующих в метаниях. Это дает возможность обосновать подбор специальных упражнений, соответствующих специфике спортивных метаний, а также конструкции тренажерных устройств, что будет способствовать уменьшению травматизма и улучшению спортивных результатов.