Введение к работе
Актуальность проблеми. Двиаение тела человека в зидкой среде требует затрат энергии и комет бить обеспечено либо вневней силой (что не встречается в реальних исловиях спортивного плавания), либо внутренпиии источниками метаболической энергии. В случае установиввегося нестационарного двиїениа биологических объектов в водной среде, метаболическая энергия с потерями преобразуется в цеханическув, которая (с дополнительными потерями) трансформируется в результат деятельности. Этот процесс в спортивной плавании иовет бить формализован следугдна уравнением:
Pi * eg * ер
и - ( (1)
Fr(fd) где, (J - скорость плавания; Pi - затраченная мощность; eg -валовая эффективность, т.е. отновение тотальной вневней механической мощности (Pto) к Рі; ер - пропульсивнаа эффективность, т.е. отновение полезной вневней механической поцности (Рио) к Pto; Fr(fd) - фронтальное гидродинамическое сопротивление. Другими словами, невду энергетикой и механикой плавания человека на системном уровне существует функциональная связь, которая экспериментально была изучена при плавании гидробионтов (K.Lighthill, 1969; P.Hebb, 1971; R.Alexander, 1977; CD.Первин, І988). В педагогической плане Pi и eg отраіавт уровень функциональной подготовленности, а ер и Fr(fd) - уровень технической подготов іенности.
Закономерности энергетического обеспе^ния двизений в плавании на уровне целостного организма (D.Costill, 1971; P.Praspero et al.. 1974; P.flstrand, 1970; н.Вопеп et al., 1380; Д.З.Ренни и др.. 1981) и взаимодействие отдельная энергетических систем (B.Saltin, 1973; Н.Я.Булгакова, 1978; J.Scinner. 1980; L.Carby, 1987; J.Troup et al.. 1990) тщательно исследованы. Нмептся такге надеіние сведения о влиянии на эти процессы различных тренировочных управленій (Toussaint H.. 1983; T.Hoaura, 1983; В.Н.Платонов я др. 1985; С.а.Гордон. 1988; J.Troup et al.. 1990). Значительна:) успехи достигнуты и в изучении техники плавания различная спортивными способами, особенно в определении я аяахязз кинематических характеристик двквения (J.Counsilaan, 1303; Т.ВоЬег et al.. 1975; H.Hijashlta. 1975; K.Reischle, 1973;
- 2 -С.В.Койгеров и др., 1984: Y.Pai et al.. 1984; Р.Б.Хальянд и др., 1986) и гидродинамическом анализе движуцих сил (R.Schleihauf. 1974. 1978, 1983. 1988: D.Pendergast et al., 1977; B.Bngerechts, 1988).
Однако ключевым моментом для изучения закономерностей преобразования метаболической энергии в результат деятельности является определение тотальной ' ВНЄЕНЄЙ механической мощности в реальных условиях спортивного плавания. Эффективные, экспериментальные методы определения Pto появились лишь в последнее время (С.В.Колмогоров, 1973; «.Hollander et al., 1985, 1986, 1988). Поэтону лнеь H.K.Toussaint et al. (1988, 1990) удалось получить достоверные сведения о эффективности биомеханической систем движений в плавании. Однако кетодкческий арсенал, иневвийся в распоряіении указанных авторов, позволил исследовать эту проблему линь в способе плавания кроль на груди в условиях, когда тотальная косность механической работы заведомо не превывала уровень анаэробного порога.
В итоге на сегоднязний день отсутствует надеаные сведения о величинах активного гидродинамического сопротивления (Fr(ad)), коэффициента гидродинамической сили (Сх) и тотальной внешней механической иовности при плавании спортивными способами спортсменов различной квалификации к возраста.
Дефицит сведений о механизмах трасформации метаболической и механической энергии в процессе плавания человека предопредилил отставание в изучении взаимосвязи мехду технической подготовленность!), различными сторонами функциональной подготовленности и спортивным результатом. Особенно ваіннм представляется экспериментальное изучение этого вопроса-в тренировочном процессе иных пловцов.
Цель исследования замечается в раскрытии закономерных зависимостей между янергетическим обеспечением циклической мымечной работы различной мощности, уровнем силовой подготовленности на суме и в воде и техникой плавания спортивными способами у иных спортсменов различного возраста и квалификации.
В качестве рабочей гипотезы было выдвинуто предполоіение о том, что рост спортивных результатов иных пловцов в процессе многолетней подготовки
связан с диеньяеннем степени энтропии на всех этапах преобразования метаболической энергии в результат деятельности. В свои очередь формирование эффективной биомеханической системы плавательных движений предполагает оптимальнее дровни функциональной, силовой и технической подготовленности, соответствдвдие друг другу.
Научная новизна реэдльтатов исследования. В результате выполненных исследований создана математическая модель преобразования метаболической энергия в результат деятельности при плавании человека. Адекватность модели экспериментально подтвермдена при плавании спортивными способами в различных зонах энергетического обеспечения.
Экспериментально . определены показатели активного гидродинамического сопротивления, коэффициента гидродинамической силы и тотальной внеиней механической водности при плавании всеми спортивными способами на предельной скорости у спортсменов различной квалификации. Изучена динамика этих показателей в процессе многолетней подготовки пловцов. Наиболее информативным . показателем т ровня технической подготовленности является безразмерный коэффициент гидродинамической силы и его величина зависит от способа плавания.
Установлено, что эффективность и надезнзсть функционирования биомеханической системы плавательных двихений в условиях ограниченного притока інергии зависит от адекватной и сбалансированной по основных параметрам тренировочной программы. Выяснен механизм повывения пропульсивной эффективности двихителей, приводний к экономизации техники плавания.
Экспериментально . определены коэффициенты валовой эффективности при плавании кролем на груди у спортсменов различной квалификации в аэробной зоне энергетического обеспечения. Установлены экспериментальные зависимости меаду развиваемой тотальной вневней механической мовностьо я степеньп привлечения анаэробных источников энергообеспечения.
Практическая значиаость. Полдченз конкретные нормативные величина гидродинамических показателей и коэффициента валовой эффективности шооцез.
- 4 -позволявшие поэтапный целенаправленный отбор и спортмзнр специализации наиболее перспективных спортсменов. .-
Для практического использования рекомендуйся тренировочные программы для различных периодов на этапе Базовой подготовки с оптимальным сочетанием упражнений в основных зонах энергетического обеспечения, уровней силовой подготовленности на суме и в воде, гидродинамических характеристик системы двиїєний пловцов.
Разработана и апробирована эффективная методика экономизации техники плавания спортивными способами с использованием системы специальных упражнений, позволяивая одновременно репать задачи технической и функциональной подготовки.
Предлоіена компьвтерная программа для построения Функциональной зависимости (лактатной кривой) между развиваемой, в лвбом спортивном способе плавания, тотальной внешней механической можностьв и степенью привлечения анаэробных источников энергии. Программа позволяет, на этапе непосредственной подготовки к стартам, формировать, адекватные друг другу, соревновательнув технику и энергетику.
На сегодняїний день материалы исследования внедрены в практику подготовки сборной команды России, а также в тренировочный процесс ряда ДОСІ Северо-Западной зоны России, что подтверждается тремя актами внедрения результатов научно-исследовательской работн в практику подготовки спортсменов. Экспериментальные данные работы используется при чтении лекций и проведении практических занятий по предмету учебного плана "Плавание с методикой преподавания" на кафедре спортивных дисциплин Поморского государственного педагогического университета.
Основные . положения исследования доложены на трех Всесовзных и пяти республиканскчх и региональных научно-методических конференциях. По материалам исследования опубликовано 17 печатных работ.
Положения, выносимые на защиту.
Между предельной скоростьв плавания спортивными способами, активным гидродинамическим сопротивлением и тотальной внежней механической моциостьв существуют сложные, существенно нелинейные, причинно-следственные зависимости.
- 5 -Характер зависимостей отрахает взаимодействие двух процессов, наблюдаемых при повыаении скорости плавания: ухуднение гидродинамических характеристик потока кидкости и повыиение степени биомеханической адаптации системы двишшй пловца. Наиболее точно это взаимодействие отрааает динамика безразмерного коэффициента гидродинамической сила, т.е. интегрального сравнительного показателя технической подготовленности.
Эффективность процесса преобразования метаболической энергии в результат деятельности в плавании на этапе онтогенетического развития человека с И до 1? лет существенно зависит от оптимальных, соответствующих друг другу, уровней технической, силовой и функциональной подготовленности.
Приспособительные перестройки внутри организма, проявляющиеся в ответ на воздействие їєстко организованных тренировок, mosho рассматривать как процессы, направленные на постепенное повывение функциональной подготовленности пловцов в биологически нормальных онтогенетических пределах и на благоприятные для конкретных условий изменения кинематических и динамических параметров системы двиаений.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического указателя и актов внедрения результатов в. практику. Основная часть работы излоаена на 166 страницах маминописного текста, содеряит 43 таблицы и 21 рисунок. Библиография вклвчает 98 отечественных и 121 зарубеїннх публикаций.
