Чтение онлайн

На схеме спортсмен, удерживающий «угол», одновременно выполняет следующие виды работ:

удерживающаяработа — против момента силы тяжести (группа мышц 1); моментами сил тяги мышц уравновешены моменты силы тяжести звеньев;

укрепляющаяработа — против сил тяжести, действующих на разрыв; силы мышечной тяги укрепляют сустав, принимают на себя нагрузку (группа мышц 2);

фиксирующаяработа — против сил тяги мышц-антагонистов и других сил; силы мышечной тяги лишают звено возможностей движения, действуя друг против друга по направлению, но совместно — по задаче (группа мышц 3).

Аналогично можно рассмотреть упражнения, связанные с отжимом от опоры, например, подъем тела из упора лежа, и подобные им.

Строго говоря, согласно биомеханике, все движения человека (или его биокинематических звеньев) условно можно разделить на преодолевающие и уступающие.

В преодолевающих движениях суммарная тяга мышц направлена в сторону движения звена, в уступающих — в противоположную сторону.

Отсюда — движения человека могут выполняться с преодолевающей (положительной) или уступающей (отрицательной) работой мышц. Примером преодолевающей (положительной) работы может служить поднимание штанги. При этом мышцы укорачиваются, преодолевая силы сопротивления, приложенные к звеньям (штанге). Такие движения раньше называли активными; пассивными же считали движения, выполняемые без активного сокращения мышц, например, при помощи внешних для человека сил (опускание штанги под действием ее веса и т. п.).

Следует отметить, что в этом примере якобы «пассивные» движения на самом деле таковыми не являются, так как при этом движении (опускание штанги под действием ее веса) спортсмен напряжением мышц-антагонистов тормозит или останавливает ее движение, вызванное внешними для него силами (сила тяжести штанги при опускании ее на помост). В таких случаях антагонисты совершают уступающую (отрицательную) работу (растягиваясь, они как бы уступают движущим внешним силам), причем совершают иногда огромную работу, при которой их активность (в биологическом смысле) очень велика. Поэтому их движения нецелесообразно называть пассивными, а правильнее называть уступающими. Не следует смешивать понятия «активные силы» в смысле механическом (способные вызвать движение) и в смысле биологическом (тяги мышц). Правильнее делить движения на преодолевающие (с положительной работой мышц) и уступающие (с отрицательной работой мышц). И те и другие движения активные. Пассивными же следуетназывать лишь движения без активного участия мышечных сил (свободное падение, пассивное «падение» расслабленной руки и т. п.), при которых действительно мышцы никакой роли не играют.

Таким образом, в преодолевающих движениях главными источниками движущих сил служат только мышечные тяги, хотя им могут помогать и иные силы. Тормозящие силы могут быть весьма разнообразными:

• в упражнениях с отягощением — их вес и силы инерции;

• в упражнениях с эспандером — силы его упругой деформации;

• в упражнениях с сопротивлением партнера — вес и сила инерции тела партнера, его мышечные силы;

• в упражнениях без снарядов — вес и силы инерции собственных частей тела и даже тяги своих мышц-антагонистов.

В уступающихдвижениях источникамидвижущих сил могут быть любые силы, а тормозящими служат преимущественно тяги мышц-антагонистов.

При верхней опоре приближение к ней преодолевающим движением выполняется по механизму притягивания; движение в обратном направлении — уступающее (например, опускание вниз). Возбужденная мышца напрягается и, если может преодолеть сопротивление, сокращается, сближая при этом места прикрепления; сближаются два звена, соединенные мышцей.

Притягивание— способ выполнения мышцами положительной работы.

При верхней опоре звенья, соединенные с подвесом (перекладиной, уступом скалы и т. п.), — опорные, они чаще всего остаются неподвижными. Остальные звенья тела подвижные, они перемещаются относительно опорных звеньев и друг друга.

Рассмотрим упражнение подтягивания на перекладине, являющейся верхней опорой.

Общий механизм притягивания при верхней опоре схематически состоит в следующем (рис. 6.2).

Силой тяжести опорных звеньев (кистей рук), закрепленных на верхней опоре (перекладине), как и силой тяжести схематически изображенных звеньев с пружиной (предплечье и плечо), можно пренебречь. Мышца (на рисунке изображена как растянутая пружина), соединяющая подвижные звенья с опорными, под действием силы веса подвижных звеньев (тела) (Р) напряжена. Ее сила тяги приложена к рычагам и не позволяет им опуститься вниз: сила F вызывает равное и противоположное по направлению противодействие реакции опоры (Rct). Сила F" равна по модулю силе Р (как действие и противодействие). В этом исходном положении движения еще нет. Чтобы вызвать притягивание подвижных звеньев к верхней опоре, необходимо увеличить напряжение мышцы (приращение силы тяги соответственно AF' и AF"), тогда сила +А F" вызовет ускорение (+а) подвижных звеньев, направленное вверх; появится направленная вниз сила инерции (F m), приложенная к рычагам. Это обусловит возникновение динамической составляющей реакции опоры (R). Сила+А F" и представляет собою ускоряющую силу, вызывающую притягивание. Центр масс подвижных звеньев получает ускорение. Реакция опоры как реакция связи движения не вызывает, движущей силой она не является, но без нее изменение движения ЦМ невозможно. Источником же энергии движения служит мышца; ее сила тяги (+АF') для подвижных звеньев — сила внешняя. Следовательно, закон сохранения движения ЦМС соблюдается.

Итак, движение по способу притягивания происходит благодаря увеличенному напряжению мышц, которые ускоряют своей тягой подвижные звенья, сближают их с опорными.

Под действием внешних сил тело человека может совершать уступающие действия, отдаляясь от верхней опоры.

При этом напряжение мышц уменьшается. Возникает избыток силы веса над силой тяги мышц. Направленное вниз ускорение подвижным звеньям придает сила, представляющая собой разность между силой веса тела и силами тяги мышц вверх. Если бы сила веса тела вызывала ускорение, то было бы просто свободное падение подвижных звеньев вниз.

Под действием этой ускоряющей силы подвижные звенья, опускаясь, растягивают мышцы. Работа, которую они совершают на пути своего действия, отрицательная, поскольку силы направлены в сторону, противоположную движению. Положительную работу совершает сила, равная избытку силы веса подвижных звеньев над тягой мышц, приложенной к рычагам. Уступающее движение под действием силы веса (постоянной силы) происходит вследствие уменьшения момента силы мышцы. Ускоряющей силой служит избыток силы веса над силой тяги мышц. При ускорении возникает сила инерции, направленная вверх, и уменьшается общая реакция опоры.

При нижней опоре отдаление от нее преодолевающим движением осуществляется по механизму отталкивания; движение в обратном направлении — уступающее (например, приседание).

Примером движений при верхней опоре может служить подтягивание в висе и опускание. Первая часть этого движения происходит по механизму притягивания к верхней опоре. Необходимо установить, какие движения в суставах являются преодолевающими и работа каких мышц их вызывает. Коль скоро в исходном положении руки вытянуты вверх, то пояс верхних конечностей поднят вверх, лопатки отведены от позвоночного столба и повернуты нижними углами вперед. Ключицы и лопатки при подтягивании будут опускаться тягой широчайших мышц спины и больших грудных мышц, приводить и поворачивать лопатки будут ромбовидные мышцы. В обоих движениях участвуют нижние части трапециевидных мышц. Одновременно широчайшие мышцы спины и трехглавые мышцы плеча разгибают его, а двуглавые мышцы плеча и другие сгибатели сгибают предплечье. Опускание в положении виса выполняется при уступающей (отрицательной) работе тех же самых мышц с перемещением подвижных звеньев в обратном направлении. При уступающей работе мышцы в состоянии развить большее напряжение, чем при преодолевающей. Поэтому уступающее движение при том же отягощении выполнить легче.

Рассмотрим механизм выполнения упражнений (движений), связанных с нагрузкой, направленной в противоположном направлении, т. е. когда биокинематические звенья совершают работу, связанную с механизмом отталкивания, например, выход из приседа при жиме штанги.

При отдалении звеньев друг от друга силой тяги мышцы, места ее прикрепления сближаются, приближение одного конца двуплечевого рычага сопровождается отдалением другого его конца. Отталкивание — способ совершения мышцами положительной работы.