Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕНИЯ ТОЛЧКА ГИРЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Зухов А.С. 1 Стрельников С.П. 2
1 ФГБОУ ВО «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет»
2 Университетский колледж агробизнеса ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»
В статье показано, как изменяются показатели вертикальной составляющей силы реакции опоры FGR в каждой фазе толчка гирь в зависимости от способа выполнения упражнения. На основании анализа графиков вертикальной составляющей силы реакции опоры FGR были выделены 4 фазы выполнения толчка гирь: 1 – подъем гирь; 2 – фиксация гирь на выпрямленных руках над головой; 3 – опускание гирь на грудь; 4 – фиксация гирь в стартовом положении. Для каждой фазы определены показатели, характеризующие перемещение спортсмена, что позволило выявить возникающие ошибки при выполнении толчка гирь. Фаза подъема гирь включает в себя полуприсед, выполняемый в уступающем режиме работы, и выталкивание гирь, осуществляемое в преодолевающем режиме работы. Переход от уступающего режима работы к преодолевающему осуществляется, когда общий центр масс тела находится в самом нижнем положении. При выталкивании гирь максимальные показатели FGR изменяются в зависимости от способа выполнения подъема гирь. При выполнении подъема гирь силовым способом будет наблюдаться снижение максимальных значений FGR. Также снижение показателей FGR в рамках тренировочного занятия наблюдается при развитии утомления. Минимальные значения FGR могут снижаться до 0 при отрыве стоп от опоры, что приводит к чрезмерным ударным нагрузкам в момент касания стоп опоры при приземлении. В фазе фиксации гирь на выпрямленных руках над головой и фиксации гирь в стартовом положении отклонение показателей FGR от заданного уровня характеризует нарушение равновесия спортсмена. В фазе опускания гирь на грудь минимальные показатели FGR характеризуют начало амортизации, а максимальные показатели FGR свидетельствуют о величине ударной нагрузки на опорно-двигательный аппарат.
гиревой спорт
тензоплатформа
сила реакции опоры
соревновательное упражнение «толчок»
тензодинамограмма
1. Тихонов В.Ф. Применение тензоплатформы и акселерометра в гиревом спорте при исследовании техники упражнения «толчок» // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 2. С. 214–218. DOI: 10.17513/snt.38521.
2. Ципин Л.Л. Оценка мышечных усилий спортсменов-гиревиков при выполнении специально-подготовительных упражнений // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2016. № 7 (137). С. 155–160.
3. Conti E., Ceravolo A.C., Cavatton A., Quarantelli M., Ilika O., Varalda C. Kettlebell Sport: endurance weight lifting. Description and analysis of the performance model. Journal of Physical Education and Sport (JPES). 2020. Vol. 20 (5). Art 362. P. 2659–2664.
4. Фураев А.Н., Шульгин Г.Е. Воспроизведение угла в коленном суставе, как оценка способности к регулированию кинематическими характеристиками двигательной деятельности // Вестник Тамбовского университета. Серия: Гуманитарные науки. 2013. № 8. С. 144–148.
5. Зухов А.С., Стрельников С.П. Особенности проявления силы реакции опоры при выполнении рывка гири высококвалифицированными и начинающими спортсменами // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2017. № 4(146). С. 67–68.
6. Ross J.A., Keogh J.W.L., Wilson C.J., Lorenzen C. External kinetics of the kettlebell snatch in amateur lifters. Peer J. 2017. Vol. 5. P. e3111. DOI: 10.7717/peerj.3111.
7. Hofman-Bang E., Salewski M., Adler A.T. Video tracking and force platform measurements of the kettlebell lifts long cycle and snatch. SN Appl. Sci. 2021. Vol. 3. Article 239. DOI: 10.1007/s42452-021-04220-4.
8. Шульгин Г.Е., Фураев А.Н. Взаимосвязи некоторых биомеханических параметров рывка гири // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2018. № 8 (162). С. 217–222.
9. Тихонов В.Ф. Взаимосвязь показателей реакции опоры и пневмограмм дыхания в физических упражнениях // Вестник спортивной науки. 2013. № 3. С. 39–42.
10. Зухов А.С., Стрельников С.П. Особенности проявления силы реакции опоры при выполнении толчка в гиревом спорте // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 5–2 (59). С. 25–28. DOI: 10.23670/IRJ.2017.59.028.
11. Тихонов В.Ф. Импульс силы и количество движения системы «спортсмен-гиря», как критерии техники в упражнении гиревого спорта «рывок» // Современные проблемы науки и образования. 2021. № 2. [Электронный ресурс]. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=30598 (дата обращения: 11.08.2021). DOI: 10.17513/spno.30598.
12. Зухов А.С., Стрельников С.П. Влияние темпа толчка гирь на показатели силы реакции опоры // Теория и практика физической культуры. 2019. № 3. С. 6.
13. Ципин Л.Л. Анализ статистических положений при выполнении упражнений в гиревом спорте // Российский журнал биомеханики. 2017. Т. 21. № 2. С. 178–187. DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2017.2.05.
14. Симень В.П., Драндров Г.Л. Современные тенденции совершенствования техники гиревого спорта // Теория и практика физической культуры и спорта. 2014. № 4. С. 36–42.

Существующие методики тренировки гиревиков основаны на эмпирических данных, на личном опыте спортсменов и тренеров [1, с. 214]. В настоящее время такой подход при построении тренировочного процесса позволяет нашим спортсменам и тренерам добиваться высоких результатов на международной арене. В то же время появляется все больше исследований, в которых используются приборы получения объективной информации о выполнении упражнений с гирями. В данных исследованиях применяются: электромиографы – для регистрации электрической активности мышц [2, 3]; гониометры – для контроля углов сгибания в суставах [4]; тензометрические платформы – для контроля силовых характеристик при взаимодействии спортсмена с опорой [5, 6] и др. [7–9]. Получение данных с различных приборов и устройств при выполнении упражнений гиревого спорта создает предпосылки для перевода спортивной подготовки из эмпирической в научно обоснованную. Это в итоге должно привести к повышению эффективности тренировочного процесса как у начинающих, так и у высококвалифицированных спортсменов.

Использование в тренировочном процессе приборов и устройств, фиксирующих различные характеристики выполнения упражнения, не дает никаких преимуществ тренерам, если полученные данные не могут быть использованы для выбора выполняемых нагрузок или внесения в них изменений. Использование тензоплатформ в гиревом спорте дает возможность управлять тренировочным процессом в связи с наличием критериев результативности выполнения упражнений [5, 10]. Однако применение тензоплатформ в тренировочном процессе не получило широкого распространения, с одной стороны, в связи с их малой доступностью для тренеров, а с другой – в связи с недостатком информации о получаемых с них данных и возможностей использования этих данных. К более доступным приборам для использования в тренировочном процессе можно отнести акселерометры. Как показали исследования, при выполнении упражнения «толчок» наблюдалась линейная зависимость между показателями вертикальной реакции опоры, полученной с тензоплатформы, и вертикальной составляющей ускорения туловища, полученной с акселерометра. Зависимость находилась на уровне r = 0,805. При этом отмечалась синхронность зубцов обоих сигналов, что обосновывает возможность использования акселерометров в тренировочном процессе [11]. На наш взгляд, применение акселерометров вместо тензоплатформ при выполнении упражнения «толчок» может быть реализовано в ограниченном виде. Это связано с тем, что имеется недостаточно информации о том, как использовать показатели вертикальной составляющей ускорения туловища при управлении тренировочным процессом. При этом в других соревновательных упражнениях гиревого спорта такие критерии начинают разрабатываться [11].

Использование тензоплатформ в тренировочном процессе не должно ограничиваться только контролем максимальных значений силы реакции опоры при толчке гирь. В связи с этим следует выяснить, какие еще показатели можно использовать в тренировочном процессе. Для этого нужно проанализировать тензограммы, полученные при выполнении толчка гирь спортсменами разного уровня подготовленности.

Цель исследования: произвести анализ вертикальной составляющей силы реакции опоры при выполнении толчка гирь.

Материалы и методы исследования

В исследовании приняли участие 7 спортсменов, занимающихся гиревым спортом. Уровень их спортивной квалификации – от 3-го спортивного разряда до Мастера спорта РФ. Участники исследования выполняли толчок двух гирь 16 кг, 24 кг или 32 кг, стоя на тензометрической платформе, в течение 1–2 мин. Темп подъема гирь соответствовал «соревновательному» и выше. Размер платформы составлял по длине 80 см, по ширине 60 см, по высоте 8 см. Погрешность измерительного устройства ± 0,5 %, диапазон измерения нагрузки от 0 до 800 кг, частота измерений нагрузки от 1 до 500 Гц, измерения проводились с частотой 100 Гц. При выполнении толчка гирь осуществлялась запись вертикальной составляющей силы реакции опоры FGR с последующим ее анализом в Microsoft Excel 2016.

Результаты исследования и их обсуждение

Выполнение толчка гирь стоя на тензометрической платформе спортсменами разного уровня подготовленности позволило осуществить записи вертикальной составляющей силы реакции опоры FGR. На основании анализа записей FGR мы разделили упражнение на 4 основные фазы: 1 – подъем гирь; 2 – фиксация гирь на выпрямленных руках над головой; 3 – опускание гирь на грудь; 4 – фиксация гирь в стартовом положении. График вертикальной составляющей силы реакции опоры FGR высококвалифицированного спортсмена при подъеме гирь 32 кг в соревновательном темпе представлен на рис. 1.

missing image file

Рис. 1. Вертикальная составляющая силы реакции опоры при толчке гирь 32 кг двумя руками Мастером спорта РФ

На рис. 1 основные фазы толчка гирь обозначены цифрами 1–4. При анализе фазы подъема гирь мы разделили ее на две части: 1 – полуприсед (FGR А1-4); 2 – выталкивание гирь (FGRА4-9). В первой части упражнение выполняется в уступающем режиме работы, а во второй части – в преодолевающем режиме работы. Переход от уступающего режима работы к преодолевающему осуществляется, когда общий центр масс тела находится в самом нижнем положении (FGRА4 – точка перегиба графика функции).

Полуприсед включает в себя фазу разгона (FGRА1-3) и фазу торможения (FGRА3-4). Фаза разгона начинается со сгибания ног, а завершается (FGRА3), когда скорость перемещения спортсмена вниз становится максимальной Vmax (FGR = вес тела + вес гирь). Показатель FGRА2 характеризует изменение скорости перемещения спортсмена вниз при выполнении подседа в фазе разгона. Чем ниже значение FGRА2, тем выше отрицательное ускорение при сгибании коленей. В данном исследовании у квалифицированных спортсменов усредненные показатели FGRА2 находились на уровне, соответствующем весу тела, с незначительными отклонениями (таблица). Более высокие значения характеризуют пассивное выполнение фазы разгона, а более низкие свидетельствуют о чрезмерном расслаблении мышц. В фазе торможения происходит снижение скорости с Vmax до V = 0 (FGRА3-4).

Показатели силы реакции опоры FGR 20 повторений толчка гирь 32 кг Мастера спорта РФ, выступающего в весовой категории 73 кг

FGRА2 (N)

FGRА5 (N)

FGRА7 (N)

FGRА8 (N)

FGRB2 (N)

FGRB3 (N)

1

569

3089

242

2225

435

3026

2

720

2879

217

2233

355

2998

3

687

2985

237

2265

425

3254

4

720

2881

259

2267

419

3247

5

642

3044

285

2132

588

3119

6

719

2914

289

2207

762

3188

7

652

2910

250

2192

455

3175

8

687

2955

287

2247

486

3212

9

707

2680

234

2134

748

3142

10

725

2819

254

2238

622

3038

11

714

2923

273

2189

523

3032

12

629

2893

284

2140

534

3118

13

674

2873

252

1857

594

2967

14

873

2801

333

2147

440

3227

15

692

2883

281

2066

634

3139

16

676

2891

262

1900

526

3104

17

893

2779

343

2201

752

2804

18

687

2867

264

1979

726

3202

19

666

2883

279

2114

554

2870

20

656

2809

271

2415

584

3187

21

679

2855

279

2034

735

2997

22

740

2823

299

2085

761

2831

missing image file ± σ

700 ± 70,4

2883 ± 87,4

271 ± 29,8

2148 ± 127,3

575 ± 128,8

3085 ± 132,8

В фазе выталкивания гирь максимальные показатели FGR наблюдаются на ранней стадии разгибания ног, значительно раньше достижения максимальной скорости перемещения спортсмена вверх Vmax (FGRA6 = вес тела + вес гирь). Показатели FGRA5 зависят от способа выполнения упражнения и характеризуют уровень проявления скоростно-силовых качеств спортсменов. Высокий уровень развития скоростно-силовых качеств, проявленных спортсменами при выполнении педагогических тестов, должен отражаться в максимальных показателях FGRA5. Если этого не наблюдается, значит, имеются недостатки в реализации скоростно-силовых качеств при выполнении толчка гирь. Устранение данных недостатков будет способствовать повышению эффективности выполнения толчка гирь. Отметим, что спортсмены высокой квалификации при многократном подъеме гирь не показывают максимально возможных значений FGRA5. Квалифицированные спортсмены при многократном подъеме гирь имеют небольшую вариативность в показателях FGRA5 (таблица), что характеризует стремление к экономичному подъему гирь. При прикладывании максимальных усилий в каждом повторении наблюдается планомерное снижение показателей FGRA5 к окончанию выполнения упражнения.

При выполнении подъема гирь преимущественно за счет силы мышц рук наблюдается снижение показателей FGRA5 (рис. 2А), что свидетельствует о снижении эффективности и экономичности выполнения упражнения. Использование в тренировочном процессе тензоплатформы дает возможность осуществить контроль за динамикой изменения показателей FGRA5 в каждой серии выполнения упражнения, в каждом тренировочном занятии, а также в процессе многолетней тренировки. Это должно способствовать разработке методики выбора средств и методов подготовки, направленных на целенаправленное повышение показателей FGRA5 у начинающих спортсменов.

Осуществлять дозирование нагрузки в рамках одного тренировочного занятия возможно по динамике, изменяя показатель FGRA5, снижение которого характеризует начало развития утомления. При контроле динамики изменения показателя FGRA5 необходимо учитывать, что он изменяется с повышением темпа выполнения упражнения [12].

missing image file

Рис. 2. Вертикальная составляющая силы реакции опоры Мастера спорта РФ: А) при выполнении толчка двух гирь 32 кг за счет силы рук; В) при выполнении толчка двух гирь 32 кг с отрывом стоп от опоры

Минимальные значения силы реакции опоры (рис. 1, FGRА7) характеризуют переход спортсмена от движения вверх к движению вниз. При выполнении толчка в момент завершения «выталкивания» и «ухода» под гири до начала подседа FGRA7 может уменьшаться до нуля (рис. 2В), т.е. в упражнении может наблюдаться фаза невесомости [9, с. 41]. Спортсмен теряет контакт с опорой, что приводит к большим ударным нагрузкам в момент касания стоп опоры (рис. 2В, FGRA8), чего не наблюдается при выполнении упражнения без фазы невесомости (рис. 1, FGRA8). При выполнении подъема гирь преимущественно за счет силы мышц рук отмечается увеличение показателей FGRA7 (рис. 2А). В данном исследовании при скоростно-силовом способе подъема гирь у квалифицированных спортсменов наблюдалась небольшая вариативность показателей FGRА7. При многократном подъеме гирь средние значения не превышали значений 300 N. Силовой способ подъема гирь характеризуется более высокими значениями FGRА7. Фаза подъема гирь завершается, когда значения показателя FGR стабилизируются на уровне, соответствующем сумме веса тела и веса гирь (FGRA9).

Фиксация гирь на выпрямленных руках над головой (FGRА9-В1) и фиксация гирь в стартовом положении (FGRВ4-А1) относятся к статическим положениям спортсмена. В данных фазах необходимо минимизировать мышечные усилия, направленные на удержание позы и сохранение равновесия [13, с. 179]. При сохранении равновесия на графике должна наблюдаться прямая горизонтальная линия на уровне FGR = вес тела + вес гирь. Нарушение равновесия сопровождается отклонением значений FGR от горизонтальной линии на графике (рис. 2В, FGRВ4-А1).

Опускать гири на грудь можно с выполнением подседа и без выполнения подседа. Преимущества выполнения опускания гирь без подседа заключаются в сокращении времени опускания гирь на грудь, которое оставляет 0,6 секунды [14]. Следовательно, данный способ будет получать более широкое распространение при повышении спортивного мастерства, даже если он будет менее экономичным, в связи с отсутствием других, более доступных способов повышения результативности. На начальных этапах подготовки спортсмены используют способ опускания гирь, выполняемый с подседом.

Опускание гирь на грудь начинается с расслабления мышц рук и сгибания в локтевых суставах (FGRВ1). Это приводит к свободному падению гирь, что сопровождается снижением показателей FGR. При опускании гирь с первоначальным выходом на носок будет наблюдаться возрастание показателей FGR (FGRВ1.1), а только потом – их снижение. По возрастанию показателя FGRВ1.1 можно оценить, насколько активно осуществляется выход на носок. Таким способом можно определить, с чего начинается выполнение опускания гирь. После достижения минимальных показателей FGR (FGRВ2) начинается амортизация, которая может осуществляться за счет ног и груди. Амортизация сопровождается снижением скорости перемещения гирь. Чем выше показатели FGRВ3, тем больше нагрузка на опорно-двигательный аппарат, в связи с чем при опускании гирь на грудь нужно стремиться минимизировать показатели FGRВ3. При этом следует учитывать, что минимальные показатели FGRВ3 наблюдаются при опускании гирь на грудь за счет сгибания рук в уступающем режиме. При таком способе опускания гирь также отмечаются более высокие показатели FGRВ2 в связи с отсутствием свободного падения гирь. Это приводит к увеличенной нагрузке на мышцы-разгибатели рук и их быстрому утомлению. Как следствие, данный способ опускания гирь не получил широкого распространения в практике гиревого спорта.

Заключение

Использование в тренировочном процессе тензометрической платформы позволяет по графикам вертикальной составляющей силы реакции опоры FGR выявить недостатки при выполнении толчка гирь, возникающие в каждой фазе выполнения упражнения. Для каждой из фаз определены показатели, характеризующие перемещение спортсмена, что позволяет использовать тензоплатформу при обучении выполнению упражнения «толчок гирь». Контроль максимальных значений силы реакции опоры в фазе подъема гирь FGRA5 может помочь в обосновании выбора средств и методов подготовки, направленных на повышение данного показателя. Контроль показателей FGRA5 и FGRA7 может быть использован для оценки силового и скоростно-силового способа подъема гирь. При опускании гирь на грудь можно оценить, с чего начинается данная фаза, а также дать оценку эффективности выполнения амортизации по показателям FGRВ3.


Библиографическая ссылка

Зухов А.С., Стрельников С.П. АНАЛИЗ ВЫПОЛНЕНИЯ ТОЛЧКА ГИРЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ // Современные наукоемкие технологии. – 2021. – № 9. – С. 182-187;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=38834 (дата обращения: 21.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674