Фитнес аэробика теория и методика. Зачем нужны разные методы спортивной тренировки и как выбрать свой? Этапы обучения штурмовому бою гром

Рамках которых решается какая-либо задача-максимум. В практике спорта макроцикл служит для подготовки к очередным крупным соревнованиям (например, годичные макроциклы или четырехгодичные макроциклы, связанные с подготовкой к Олимпийским играм). В практике фитнес-тренинга в целом (и, например, любительского бодибилдинга, как его составляющей, в частности) продолжительность макроцикла, как правило, зависит от цели, поставленной клиентом, и предположительного срока ее достижения. Макроцикл, в свою очередь, разбивается на мезоциклы для решения различных специфических задач. Длительность мезоциклов определяется продолжительностью адаптационных процессов, происходящих в функциональных системах, соответствующих применяемым в этот период нагрузкам, что, в свою очередь, зависит от реактивности этих систем и динамики использованных средств тренировки.

Выбор целей, решению которых посвящены тренировки в рамках отдельных мезоциклов, и, как следствие, методы и средства, для этого применяемые, зависят от конкретных видов спорта. От тренера требуются достаточно глубокие познания в области спортивной физиологии, с тем чтобы точно определить совокупность различных адаптационных процессов, реализация которых приведет к общему повышению результативности в данном виде спорта.

При планировании макроцикла следует учитывать различную продолжительность адаптационных процессов, обеспечивающих развитие тех или иных качеств, и разную продолжительность сохранения спортивной формы в каждом мезоцикле.

Мезоцикл, в свою очередь, разбивается на микроциклы, периоды, в которых применяется тренировочная нагрузка различного объема и интенсивности. Связано это вот с чем. Как мы знаем, для запуска адаптационного механизма необходим стрессовый характер применяющегося к организму тренировочного воздействия. Однако стремление обеспечить такой стрессовый характер нагрузки на каждой тренировке с большой долей вероятности может привести к угнетению или срыву адаптационного механизма в результате перетренировки - состояния, в большой степени связанного с перенапряжением корковых процессов, нарушением регулятивных функций ЦНС. Чередование микроциклов с нагрузками, отличающимися по объему и интенсивности, позволит наиболее эффективно реализовать задачу, поставленную для решения в рамках конкретного мезоцикла. Более детальные рекомендации по составлению циклов при разработке тренировочных программ будут даны ниже.

Система фитнес-тренировки

Средства фитнес-тренировки - разнообразные физические упражнения, прямо или косвенно влияющие на решение тех задач, которые стоят перед фитнес-тренером в рамках его работы.

Физические упражнения, применяемые в фитнес-тренировке, в основном заимствованы из спортивной практики. (Исключение составляют упражнения для развития гибкости, частично заимствованные из такой системы оздоровления и совершенствования человека, как йога). Вследствие этого они разделяются в соответствии с классификацией, используемой в спорте.

Упражнения могут подразделяться:

По преимущественному механизму энергообеспечения («аэробная» и «анаэробная»
тренировки);

По направленности на развитие тех или иных качеств и функций (силовая
тренировка, тренировка выносливости, тренировка гибкости);

По характеру выполнения (непрерывная, интервальная).

В данном практическом руководстве мы будем пользоваться разделением упражнений как по их направленности на развитие тех или иных физических качеств, так и по используемому оборудованию.

Часть 1. Теория фитнес-тренировки

Характеристика тренировочной нагрузки

Тренировочные нагрузки определяются следующими показателями:

а) интенсивностью нагрузки;

б) объемом нагрузки;

в) характером упражнений.

Интенсивность нагрузки

Интенсивность - характеристика, отражающая как величину внешней нагрузки (т. н. внешняя интенсивность), так и степень усилия человека при ее преодолении («внутренняя» интенсивность). «Внешняя» интенсивность тесно связана с развиваемой мощностью при выполнении упражнений. Чем большую мощность развивает атлет, тем больше будет интенсивность его тренировки.

Мощностью называется количество работы, выполняемой за единицу времени. Мощность (Р) можно определить как работу (А ) разделенную на количество времени (Δt), или как произведение силы (F) и скорости (v) (P=F·v).

Работа - это величина, характеризующая, насколько можно сместить объект в
определенном направлении при приложении силы. (6) Работа равна произведению силы на
расстояние (А= F· d).______________________________________________________________

«Внутренняя» интенсивность связана с величиной сдвигов в функциональном состоянии различных систем и органов, вызываемых этой нагрузкой. Следует отметить, что в своей практике фитнес-тренеру при определении уровня «внутренней» интенсивности придется полагаться на субъективные ощущения клиента, в значительной степени зависящие от его психофизических способностей. Например, объясняя невозможность продолжения выполнения последнего повторения наступлением состояния «отказа», два различных спортсмена могут вкладывать совершенно разные значения в это понятие, отражающие в значительной степени отличающиеся величины их усилий при выполнении этого повторения.

Рассмотрим примеры проявления различных видов интенсивности.

Предположим, атлет на одной тренировке выполняет жим лежа со штангой весом 100 кг в 6 повторениях, а на другой - с весом 90 кг в 12 повторениях. Темп, скорость и другие кинематические показатели одинаковы. Однако выполнить 6 повторений с весом 100 кг атлету удалось достаточно легко, тогда как 12 повторений с весом 90 кг были выполнены «до отказа», с использованием одного «форсированного» повторения. «Внешняя» интенсивность нагрузки будет больше на первой тренировке, «внутренняя» - на второй. Однако в большинстве случаев эти характеристики совпадают, что позволяет применять относительно отдельных тренировочных занятий или периодов тренировочного процесса просто термин «интенсивность».

Объем нагрузки - характеристика, связанная с работой (А), выполненной человеком по преодолению внешнего сопротивления или по противодействию ему, а также с энергией (Е), затраченной им при проявлении силовых способностей для этой работы. Считается, что работа, выполненная системой, равна изменению энергии в системе, т. е. выполнение работы требует затрат энергии. Соотношение между работой и энергией можно записать в виде:

А = ΔЕ

Выполнение 15 повторений со штангой весом 80 кг будет более объемной нагрузкой, чем приседания с весом 120 кг на 6 повторений, однако менее интенсивной. Примером проявления максимально объемной нагрузки будут служить соревнования по марафону, проявления максимально интенсивной нагрузки - соревнования по тяжелой атлетике.

Характеристика физического состояния.

Физическое состояние - совокупность показателей характеризующих физическое развитие, функциональное состояние и физическую подготовленность.

Показатели физического состояния:

1. Параметры деятельности функциональных систем организма
2. Уровень физической работоспособности (основной показатель по пробе Руфье)
3. Показатели антропометрии (длинна, масса тела, диаметры, окружности, ЖЕЛ, ручная и становая динамометрия

Уровни состояния:

1. Высокий
2. Выше среднего
3. Средний
4. Ниже среднего
5. Низкий

Понятие оздоровительной тренировки (ОТ)

Специфические принципы ОТ

1. Всестороннего воздействия упражнений. Предусматривает подбор упражнений способствующих одновременному решению нескольких задач
2. Индивидуализация. Методы, средства, форма ОТ подбираются в соответствии с индивидуальными особенностями. (корректирующие упражнения, рефлекторные упражнения, ритмопластические
3. Доступности. Содержание ОТ зависит от уровня ФП и подготовки
4. Систематичности. Рациональное чередование нагрузок и отдыха тренировочного процесса.

Средства ОТ

Аэробные упражнения - это упражнения выполнение которых обеспечивается энергией за счет процессов окисления с участием, при интенсивности 140-15- уд/мин., продолжительностью от 15-40 мин

Анаэробные - выполнение которых обеспечивается энергией за счет расщепления креатинфосфата или гликогена до образования молочной кислоты, не требующие снабжение кислорода при интенсивности 1705 уд/мин и выше, продолжительностью от 10 сек - 6 мин

Влияние аэробных упражнений.

1. Способствует росту энергетического потенциала (митохондрий)
2. Укрепляет сердечную мышцу
3. Увеличивает ЖЕЛ
4. Снижают содержание холестерина в организме (ЛНП - липопротеины низкой плотности), увеличивают (ЛВП - липопротеины высокой плотности).
5. Укрепляют костную, мышечную системы
6. Активизируют деятельность ЦНС

Методы проведения ОТ

Название метода	Характеристика метода. Используется для..
Регламентированного упражнения	Точная регуляция движений, нормирования нагрузки и интервала отдыха
	Совершенствования физических и психических качеств, снижения эмоциональной напряженности, повышение толерантности
Соревновательный	Совершенствование психофизических качеств и двигательных навыков в экстремальных ситуациях (внимание, перключение внимания, оперативное мышление, оперативная память..)
Индвидуально- деятельного	Создание системы контроля которая обеспечивает управление процессом ОТ

Компоненты нагрузки в ОТ

1. Уровень - степень сдвигов в организме вызванных упражнениями.

Выделяют 4 типа нагрузки:

- Чрезмерная
- тренирующая
- поддерживающая
- незначительная
2. Интенсивность - сила воздействия упражнений

Показатели: скорость; мощность работы; ЧСС; Энергетическая стоимость упражнений

В практике: В практике ЧСС для выполнения продолжительных упражнений рассчитывается по формулам:

ЧСС для начинающих = 170 - возраст

ЧСС для занимающихся в течении 2 лет = 180 -возраст

ЧСС сорев. = 180 - Ѕ возраста

Объем и интенсивность имеют обратную зависимость.

3. Объем - длительность

Показатели: время выполнения упражнений, длина преодолеваемой дистанции, вес отягощений, кол-во выполняемых упражнений

Определение Рациональной нагрузки.

1. Определить УФС по пробе Руфье
2. Провести максимальный тест
3. Упражнения выполняют по 2-3 серии
4. Определить кол-во упражнений в одной серии

Для УФС в, в-с - 50% от ma[

Для УФС с. - 40% от макс

Для Уфс н. - индивидуально

Интенсивность нагрузки определяют исходя из энергетической стоимости упражнений

МЕТ - величина энергетических затрат ккал/мин.

Структура учебно- тренировочного занятия ОТ состоит из:

1. Подготовительная
2. Основная - до 40 мин(проведение сложной работы)
3. Заключительная - восстановление организма до исходного пульса

Самоконтроль в процессе самостоятельных занятий

Самоконтроль - систематические самостоятельные наблюдения занимающихся за состоянием своего здоровья, физического развития, физической подготовленностью и их динамикой.

Субъективные - самочувствие, сон, желание заниматься упражнениями, аппетит физический аэробный тренировка

Объективные - ЧСС, Артериальное давление, Частота дыхания.

Способы самоконтроля:

1. ЧСС за 15 с утром и вечером в положении лежа
2. Показатели состояния организма утром за 15 сек(лежа)
3. Разговорный тест - аэробный тест…в процессе движения разговаривать*

Показатели состояния организма:

Мужчины ЧСС - менее 50(отлично); 50-65 - хорошее; 66-75 - удовлетворительно; более 76- слабое.

Женщины - менее 55 отличное; 55-70 хорошо; 71-80 удовлетворительно; более 81 - слабое.

Требования к самоконтролю

Наблюдение необходимо проводить ежедневно.

Проведение проб и тестирование желательно осуществлять в одно и то же время: утром за 1,5 - 2 часа до или после прием пищи, через 4-6 часов после занятия.

Критерии эффективности ОТ

Оценка функционального состояния:

1. Сердечно - сосудистой системы
2. Дыхательной системы
3. Вестибулярного аппарата
4. Опорно-двигательного аппарата
5. Оценка осанки
6. Оценка массы тела.

Понятие функциональной пробы

Это дозированная нагрузка позволяющая оценить функциональное состояние организма.

Оценка функционального состояния ССС. Проба Руфье = 4(Р 1 +Р 1 + Р 3) - 200/10

Оценка: Меньше 34 с - удовлетворительное Свыше 40 с - отлично.

Оценка Функционального состояния вестибулярного аппарата с помощью пробы Ромберга.

Оценка состояния опорно-двигательного аппарата. Методика: наклон вперед с касанием руками пола (ноги прямые)

Оценка массы тела

Длительность периода отдыха между отдельными занятиями

На рис. 5 показаны различные варианты построения тренировочного процесса с различными периодами отдыха между тренировками. График (а) отражает правильное соотношение «нагрузка-отдых», когда начало каждой последующей нагрузки совпадает с максимальным уровнем суперкомпенсации. Графики (б) и (в) показывают неверно рассчитанные интервалы отдыха, которые приводят к отсутствию прогресса (в) или даже к регрессу в случае недовосстановления (б).

^ 3. Принцип перегрузки

Принцип перегрузки отражает тот факт, что для того, чтобы имел место эффект суперкомпенсации, необходимо, чтобы воздействие на организм превышало определенный пороговый уровень. Нагрузка будет являться стрессовой не в том случае, когда она велика, а в том, когда она ДОСТАТОЧНО велика, чтобы запустить адаптационный механизм и вызвать явление суперкомпенсации. В практике тренировок это выражается в необходимости постоянного повышения тренировочных нагрузок. Это может достигаться изменением параметров, определяющих объем и интенсивность конкретной тренировочной нагрузки, манипулированием комбинаций этих параметров.

Однако, реализуя этот принцип на практике, мы неизбежно столкнемся со следующей ситуацией: увеличение объема и/или интенсивности тренировочной нагрузки и соответствующее ему развитие тех или иных способностей или качеств, достаточно активно происходящее в начале тренировочного процесса, с течением времени все больше замедляется и в конце концов полностью исчезает. По мере того, как вы становитесь все более тренированным, уровень напряжения, требуемый для запуска механизма адаптации, подходит к такой точке, в которой ваш организм просто становится не в состоянии поддерживать его на таком уровне. Получается своего рода замкнутый круг, занимающийся входит в т. н. состояние застоя или плато. Дальнейшие попытки увеличения нагрузок путем активации волевых усилий приведет к состоянию перенапряжения, или перетренированности.

Рис. 5а

Рис. 5б

^ Рис. 5в

Налицо парадокс - для обеспечения длительности и непрерывности прогресса мы должны, соблюдая принцип перегрузки, постоянно стремиться к увеличению нагрузки, а в практике тренировок реализовать это условие невозможно. На помощь нам придет принцип цикличности, к рассмотрению которого мы приступим несколько позже.

^ 4. Принцип специфичности

Принцип специфичности постулирует, что «наиболее выраженные адаптационные изменения под влиянием тренировки происходят в органах и функциональных системах, в наибольшей степени нагружаемых при выполнении физической нагрузки»(4). Как говорится, «тренируется то, что тренируешь». Например, кратковременные тренировки с околопредельными и предельными нагрузками вызовут те адаптационные изменения, которые соответствуют именно этому характеру нагрузки, и будут отличаться от тех, что происходят под влиянием длительной непрерывной тренировки с умеренными нагрузками. Первая из них вызовет увеличение поперечного сечения мышцы за счет развития в основном «быстрых» мышечных волокон, совершенствование креатинфосфокиназной, миокиназной систем энергообразования и анаэробного гликолиза. Вторая же приведет к развитию «медленных» мышечных волокон, в меньшей степени способных к гипертрофии, а также совершенствованию аэробных механизмов энергоснабжения и увеличению капилляризации.

Таким образом, приступая к занятиям с клиентом, необходимо достаточно точно определиться с характером нагрузки, использование которой должно решить те или иные задачи, поставленные им. В связи с этим возникает проблема, если клиент хочет максимально развить несколько различных качеств. Взаимодействие тренировочных эффектов от различающихся по своему характеру нагрузок может носить отрицательный характер. Например, неправильное комбинирование в тренировочном процессе нагрузок, направленных на развитие силы и выносливости, могут привести к значительному снижению тренировочного эффекта от каждой из них. Ускорение синтеза митохондрий и повышение уровня содержания ферментов, обеспечивающих аэробный механизм энергоснабжения при работе на выносливость, обеспечивается выбросом в кровь т. н. стресс-гормонов, основными из которых являются глюкокортикоиды. Однако глюкокортикоиды, в т. ч. мобилизуя белковые ресурсы организма, «конкурируют» с анаболическими гормонами, призванными ускорить синтез сократительных белков для увеличения силовых качеств. В свою очередь, кратковременные мощные тренировки, направленные на развитие силы и использующие анаэробные механизмы ресинтеза АТФ, «закисляют» внутреннюю среду организма, что препятствует росту митохондрий («энергостанций», обеспечивающих аэробный путь энергообразования). В принципе, существует возможность одновременно развивать различные качества, применяя отличающиеся друг от друга тренировочные воздействия, однако комбинировать их, сообразуясь с определенными правилами и выбирая приоритетные цели и задачи. Поэтому вам как тренеру необходимо в доступной форме ознакомить своего подопечного с этим явлением и совместно определиться с приоритетами.

^ 5. Принцип специализации

Данный принцип является, по сути дела, подпринципом предыдущего, рассматривая понятие специфичности в более узком смысле. Принцип специализации опирается на понятие нервно-мышечной адаптации, которая проявляется в ответ на одинаковые повторяющиеся движения. Речь идет о наработке т. н. техники выполнения конкретного движения и повышении результативности за счет этого. Как мы знаем, в каждом движении участвуют несколько мышечных групп и отдельных мышц, играя отведенную им роль (агонисты, антагонисты, синергисты, стабилизаторы) и проявляя свои силовые способности в строго определенной последовательности. Оптимальный результат возможен только тогда, когда работа отдельных мышц или мышечных групп будет скоординирована в пространственно-временных и динамико-временных отношениях. Такое взаимодействие участвующих в движениях мышц называется межмышечной координацией. Она

^ Часть 1. Теория фитнес-тренировки

Специфична конкретным видам движений и не может переноситься с одного движения на другое. Таким образом, следует принимать во внимание, что развитие силовых качеств квадрицепса, бицепса бедра, ягодичной мышцы, мышц - разгибателей спины по отдельности не вызовет адекватного увеличения результативности в выполнении такого упражнения, совершаемого за счет этих мышц, как приседание. Выполняя только движения - броски на блочном тренажере, вы не увеличите результативность в метании копья, а бегая с утяжелителями на ногах (или в воде), не увеличите скорость бега в обычных условиях. «Тренируется то, что тренируешь». Более того, использование отягощений при выполнении специфичных конкретным видам спорта движений может ухудшить их технику вследствие изменения биомеханической схемы этих движений. Тренировки, направленные на развитие качеств, лежащих в основе достижений в конкретном виде спорта, но не использующие специфичные этому виду спорта движения, допустимо использовать лишь на втягивающем и общеподготовительном этапах, постепенно снижая их долю в специально-подготовительном и исключая в предсоревновательном этапе.

^ 6. Принцип обратимости

Принцип обратимости основан на явлении, когда прекращение тренировочных занятий приводит к т. н. детренированности, т. е. постепенной утрате приобретенных в результате тренировок качеств и функций. Происходит, по сути дела, адаптация организма к новым (пониженным) требованиям. «Что не используется, то пропадает». Связано это с тем, что для поддержания функций и качеств на новом, повышенном в результате тренировок уровне организму требуется прилагать дополнительные усилия. Например, увеличенная в результате занятий бодибилдингом мышечная масса метаболически активна и, даже в покое, требует достаточно большого количества энергии и пластического материала для питания, синтетических процессов, утилизации продуктов метаболизма. Однако для организма не существует понятия «красота тела», для него важно обеспечить нормальное функционирование с минимальными энергозатратами. Организм сохраняет приобретенный повышенный уровень мышечной массы лишь до тех пор, пока эта мышечная масса нужна ему для существования в условиях периодически повторяющихся нагрузок на нее извне. Снижение объема и интенсивности тренировочных воздействий приведет к тому, что и мышечная масса будет снижаться до уровня, соответствующего новому уровню нагрузок. То же самое относится и к любым другим функциям и системам организма.

^ 7. Принцип цикличности

Реализация принципа цикличности на практике - это периодизация тренировочного процесса. Периодизация - краеугольный камень теории и практики любой спортивной подготовки и оздоровительной практики. Применение периодизации в планировании тренировочного процесса - единственный путь обеспечения достаточно длительного роста спортивных результатов при условии сведения к минимуму возможности переутомления или перетренированности.

Как мы уже говорили, при длительном воздействии на организм тренировочных нагрузок определенного типа темп адаптационных изменений в организме постепенно замедляется и продолжение применения этого вида нагрузок уже не обеспечивает прироста результатов. Дальнейшее развитие тренированности возможно в этом случае лишь путем смены характера тренирующего стимула, при котором развитие адаптации происходит по другому направлению за счет развития иных функций и качеств (4). Для этого в рамках задачи-максимум, решению которой отведен макроцикл, выделяют промежуточные задачи, решение которых связано с развитием различных качеств и функций. Последовательная смена периодов тренировочных воздействий на различные функциональные системы, доминирующие в развитии адаптации к этим нагрузкам, и обеспечивает длительность и непрерывность тренированности.

Применение периодизации в спортивной практике предполагает разбивку тренировочного процесса на макро-, мезо- и микроциклы. Макроциклы - это периоды, в

^ Теория и методика фитнес-тренировки

^ Система фитнес-тренировки

Упражнения могут подразделяться:

по преимущественному механизму энергообеспечения («аэробная» и «анаэробная»
тренировки);
по направленности на развитие тех или иных качеств и функций (силовая
тренировка, тренировка выносливости, тренировка гибкости);

по характеру выполнения (непрерывная, интервальная).

^ Часть 1. Теория фитнес-тренировки

Характеристика тренировочной нагрузки

Тренировочные нагрузки определяются следующими показателями:

А) интенсивностью нагрузки;

Б) объемом нагрузки;

В) характером упражнений.

^ Интенсивность нагрузки

Мощностью называется количество работы, выполняемой за единицу времени. Мощность (Р) можно определить как работу (А ) разделенную на количество времени (Δt ), или как произведение силы (F ) и скорости (v) (P = F · v ).

Рассмотрим примеры проявления различных видов интенсивности.

^ Объем нагрузки - характеристика, связанная с работой (А), выполненной человеком по преодолению внешнего сопротивления или по противодействию ему, а также с энергией (Е), затраченной им при проявлении силовых способностей для этой работы. Считается, что работа, выполненная системой, равна изменению энергии в системе, т. е. выполнение работы требует затрат энергии. Соотношение между работой и энергией можно записать в виде:

А = ΔЕ

^ Теория и методика фитнес-тренировки

В большинстве случаев характеристики «объем» и «интенсивность» по отношению к отдельному тренировочному занятию стоят на разных полюсах. Обычно в различные периоды макро- или мезоциклов применяют или высокообъемные и низкоинтенсивные тренировки, или низкообъемные и высокоинтенсивные, или тренировки с иным соотношением объема и интенсивности. Тренировки одновременно и высокообъемные и высокоинтенсивные применяются лишь в течение достаточно ограниченного периода времени, в рамках т. н. ударных микро- или мезоциклов, оказывая предельно стрессовую нагрузку на организм атлета и вынуждая его тренироваться в этот период в условиях недовосстановления.

Рассмотрим примеры увеличения интенсивности и объема при тренировках с отягощениями.

Интенсивность возрастает при:

Увеличении веса отягощения.
Приближении к состоянию «отказа» в последних повторениях подхода.
Сокращении паузы между подходами.
Увеличении скорости движения («внешняя» интенсивность) или, иногда, ее уменьшении
(«внутренняя» интенсивность).
Применении различных технических приемов - («форсированные повторения», «читинг»,
«метод уменьшения веса», «суперсеты» и др. (см. «Методы для изменения интенсивности
силовой тренировки»).

Объем возрастает при:

Увеличении количества повторений в отдельном подходе.
Увеличении количества подходов в упражнении.
Увеличении количества упражнений на отдельную мышечную группу.

Характер упражнений

По характеру воздействия все упражнения могут быть подразделены на три основные группы: глобального, регионального и локального воздействий. К упражнениям глобального воздействия относятся те, при выполнении которых в работе участвует более 2/3 общего объема мышц, регионального - от 1/3 до 2/3, локального - до 1/3 всех мышц (В.М. Зациорский, 1970).

^ Часть 2. Основы биомеханики

Основы биомеханики

Основные понятия механики материальной точки

и твердого тела

Механика - это раздел физики, в котором изучают механическое движение материальных тел.

Механическое движение является простейшей формой движения материи, которое представляет собой изменение взаимного положения тел в пространстве и во времени.

Механика включает в себя три основных раздела: статику, кинематику и динамику.

В статике рассматривают условия равновесия материальных тел под действием приложенных сил. Кинематика изучает внешнюю картину движений. В динамике рассматривают причины возникновения и изменения движений. Остановимся на кратком изложении основных понятий кинематики и динамики.

^ Основные понятия кинематики

Для описания внешней картины движений используют линейные и угловые кинематические характеристики. Деление кинематических характеристик на линейные и угловые связано с тем, что любое сложное движение твердого тела можно представить как сумму двух простых движений - поступательного и вращательного.

Поступательным называют такое движение тела, при котором все его точки двигаются одинаково, т. е. имеют одинаковые траектории и скорости. При вращательном движении различные точки тела двигаются по концентрическим окружностям, а точки, лежащие на оси вращения, остаются неподвижными.

В отличие от твердого тела материальная точка не имеет ни вращательного, ни поступательного движения, она может двигаться либо по прямолинейной, либо по криволинейной траектории.

Поскольку механическое движение - это изменение взаимного положения тел в пространстве и во времени, то для его количественного описания используют пространственные и временные системы отсчета.

Существуют различные системы отсчета (естественная, прямоугольная декартова, полярная, цилиндрическая и др.).

Напомним определения основных кинематических характеристик.

Координата - это мера положения точки или тела в выбранной системе отсчета. Данная характеристика показывает лишь то, в каком месте находится точка или тело. Положение точки на плоскости определяется двумя координатами. При вращательном движении тела в одной плоскости его положение определяется одной угловой координатой.

Перемещение - это изменение положения точки или тела в выбранной системе отсчета. Эта характеристика отражает кратчайшее расстояние, пройденное точкой из начального в конечное положение, или угол поворота тела при его вращении относительно какой-либо оси. Перемещение численно равно разности координат конечного и начального положения точки или тела. Наряду с перемещением используют еще одну характеристику -путь. В отличие от перемещения эта величина скалярная. Путь характеризует пройденное расстояние без учета направления движения точки вдоль траектории.

Скорость - это изменения положения точки или тела с течением времени. Различают среднюю и мгновенную скорости (линейную и угловую). Средняя скорость - это отношение

^ Теория и методика фитнес-треиировки

Перемещения ко времени, за которое оно произошло. Мгновенная скорость - это первая производная координат по времени.

Ускорение - это изменение скорости точки или тела с течением времени. Как и для скорости, различают среднее и мгновенное ускорение (линейное и угловое).

Перемещение, скорость и ускорение - величины векторные, т. е. они характеризуются абсолютным значением (модулем), направлением и точкой приложения.

Между угловыми и линейными кинематическими характеристиками движущего тела существуют вполне определенные соотношения. Так, например, линейная скорость любой точки вращающегося твердого тела равна произведению угловой скорости на расстояние этой точки до оси вращения.

^ Основные понятия динамики

В отличие от кинематики динамика изучает причины возникновения и изменения движений, т. е. силы и моменты сил, действие которых либо сохраняет тела в неподвижном положении, либо изменяет их движение. Кроме того, в динамике рассматривается связь между свойствами материальных тел и характеристиками их движения, выраженная в соответствующих законах динамики.

Основными понятиями динамики являются сила, момент силы, масса, момент инерции тела и т. п.

Сила - это мера механического взаимодействия тел в данный момент времени в поступательном движении. В механике, в отличие от физики и биомеханики, не рассматривают природу сил, действующих на то или иное тело.

Мерой механического взаимодействия тел во вращательном движении является не сила, а ее момент. ^ Момент сипы численно равен произведению силы на ее плечо. Плечо силы - это кратчайшее расстояние от оси вращения до линии, вдоль которой действует сила.

Масса - это мера инертности тела в поступательном движении. Чем больше масса тела, тем труднее его заставить двигаться, а если оно двигалось, то его труднее остановить или изменить направление его движения.

Мерой инертности тела во вращательном движении является момент инерции. Eго величина определяется произведением массы тела на радиус инерции в квадрате. Радиус инерции характеризует распределение масс в теле относительно оси вращения. Как и масса, момент инерции тела показывает, насколько трудно или легко изменить его движение, но только в данном случае речь идет о вращательном движении тела.

В основе динамики лежат три основных закона.

Первый закон - если на тело не действуют никакие силы, то оно будет сохранять покой или двигаться равномерно и прямолинейно. В этом законе подчеркивается, что покой и равномерное прямолинейное движение - не различные состояния тела, свойство тел сохранять эти состояния определяется массой и моментом инерции.

^ Второй закон - сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение. Для вращательного движения в данной зависимости вместо силы нужно взять ее момент, вместо массы - момент инерции, а вместо линейного ускорения – угловое ускорение. Важно подчеркнуть, что второй закон динамики устанавливает связь между причиной изменения движения, свойством тела и его кинематикой.

^ Третий закон - всякому действию есть равное противодействие.

Не менее важными динамическими характеристиками являются: импульс силы и импульс тела, механическая работа, мощность, энергия (кинетическая и потенциальная) и т. п. Связи между некоторыми из них настолько значимы, что получили статус самостоятельных законов. Среди них можно отметить закон сохранения импульса и кинетического момента, закон сохранения энергии и другие. Более подробные сведения об этих характеристиках можно получить в соответствующей литературе. Однако для

^ Часть 2. Основы биомеханики

Знакомства с основами некоторых разделов биомеханики рассмотренных выше характеристик будет вполне достаточно.

^ Введение в биомеханику и биомеханические особенности строения тела человека

Биомеханика - это наука, которая изучает механические явления в живых системах.

Живые системы и механические явления в них весьма многообразны. К живым системам относят: различные ткани тела человека (костная, мышечная, соединительная и др.), органы и системы (сердечно-сосудистая, дыхательная, скелетно-мышечная и др.), человек или группа людей и т. п. Механические явления также многообразны. К ним относятся: механические свойства тканей тела человека, механика движения крови по сосудам, механика родового акта и другие. Но чаще всего основным предметом исследования биомеханики является механическое движение животных, в том числе и человека.

Биомеханика, как научная область знаний, развивается в разных направлениях. Ее знания и методы широко используются в робототехнике, при изучении двигательных действий в условиях производства, в медицине, в космонавтике и т. п. Физическая культура и спорт также нуждаются в знаниях биомеханики.

Основными задачами спортивной биомеханики являются:

Изучение техники тренировочных и соревновательных спортивных упражнений.
Изучение строения и свойств двигательного аппарата человека.
Изучение двигательных способностей человека (силы, быстроты, выносливости и др.).

4. Биомеханическое обоснование конструкции тренажеров и требований по их
использованию в тренировочном процессе.

5. Биомеханические аспекты и профилактика спортивного травматизма.

6. Изучение индивидуальных и групповых особенностей движений и двигательных
возможностей человека.

^ Соединение звеньев тела человека и степени свободы

Пассивная часть двигательного аппарата человека включает в себя кости, суставы и связки, образующие скелет человека. В биомеханике его принято рассматривать как многозвенную систему, состоящую из подвижно соединенных твердых звеньев. Известно, что скелет человека состоит из более 200 костей. Для удобства его описания используют такие понятия, как кинематическая пара, кинематическая цепь и степени свободы.

^ Кинематическая пара - это два звена, соединенные между собой подвижно. Примером кинематической пары является плечо и предплечье, соединенные локтевым суставом.

^ Кинематическая цепь - это последовательное или разветвленное соединение кинематических пар. Различают замкнутые и незамкнутые кинематические цепи. Примером замкнутой цепи является последовательное соединение двух ребер, грудины и позвонка в грудной клетке. К незамкнутой кинематической цепи можно отнести безопорную ногу в фазе переноса при ходьбе.

^ Степени свободы - это количество независимых угловых и линейных перемещений тела. Применительно к телу человека понятие «степени свободы» характеризует степень подвижности кинематических пар, цепей и всего тела человека. Поскольку в суставах возможны в основном вращательные движения, то степени свободы в них определяются независимыми угловыми перемещениями, количество которых зависит от формы и строения сустава. Так, например, в локтевом суставе имеется две степени свободы (сгибание-разгибание и пронация-супинация), а в тазобедренном суставе - три степени свободы

^ Теория и методика фитнес-тренировки

(сгибание-разгибание, отведение-приведение и пронация-супинация). Чтобы определить число степеней свободы в кинематической цепи, нужно сложить степени свободы всех суставов этой цепи. В теле человека насчитывается 244 степени свободы, что свидетельствует о его колоссальной подвижности, а значит и необходимости управления движениями такой сложной системы.

^ Биомеханика мышц

Скелетные мышцы являются основными движителями нашего тела. Их количество превышает 600. С биомеханической точки зрения основными показателями их деятельности в организме человека являются сила тяги и скорость изменения длины. Следует подчеркнуть, что мышца может только тянуть, толкать она не может. Именно поэтому для управления движениями в суставах относительно той или иной степени свободы необходимы как минимум две мышцы-антагонисты. Реально их значительно больше, что создает значительные трудности в понимании того, как мозг распределяет степень участия мышц в суставных движениях. Это одна из нерешенных пока проблем организации движений человека, которая в биомеханике получила название проблема избыточности в управлении мышечной активностью.

Эксперименты на изолированных мышцах животных и человека показали, что сила тяги мышцы складывается из двух составляющих. Одна из них, назовем ее активной составляющей, обусловлена сократительными возможностями мышечной ткани. Другая составляющая силы возникает при растягивании мышцы и обусловлена наличием в ней соединительной ткани, которая ведет себя подобно пружине и способна накапливать энергию упругой деформации при растягивании мышцы. Назовем ее пассивной составляющей силы тяги мышцы. Следует подчеркнуть, что активная сила тяги сопровождается затратами химической энергии, запасенной в мышцах, и, как следствие, приводит к утомлению. Пассивная составляющая силы тяги имеет сугубо механическую природу и не требует затрат химической энергии.

Рассмотрим основные зависимости, раскрывающие сущность механики мышечного сокращения.

На рис. 6 показаны зависимости силы тяги изолированной мышцы от ее длины. Видно, что с увеличением длины мышцы суммарная сила тяги (а) увеличивается, но при этом активная (с) и пассивная (Ь) составляющие силы изменяются по-разному. Сила упругой деформации (Ь) нелинейно возрастает с увеличением длины мышцы. Активная сила (с) сначала увеличивается, а затем уменьшается, т. е. максимум силы тяги наблюдается при некоторой оптимальной длине мышцы, которая получила название длина покоя. Отметим, что в зависимости от количества соединительной ткани в мышце характер кривых «сила- длина» и доля вклада активной и пассивной силы в общую силу тяги мышцы изменяются (рис. 6-1, II, и III).

л.

Икроножная мышца

Портняжная мышца

Полусухожильная мышца

Зависимость силы тяги мышцы (F) от ее длины (I).

Сплошная линия (а) - общая сила тяги; сплошная линия (Ь) - сила тяги мышцы при ее пассивном состоянии;

Пунктирная линия (с) - сила тяги сократительных элементов мышцы.

Направленной на развитие выносливости, выразившаяся в развитии сердечно-сосудистой и дыхательной систем, митохондриального аппарата и, как следствие, совершенствовании механизма ресинтеза АТФ за счет окисления, значительно сократит период восстановления и синтеза белковых структур после высокоинтенсивной тренировки с отягощениями. Ведь именно окисление играет ведущую роль в обеспечении энергией энергоемких синтетических процессов, инициированных этими тренировками.

Развитие вышеперечисленных факторов, определяющих размер мышцы, будет результатом различных адаптационных процессов, которые, в свою очередь, будут инициированы различными по характеру нагрузки тренировочными воздействиями. Посвящая мезоциклы преимущественному решению тех или иных задач и последовательно их чередуя, можно обеспечить достаточно длительный и непрерывный прогресс в достижении поставленной задачи-максимум.

В настоящее время в практике фитнес-тренинга, периодизируя тренировочную
программу, в основном используют две методики.

Первая методика предполагает последовательную смену тренировочных программ, имеющих законченную форму и четкие границы начала и конца занятий по этим программам. Каждая такая программа, имеющая постоянную, соответствующую текущему функциональному состоянию клиента величину нагрузки, отличается от других в основном объемом и интенсивностью. Продолжительность каждого такого мезоцикла, во время которого ваш клиент занимается по одной программе и, соответственно, воздействует на соответствующие этой программе системы своего организма, как правило, составляет от двух до четырех месяцев. По окончании каждого мезоцикла следует недельный перерыв, во время которого клиент проводит лишь аэробные тренировки небольшого объема и низкого уровня интенсивности. Задача таких периодов - физическое и психическое восстановление организма, «самозалечивание» микротравм мышечной и соединительной ткани.

Динамика изменения нагрузки в рамках одного мезоцикла может выглядеть достаточно разнообразно. Самый распространенный вариант - линейное повышение нагрузки, происходящее в основном за счет увеличения веса отягощения. Спортсмен старается реализовать на практике принцип перегрузки, пытаясь на каждой тренировке увеличить вес отягощений. При этом, как справедливо отмечает в своей книге «Думай» Стюарт Мак Роберт, важна не столько скорость увеличения веса отягощений, сколько само наличие этой прогрессии. Поэтому видится разумным, при приближении к своему генетически заданному пределу в развитии силовых способностей, использовать для дополнительного отягощения штанги или гантелей диски как можно меньшего веса (т. н. разновески). Объем нагрузки при таком способе организации тренировок в рамках одного мезоцикла, как правило, не меняют.

Более эффективны схемы, при которых в рамках одного мезоцикла динамика изменения нагрузки имеет волнообразную форму, повышаясь в начале и середине цикла, выходя на пиковый уровень во второй половине и снижаясь к концу цикла. В этом случае мы избегаем состояний стрессовых ситуаций резкого сокращения или повышения нагрузок. Форма такого волнообразного изменения нагрузок может быть как плавной, с постепенным их уменьшением или снижением, так и ступенчатой, при которой идет смена микроциклов с нагрузкой разной величины. Во втором случае микроциклы могут быть продолжительностью от одной до трех недель и носить втягивающий, базовый, ударный или восстановительный характер. Следует отметить, что во время ударного микроцикла может наблюдаться как повышение уровня ведущей функции (на фоне, однако, накапливающегося переутомления организма в целом), так и ее снижение в результате проведения тренировочных занятий в состоянии недовосстановления. Такое состояние в течение ограниченного периода времени допустимо, однако вслед за ударным микроциклом должен обязательно следовать восстановительный микроцикл, сниженный уровень нагрузок во время которого позволит избавиться от этих негативных факторов.

Возможно, будет полезно почитать: