Анализ силовой структуры хвата руки высококвалифицированных спортсменок в игровых видах спорта

УДК 796.3

АНАЛИЗ СИЛОВОЙ СТРУКТУРЫ ХВАТА РУКИ

ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОК В ИГРОВЫХ ВИДАХ

СПОРТА

Галина Павловна Иванова, доктор биологических наук, профессор, Александр Григорьевич Биленко, кандидат педагогических наук, доцент, Иван Васильевич Косьмин, кандидат педагогических наук, доцент, Борис Ефимович Лосин, доктор педагогических наук, профессор, Ольга Викторовна Николаева, доцент, Юйлун Гуй, аспирант, Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург

Аннотация

Исследовались элементы структуры силового хвата ведущей руки у теннисисток, волейболисток и кёрлингисток высокой квалификации. Анализировалась динамограммы сжатия конструкции с регулируемой шириной хвата в серии повторных заданий на силу и частоту в индивидуально комфортном режиме. Выявились факторы, влияющие на способность мышц к расслаблению. Предложена система ТАСС как тренажера и анализатора силовой структуры хвата в режиме обратных связей, корректирующих величину силы и частоты повторений, и коэффициент релаксации как оценка управления состоянием мышечной системы.

Ключевые слова: силовой хват, характеристики хвата, теннисистки, волейболистки, керлин-

гистки.

ANALYSIS OF POWER STRUCTURE OF HAND GRAB OF HIGHLY SKILLED SPORTSWOMEN IN GAME SPORTS

Galina Pavlovna Ivanova, the doctor of biological sciences, professor, Alexander Grigo-ryevich Bilenko, the candidate of pedagogical sciences, senior lecturer, Ivan Vasilyevich Kos-

min, the candidate of pedagogical sciences, the senior lecturer, Boris Efimovich Losin, the doctor of pedagogical sciences, professor, Olga Viktorovna Nikolaeva, the senior lecturer, Gui Yulong, the post-graduate student, The Lesgaft National State University of Physical Education, Sport and Health, St. Petersburg

Annotation

Force grip elements of tennis and volleyball players' leading hand and curling players' broom hand have been researched with dynamic graphic recording method for the construction grabbing with the regulated grip width in a series of the repeated efforts with the comfortable force and frequency rate. Factors influencing muscle capacity for full and quick relaxation are identified. The TASS system is proposed as an exercise equipment and grip force structure analyzer, which being used in a feedback mode, providing correction for the force value and its development speed. The relaxation coefficient as muscle system state evaluation is proposed.

Keywords: force grip, force grip structure characteristics, tennis players, volleyball players, curling

players.

В последние годы наблюдается очевидный прирост интенсивности деятельности в игровых видах спорта, где кисть руки и её хват выполняют важнейшую работу и, как следствие, происходит учащение случаев получения травматизма у спортсменов. Экспериментальное исследование проведено в игровых видах спорта с целью поиска биомеханических особенностей работы хвата руки [5, 6, 7, 8], как самого ответственного элемента в функционировании аппарата движения в процессе достижения результата. Этот поиск необходим для предотвращения перегрузок или прямых травму спортсменов.

ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Предмет изучения - воспроизводимость элементов структуры деятельности на примере исследования управляемой силы хвата при сжатии динамометра, устроенного по типу

ручки теннисной ракетки или щетки для «свипа» в керлинге, а также обычного силового хвата волейболисток, как при контакте с мячом. В эксперименте участвовали 39 квалифицированных спортсменок 16-20 лет, преимущественно из состава сборных команд города: волейболисток - 14, керлингисток - 9, теннисисток - 16.

Силовые характеристики хвата регистрировались на компьютерной силоизмери-тельной установке с автоматической обработкой результатов эксперимента в реальном масштабе времени. Тренажер-анализатор силовых способностей (ТАСС), был ранее апробирован в спортивных исследованиях [3, 4]. Регистрировались кривые силы хвата Р=(:), по которым определялись следующие показатели: пик наибольшего значения силы - Б, интервал времени развития усилия - II, интервал времени падения силы - 1ц.

Программа обработки экспериментальной кривой Р=ОД предусматривала возможность расчетов средней быстроты развития силы в период её роста - в1 и в период её падения - вп, то есть при расслаблении мышц хвата. Переход от механических понятий к физиологическим базировался на рекомендациях специалистов, долго работавших над расслаблением. По их мнению, динамометрические характеристики линейно связаны с электрической активностью работающих мышц [5, 6]. Определялись различия средних значений показателей, их корреляционные зависимости и стабильность каждой изучаемой характеристики по коэффициенту вариации при уровне значимости Р <0,05.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Динамометрические показатели силы хвата у квалифицированных спортсменок разных игровых видов спорта представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Показатели силовой структуры хвата (средние значения и их статистические ошибки) у теннисисток (п=16), кёрлингисток (п=9), волейболисток (п=14)_

№ Показатель Теннис Керлинг Волейбол

1 Пиковая сила - Б (Н) 244,5+5,3 184,2+5,7 268,4+10,0

2 Время - 1 (с) 0,81+0,03 1,10+0,04 1,01+0,06

Время - % (с) 0,55+0,04 0,93+0,06 0,83+0,05

3 Скорость - О1 (Н/с) 355,6+9,1 164,3+ 6,2 262,2+14,8

Скорость - Оп (Н/с) 504,6+21,8 197,4+6,3 351,1 + 13,2

При моделировании хвата живой системы с помощью классической механической модели ожидается прямая зависимость силы и времени [1], и в идеале коэффициент корреляции должен быть равен +1. Первоначально предполагалось, что время развития усилия зависит от величины силы хвата, но при обработке данных эксперимента достоверных статистических зависимостей не получилось. Между временем наращивания силы и величиной пика силы ни для одной спортивной специализации не найдено ни математической, ни статистически значимой зависимости. Последнее вызывает предположение об индивидуальной ситуационной программируемости силы хвата и времени его организации. В отличие от известной, например, кривой Хилла «сила - скорость», полученной только для неуправляемого движения, в данном же исследовании анализировалась связь силы со скоростью роста и скоростью падения силы хвата в случае управляемого движения [1] в игровых видах спорта (таблица 2).

Таблица 2 - Значения коэффициентов корреляции -г между силой - Б и скоростью изменения силы - О1 и Он для спортсменов разных специализаций._

Показатель Теннис Керлинг Волейбол

GI -0,240 -0,157 0,335

Gii -0,247* -0,388** 0,843**

* - достоверность на уровне значимости Р < 0,05;

** - достоверность на уровне значимости Р < 0,001.

Элементы структуры силового хвата проверялись на стабильность их воспроизведения. Результаты исследования приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Средние значения коэффициентов вариации - V (%) показателей силовой структуры хвата у спортсменок разной специализации_

№ Показатель Теннис Керлинг Волейбол

1 Пиковая сила - Б(Н) 9,9 10,1 5,4

2 Время - ^(с) 16,2 11,3 7,9

Время - 1ц(с) 12,0 18,3 4,2

3 Скорость - О:(Н/с) 9,1 8,8 7,2

Скорость - Оп(Н/с) 13,2 5,8 6,6

Для сравнения быстроты роста и падения силы предлагается ввести коэффициент релаксации:

к^Оп/а

Этот коэффициент показывает способность мышц к расслаблению, что принципиально важно для быстрых движений.

Таблица 4 - Коэффициенты релаксации у квалифицированных спортсменов в игровых ви-

показатели Теннис Керлинг Волейбол

GI (Н/С) 355,6+9,1 164,3+ 6,2 262,2+14,8

Gii (H/C) 504,6+21,8 197,4+6,3 351,1+13,2

Kj-релаксации 1,41 1,20 1,34

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Выбор включенных в исследование видов спорта был обусловлен различием организации в механизмах управления движениями: высоким темпом ударов в теннисе, непредсказуемостью частоты движений щетки при «свипповании» в кёрлинге, заранее построенным на основе программы «антиципации будущего» ударом в волейболе. Эти отличия в игровых видах спорта друг от друга положены в основу концепции поиска средств борьбы с травмами.

2. Из данных таблицы 1 следует, что волейболистам свойственна наибольшая сила (268,4 Н), но максимальная скорость развития силы (355,6 Н/с) присуща теннисистам. Теннисисты в фазе падения усилия показывают наиболее короткое время (0,55с) и наибольшую скорость расслабления хвата (504,6 Н/с). Возможно, что с этими показателями и связан рост травматизма у теннисистов в последние годы.

3. Данные корреляции в таблице 2 свидетельствуют, что полученные при статистической обработке коэффициенты корреляции между силой и скоростью её изменения в теннисе и кёрлинге отрицательные, как в фазе развития усилия, так и фазе расслабления. Это, возможно, объясняется форсированием темпа как тактического элемента, требующего включения в цикл игры внутренних мышечных сил, что принуждает двигательную систему работать не на собственных частотах, а на вынужденных, создавая дополнительную напряженность и нагрузку тканям, а значит, и повышенный риск травматизма.

4. По данным таблицы 2 у группы волейболисток коэффициенты корреляции положительные, что, видимо, можно объяснить работой по основной программе движения с минимальными коррекциями, так как время полного цикла усилия в волейболе - 1,86с в сравнении с 1,36с в теннисе (таблица 1).

5. Наименьшее количество сбивающих факторов в волейболе позволяет рассматривать силовой навык волейболиста как более устойчивый, более близкий к механической модели, для которой свойственна положительная корреляция и меньший коэффициент вариации силы и времени в волейболе по сравнению с теннисом и кёрлингом: а вариативность силы равна V% = 5,4%, то есть наименьшее, по сравнению с 9,9% и 10,1% в теннисе и кёрлинге соответственно (таблица 3).

6. Данные вариативности показателей сил хвата (таблица 3) позволили утверждать, что для квалифицированных волейболисток свойственна высокая стабильность

характеристик пиковой силы и временной структуры хвата. Объясняется это, возможно, следующим: волейболу свойственны одиночные движения, следующие в относительно невысоком темпе [1, 2], что позволяет волейболисту выполнять ударные маховых движения звеньев руки большой амплитуды на комфортных собственных частотах живой системы. Они обладают максимальной стабильностью, а потому и воспроизведение силы хвата игрока в комфортных условиях эксперимента выполнялось с привычной стабильностью, в отличие от теннисистов, работающих в матче при высоком и «рваном» темпе, или частых возвратных движений кёрлингисток при «свиппе».

7. Анализ содержания таблицы 2 показывает, что для волейболистов коэффициент корреляции скорости развития усилия (0,335) в 2,5 раза ниже, чем при падении, что, предположительно, объясняется программным управлением и значительным вкладом живой системы при развитии усилия и, наоборот, расслаблением в свободном режиме на собственных комфортных частотах. Чем больше влияние внутренних сил, тем ниже коэффициент корреляции. В фазе расслабления хвата, как после одиночного удара в волейболе, возможно, процесс наиболее близок механической модели в замкнутой системе сил, и r = 0,843 [1, 2].

8. Возможно, что во второй фазе хвата не включается добавочная программа «управления расслаблением» и скорость управления полностью зависит от величины пиковой силы хвата и сил жестко растянутых мышц разгибателей кисти и пальцев, а также сил инерции. Качество требуемого расслабления в работе характеризует коэффициент релаксации (таблица 4):

K1=GII/GI,

который получился наибольшим у теннисисток - 1,41, затем у кёрлингисток - 1,20 и 1,34 у волейболисток. В эксперименте со спортсменами разной специализации показана их способность к расслаблению по коэффициенту релаксации: чем выше коэффициент, тем скорее расслабляются мышцы и менее подвержены травмированию из-за недостатка восстановления или возникновения дополнительного усилия от участия мышц-антагонистов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования способности человека к организации хвата крайне важный и многогранный процесс, требующий учета многих факторов биологического и механического происхождения и знаний характера и длительности достижения поставленной цели. Спортсмены, работающие руками, по-разному организуют защиту двигательного аппарата и требуют индивидуального подхода как к обучению, так и к охране и реабилитации систем движения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ivanova, G.P. Modern Tennis: Biomechanics, Ergonomics, Playing Techniques (chapter 3.11) / G.P. Ivanova // Science of Sports. Life-support Encyclopedia. - EOLS / MagistrPress, 2011. - P. 695-712.

2. Иванова, Г.П. Биомеханика избранного вида спорта : учебное пособие / Г.П. Иванова ; Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург. - Санкт-Петербург : [б. и.], 2017. - 131 с.

3. Иванова, Г.П. Силовая структура хвата ракетки квалифицированного теннисиста / Г.П. Иванова, А.Г. Биленко, Ю. Гуй // Труды кафедры биомеханики Университета им. П.Ф. Лесгафта. -Санкт-Петербург, 2016. - С. 11-16.

4. Иванова, Г.П. Вариативность характеристик развития усилия в хвате / Г.П. Иванова, А.Г. Биленко, Ю. Гуй // Олимпийский спорт и спорт для всех. XX Международный научный конгресс, 16-18 декабря 2016 года, Санкт-Петербург, Россия : материалы конгресса : в 2 ч. - Санкт-Петербург : Изд-во Политехнического университета, 2016. - Ч. 2. - С. 450-453.

5. Высочин, Ю.В. Миорелаксация в механизмах повреждений мышц во время быстрого бега : монография / Ю.В. Высочин ; Высшая школа технологии и энергетики. - Санкт-Петербург : [б.и.], 2011. - 26 с.

6. Гурфинкель, В.С. Регуляция позы человека / В.С. Гурфинкель, Я.М. Коц, М.Л. Шик. -Москва : Наука, 1965. - 32 с.

7. The Effect of player grip on the dynamic behavior of a tennis racket / D. Chadefaux, G. Rao, J.L. LeCarrou [et al.] // Journal of Sports Sciences. - 2017. - № 35 (12). - P. 1155-1164.

8. Tennis racket grip size on grip force during a simulated tennis match play / J. Rossi, M.J. Fois-sac, L. Vigouroux [et al.] // Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. - 2009. - № 12 (S1). - Р. 219-220.

REFERENCES

1. Ivanova, G.P. (2011), "Modern Tennis: Biomechanics, Ergonomics, Playing Techniques (chapter 3.11)", Science of Sports. Life-support Encyclopedia. - EOLS, MagistrPress, pp. 695-712.

2. Ivanova, G.P. (2017), Biomechanics of the chosen sport: manual, Lesgaft University, St. Petersburg.

3. Ivanova, G.P., Bilenko, A.G. and Gui, Yu. (2016), "Law enforcement agency of the successful fellow of a racket of the qualified tennis player / G.P. Ivanova", Works of department of biomechanics of the University of P.F. Lesgaft, St. Petersburg, pp. 11-16.

4. Ivanova, G.P., Bilenko, A.G. and Gui, Yu. (2016), "Variability of characteristics of development of effort in the successful fellow", Olympic sport and sport for all. XX International scientific congress, on December 16-18, 2016, St. Petersburg, Russia: materials of the congress : in 2 part, Publishing house of the Polytechnical university, St. Petersburg, Part 2, pp. 450-453.

5. Vysochin, Yu.V. (2011), Mio-relaxation in mechanisms of injuries of muscles during fast run: monograph, The Higher school of technology and power, St. Petersburg.

6. Gurfinkel, V.S., Kots Ya.M. and Shik, M.L. (1965), Regulation of a pose of the person, Science, Moscow.

7. Chadefaux, D., Rao, G., LeCarrou, J.L. and et al. (2017), "Effect of player grip on the dynamic behavior of a tennis racket", Journal of Sports Sciences, No. 35 (12), pp. 1155-1164.

8. Rossi, J., Foissac, M.J., Vigouroux, L. and et al. (2009), "Tennis racket grip size on grip force during a simulated tennis match play", Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, No. 12 (S1), pp. 219-220.

Контактная информация: gpiva@mail.ru

Статья поступила в редакцию 10.01.2018

УДК 796.06

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ БОРЬБЫ С

ДОПИНГОМ В СПОРТЕ

Людмила Александровна Кирьянова, кандидат педагогических наук, доцент, Лада Владимировна Морозова, доцент, Северо-Западный институт управления, Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, г. Санкт-Петербург; Игорь Викторович Дмитриев, кандидат педагогических

наук, доцент, Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург (НГУ им П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург); Алина Валентиновна Федорова, кандидат педагогических наук, доцент, Санкт-Петербургский государственный экономический университет, Санкт-Петербург; Олеся Валериевна Демиденко, кандидат педагогических наук, доцент, Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения, г. Санкт-Петербург

Аннотация

В статье рассмотрена проблема использования спортсменами различных допингов и запрещенных стероидов для повышения спортивных результатов. Авторами проанализированы правовые документы международного уровня и Российского законодательства, определена роль ВАДА при разработках антидопинговых информационно-образовательных программ для молодого поколения спортсменов. В работе авторы определили педагогические и организационные вопросы проблемы борьбы с допингом в спорте. Авторами разработаны антидопинговые мероприятия, которые