Влияние сил инерции на проявление принципа симметрия-асимметрия при выполнении элементарных движений

стика функциональных состояний организма / И.В. Дмитриева, О.С. Глазачев. - М. : Горизонт, 2000. - 214 с.

2. Залилов, Р.Ю. Оценка системного анализа адаптационных способностей студентов в зависимости от их психофизиологического статуса // Актуальные вопросы охраны здоровья детей и подростков на современном этапе : сборник научных трудов / под ред. В.Р. Вебера, Б.Б. Фишмана. - В. Новгород : Изд-во НовГУ, 2003. - С. 84-93.

3. Цветков, М. С. Адаптационные особенности спортсменов и лиц, не занимающихся спортом // Вестн. Новгородского гос. ун-та. Сер. Мед. науки. - 2006. - № 35. - С. 21-24.

ВЛИЯНИЕ СИЛ ИНЕРЦИИ НА ПРОЯВЛЕНИЕ ПРИНЦИПА “СИММЕТРИЯ-АСИММЕТРИЯ” ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ДВИЖЕНИЙ

В.Ф. Костюченко, В.С. Степанов, В.Г. Соколов, С.В. Вадюхин, С.Л. Вадюхина

Рассматривая элементарные формы сокращения мышц (одиночного сокращения или напряжения) или произвольного суставного движения без какого-либо дополнительного сопротивления, можно убедиться в четко выраженной асимметрии кривых, характеризующих элементарный двигательный цикл “напряжение - расслабление”. На рис. 1 представлены образцы записи изменения обхвата плеча у штангиста высокой квалификации при выполнении трех последовательных попыток. Отчетливо видно, что кривая асимметрична. Скорость развития напряжения составляет 71,2±4,5 мм/с, а расслабления - 90,4±1,8 мм/с, то есть скорость развития напряжения в мышце ниже скорости ее расслабления (таблица 1).

По-видимому, это связано с биомеханическими свойствами мышцы, а именно -с ее вязкостью. Вязкость определяется наличием внутреннего трения в сократительном компоненте мышцы. Это свойство вызывает потери энергии мышечного сокращения, идущие на преодоление вязкого трения, обусловленного силами внутреннего взаимодействия между актомиозиновыми нитями саркомера. В диапазоне укорочения мышцы потери на преодоление сил внутреннего трения больше, чем в диапазоне ее растягивания (Кичайкина Н.Б. с соавт., 2000). Следует отметить, что, по сравнению с изометрическим режимом сокращения, при произвольном сокращении скорость развития напряжения и расслабления имеет значительно более высокие значения (таблица 1).

Таблица 1

Характеристики цикла “напряжение - расслабление” при выполнении

элементарных движений

Вид движения Скорость развития напряжения, мм/с Скорость расслабления, мм/с Время “переходного периода”, мс

Изометрическое сокращение 17,0±0,6 -18,9±0,2 750±10

Максимально быстрое произвольное сокращение без отягощения 71±5 -90,4±1,8 350±30

Максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 2,5 кг 74±4 -63,0±0,9 550±80

Максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 5 кг 73±9 -64±2 750±30

Максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 7,5 кг 79±5 -68±3 800±30

Максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 10 кг 75,2±1,6 -74±2 980±100

Произвольное сокращение m. biceps brachii

Время, с

Рис. 1. Три последовательные попытки при выполнении максимально быстрого произвольного сокращения без отягощения

-0,2 0,3 0,8 1,3 1,8

Время, с

максимально быстрое произвольное сокращение без отягощения максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 2,5 кг

максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 5 кг

максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 7,5 кг

максимально быстрое произвольное сокращение с отягощением 10 кг

Рис. 2. Зависимость “напряжение - время” при максимально быстром сгибании руки в локтевом суставе с различным внешним отягощением

Влияние инерционных сил на структуру элементарного двигательного действия сказывается в том, что в характере кривой начинают проявляться признаки симметрии. Максимальные скорости напряжения и расслабления мышцы становятся равными

Увеличение внешней нагрузки мало сказывается на величине скорости напряжения и расслабления мышц. Однако с увеличением веса отягощения “время переходного периода” от напряжения к расслаблению закономерно возрастает от 350±30 мс до 980±100 мс.

При взаимодействии с эспандером на ОДА человека действуют силы упругости, определяемые упругими свойствами деформируемого объекта. Противодействие опорно-двигательного аппарата силам упругости вызывает резкую асимметрию кривой “напряжение-время” мышцы. Это связано с тем, что при развитии напряжения сила упругости противодействует силе, развиваемой мышцами, а при расслаблении, наоборот, ее направление совпадает с вектором силы мышц. Это способствует увеличению скорости расслабления мышц. Данную закономерность отражают таблица 2 и рисунок 3.

Сокращение ш.Ысерэ ЬгасЬіі против силы упругости

Время, с

| одна пружина две пружины |

Рис. 3. Зависимость “напряжение - время” при работе мышц против сил упругости

Таблица 2

Характеристики цикла “напряжение - расслабление” при выполнении ___________________элементарных движений (п = 3)__________________

Вид движения Скорость развития напряжения, мм/с Скорость расслабления, мм/с Время “переходного периода”, мс

Изометрическое сокращение 17,0±0,6 -18,9±0,2 750±10

Максимальное произвольное сокращение без отягощения 71±5 -90,4±1,8 350±30

Максимальное произвольное сокращение против силы упругости (одна пружина) 83±8 -111±5 1200±100

Максимальное произвольное сокращение против силы упругости (две пружины) 75±2 -103±4 1100±200

При движении одного тела по поверхности другого возникает сила трения скольжения. В проведенных экспериментах силой, противодействующей развитию напряжения в мышце, была сила трения скольжения (дерево по дереву). Увеличение силы трения достигалось путем добавления груза на деревянную платформу, которую перемещал испытуемый. При этом необходимо иметь ввиду, что внешнее сопротивление (сила трения) действовало только в фазе сокращения. Влияние сил трения резко сказалось на характере кривой “напряжение - время” мышц. Она стала резко асимметричной. При этом скорость развития напряжения мышцы мала по сравнению с аналогичным показателем при максимально быстром сгибании и разгибании руки, а также и при движениях против инерционных сил и сил упругости (табл. 2, рис. 4).

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Очевидно, что в том случае, когда реализация центральных команд опорно-двигательным аппаратом зависит от механических свойств мышц, при отсутствии условий, влияющих на их функциональное состояние, равные показатели скорости сокращения и расслабления обусловливают симметрию элементарного двигательного цикла.

Рисунок кривой во многом зависит от характера внешнего сопротивления. Изменению подвержены все основные параметры сокращения мышц, фазы напряжения и расслабления и их изменение во времени. Влияние внешней нагрузки во многом определяет характер мышечных усилий, что подчеркивает значение периферических факторов организации двигательных действий для подбора средств и методов скоростносиловой тренировки. Однако дело не только в этом. Различные силы по-разному воздействуют на биомеханическую структуру физических упражнений, они по-разному

раздражают различного рода рецепторы двигательного аппарата. Учет этого обстоятельства позволяет разносторонне и многосторонне обеспечить направленную специальную функциональную и техническую подготовленность спортсмена в соответствии с задачами повышения уровня специальной работоспособности.

Рис. 4. Зависимость “напряжение - время” при работе мышц против сил трения

При действии упругих сил из-за существенных различий в механических свойствах костей, мышц, связок, а также особенностей анатомического строения тела, обусловливающих механические связи между его различными образованиями, возникающими в теле человека, упругие деформации носят характер неоднородных. В одних структурах возникают деформации сжатия, в других - деформации растяжения, сдвига или кручения. Хотя строгого соответствия между значениями действующих влияний и выраженностью деформации нет, тем не менее, в общем случае деформации оказываются тем больше, чем больше величина действующих сил и чем слабее механические связи между структурными элементами тела. Наибольшие напряжения возникают в опорно-связочном аппарате, то есть в тех структурах тела, через которые передается действие внешних сил, и на которые падает основная нагрузка по уравновешиванию внешних сил, по “узкому руслу” действующих на органы и ткани тела.

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы. При изменении характера (модальности) внешних сил, с которыми взаимодействует мышечная система, соответственно, меняется соотношение процессов сокращения и расслабления: протекание двигательного цикла становится асимметричным. Следовательно, существенными факторами, которые обусловливают переход от симметричной организации элементарного двигательного цикла к асимметричной, являются внешние силы и их модальность.

КОНКУРЕНЦИЯ В СФЕРЕ ФИЗКУЛЬТУРЫ И СПОРТА

М.Н. Кошаев

На рынке услуг в сфере физической культуры и спорта имеет место конкуренция как между производителями определенных услуг, так и с другими отраслями сферы услуг за свободное время и средства потребителя. В результате проведенных нами исследований установлено, что по аналогии с товарным рынком существуют следующие виды конкуренции:

• Функциональная конкуренция [1] является следствием того, что любую