Одним из основных факторов, определяющих физическую работоспособность во многих видах спорта, например таких как легкая атлетика, регби, футбол, мини-футбол, волейбол и баскетбол, является способность вырабатывать высокую механическую мощность во время прыжков и спринтерских ускорений. В свою очередь выходная мощность является произведением силы и скорости. А между силой проявляемой в концентрических мышечных действиях и скоростью существует обратная взаимосвязь (обратная взаимосвязь сила - скорость F-V).
Поэтому два атлета, демонстрирующие одинаковую мощность, могут показать разные уровни силовых и скоростных возможностей. Теоретически атлеты могут быть склонны ближе к силе или ближе к скорости. Соответственно, дефицит силы или скорости может повлиять на максимальную выходную мощность. Этот дефицит (или его отсутствие и позволяет определить профилирование силы-скорости-мощности. Что позволяет в дальнейшем направить тренировки на устранение дисбаланса. Профилирование представляет собой нахождение линейной зависимости силы-скорости в динамических движениях, которая будет отображаться на графике в виде наклонной прямой. Сам наклон и другие показатели, речь о которых пойдет ниже, помогут определить чего не хватает атлету в его актуальном профиле, для достижения максимальной мощности.
Хотя теоретически можно сделать профили различных движений, чаще всего используют вертикальный профиль (прыжки с различным весом) и горизонтальный профиль (спринты на различные расстояния) атлета. Составление профиля силы-скорости-мощности, а также их составляющих называется профилированием.
Вертикальное профилирование для улучшения производительности в вертикальных баллистических прыжках.
Вертикальный профиль составляется с помощью баллистических вертикальных прыжков без контр движения (то есть из положения седа с дополнительным весом).
Для составления вертикального профиля необходимо несколько измерений:
- высота вертикального прыжка
- масса тела
- длина конечности в полностью вытянутом положении
- высота стартовой позиции
- высота отталкивания (рис.1)
- скорость прыжка (может вычисляться по формуле (исслед. 2), для которой надо предыдущие измерения)
Высота прыжка измеряется от 4 до 6 раз с разными нагрузками. Нагрузка должна иметь равный диапазон (в основном 10-20 кг), от 0 кг до того веса при котором атлет может прыгнуть выше 8-10 см. Если с последующим весом прыгает ниже, то этот вес в расчет не берется в расчет.
После этого можно выполнить все необходимые расчеты и составить профиль Сила - Скорость (F-V), а также другие показатели прыжка, приведенные в таблице 1.
Таблица 1. Определение и интерпретация основных показателей профилирования вертикального баллистического прыжка
Теперь подробно о каждом показателе, как он читается и как выглядит на графике.
Итак мы взяли атлета, провели все измерения (масса тела, длина конечности, стартовая высота). Затем мы измерили его высоту прыжка без контр движения без дополнительного веса (нагрузка 0 кг) и с 15, 30, 45, 60 килограммами. Данные о высоте и скорости прыжка мы внесли на график и полученную прямую, мы продолжили (экстраполировали ) до пересечения осей x и y. Темп самым мы получили профиль Сила Скорость, и точки VTC-F0 и VTС-V0, как теоретически максимально возможные относительные показатели силы и скорости (рис.2).
Этот профиль называется еще актуальным. Далее мы вычисляем максимальную мощность VTC-Pmax (рис.2). И вот у нас есть актуальный профиль силы, скорости и мощности для данного атлета. Уже сейчас наклон профиля - Sfv может дать представление о балансе между силой и скоростью. Чем больше наклон профиля, тем больше влияние силы на показатель мощности. Но так же мы можем рассчитать его оптимальный профиль - Sfvopt и уже более точно увидеть и рассчитать разницу между силой и скоростью. А FVimb показывает эту разницу в цифрах (рис.3). Чем ближе к 100% тем более сбалансированный профиль. Чем больше разница в сторону уменьшения от 100%, тем, больше дисбаланс смещается в сторону силы. Если свыше 100%, то наблюдается дисбаланс скорости.
Пример 1
На рисунке 4 мы можем увидеть данные 2-х спортсменов с аналогичной дистанцией отталкивания. Хотя у спортсмена А более высокая максимальная мощность (VTC-Pmax), его высота прыжка из седа ниже, чем у атлета Б, потому что у него высокий дисбаланс F-V. Можно визуально увидеть, что атлету не хватает силового компонента. FVimb равный 49% также подтверждает дефицит силы.
Спортсмен Б имеет более низкий VTC-Pmax, но его профиль почти точно равен его индивидуальному оптимальному профилю (всего 1% дисбаланса, FVimb = 99% ). Таким образом, мы можем сделать вывод, что спортсмен А приоритетное внимание должен уделять развитию максимальных силовых возможностей для исправления его дисбаланса и увеличения максимальной мощности.. Как только эта цель будет достигнута, он может перейти к тренировкам, аналогичным тренировкам спортсмена Б, чтобы улучшить его максимальную мощность при сохранении его скорректированного (т.е. оптимального) профиля.
Пример 2
Во втором примере (рис.5) показаны 2 атлета со схожими значениями максимальной мощности и схожими оптимальными профилями Sfvopt, но с противоположными характеристики FVimb. Игрок А показывает дефицит скорости, в то время как игрок Б показывает дефицит силы. Кроме того, абсолютная разница с их соответствующим Sfvopt ниже у игрока Б, чем у игрока A (28% против 37%).
Учитывая эти данные, предполагается, что наиболее эффективный способ тренировки и улучшения прыжковых баллистических характеристик у обоих атлетов будет индивидуальная программа, направленная на устранение дисбаланса FVimb каждого атлета.
Горизонтальное профилирование для повышения производительности спринта
Исходными данными, которые необходимо измерить для определения горизонтального профиля, являются масса тела и рост спортсмена, а также данные о дистанции или скорости бега. Последнее данные собираются во время спринта 30-40 м. При этом дистанцию необходимо разбить на 5-6 отрезков (например 5,10,20,30,40) и зафиксировать время прохождения каждого отрезка. Это можно сделать с помощью специальных устройств или с помощью приложений с видеофиксацией. Скорость ветра,
температура окружающей среды и давление также должны быть известны для точной оценки силы трения воздуха. Или их влияние должно быть сведено к минимуму (например скорость ветра). Для этого тест можно проводить в помещении. После этого производятся вычисления горизонтального профиля силы-скорости и его составляющих (таблица 2).
Таблица 2. Определение и интерпретация основных показателей горизонтального профилирования спринта.
Помимо данных о горизонтальной силе, мощности и скорости, механическая эффективность приложения силы может быть определена с помощью линейной зависимости между отношением силы (RF) и скорость бега. Показатель RF сообщает нам какую часть из имеющейся силы атлет может передать горизонтально, а показатель DRF как долго он может поддерживать горизонтальную силу. Чем значение более отрицательное, тем быстрее падает возможность передавать горизонтальное усилие. Исследования показывают, что, в дополнение к максимальной выходной механической мощности в горизонтальном направлении (HZT-Pmax), производительность на дистанции 100 м была связана со способностью прикладывать большие усилия в горизонтальном направлении (RF и скорость снижения индекса RF - DRF. В дополнение к этому, данные относительно коротких спринтов, например ускорений до 10-20 м, у регбистов и футболистов, показывают, что чем короче рассматриваемая дистанция, тем выше взаимосвязь между показателями спринта и максимальной горизонтальной силой (HZT-F0). Таким образом, с практической точки зрения, если тренировочная программа предназначена для улучшения результатов в спринтерском ускорении, основное внимание следует уделять увеличению максимальной горизонтальной мощности за счет улучшения его компонентов (максимальной горизонтальной силы (HZT-F0) и максимальной скорости бега (HZT-V0)).
Пример
2 игрока имеют схожее время 20 м (максимальное ускорение с места) и значения максимальной горизонтальной мощности HZT-Pmax, но с противоположными профилями F–V и RF-V (рис. 6). Действительно, игрок В обладает более высокими возможностями создания горизонтальной силы (в конкретном контексте спринтерского отталкивания), особенно в начале спринта и, в частности, из-за более высокой эффективности применения наземной силы (более высокий RFmax). Однако его DRF более отрицательный, что означает, что его более высокая начальная эффективность снижается с большей скоростью по мере увеличения
скорости спринта, чем у игрока Г. Это, вероятно, способствовало более высоким скоростным возможностям, что объясняет более высокий показатель HZT-V0 игрока Г. Соответственно, тренировочная программа игрока Г должна быть нацелена на увеличение его горизонтальной силы HZT-F0, особенно за счет увеличения RFmax. Скорее всего игроку следует больше внимания уделять силовой и горизонтальной работе, чем другим, и, вероятно, меньше на работу с максимальной скоростью спринта. Это может напрямую снизить риск травм, связанных со спринтом, для этого игрока, сократив общее время , в течение которого он будет подвергаться воздействию высокоскоростного бега.
Соединение вертикального и горизонтального профилирования.
В частности, поскольку максимальная горизонтальная мощность и RF имеют первостепенное значение для выполнения коротких
спринтерских ускорений, соединение вертикального профилирования с горизонтальным профилированием может помочь определить факторы, определяющие максимальную горизонтальную силу (HZT-F0). Так как HZT-F0 является результатом взаимодействия общей силовой способности спортсмена при каждом разгибании нижней конечности (оцениваемой по вертикальному профилю) и способностью атлета переносить этот общий уровень силы на конкретное спринтерское движение вперед на первых шагах (о чем свидетельствует RFmax) или на дальнейших шагах с высокими скоростями (о чем свидетельствует DRF).
Другими словами высокий уровень максимальной горизонтальной силы может быть результатом высокой вертикальной мощности и высокого качества передачи силы от вертикального направления к горизонтальному (т.е. хорошие значения RFmax и DRF).
В то время как низкая горизонтальная сила может быть результатом высокой вертикальной мощности и низкого качества передачи усилия от вертикали к горизонтали (т.е. низкими значениями RFmax и DRF). Или значения RFmax и DRF могут быть высокие, но при этом максимальная вертикальная мощность (VTC-Pmax) будет небольшой. Таким образом, изучение результатов как вертикального так и горизонтального профиля могут более точно определить слабое место атлета. Возможно, низкие значения горизонтального профиля вызваны общим дефицитом силы нижних конечностей (на что указывает низкий VTC-Pmax) и/или дефицитом передачи этой силы в конкретном горизонтальном отталкивании на первых (RF) или последующих (DRF) шагах (техническая возможность).
В первой части я коснулся теоретической части вопроса. В последующих частях, более подробно рассмотрим горизонтальное и вертикальное профилирование, на конкретных примерах.
Источники
- Morin, JB, and Samozino, P. Interpreting power-force-velocity profiles for individualized and specific training. Int J Sports Physiol Perform 11:267-272, 2016. PubMed doi:10.1123/ijspp.2015-0638
- Samozino P, Morin JB, Hintzy F, Belli A. A simple method for measuring force, velocity and power output during squat jump. J Biomech. 2008;41:2940–2945. PubMed doi:10.1016/j.jbiomech.2008.07.028
- Samozino P, Rejc E, Di Prampero PE, Belli A, Morin JB. Optimal force–velocity profile in ballistic movements—altius: citius or fortius? Med Sci Sports Exerc. 2012;44(2):313–322. PubMed doi:10.1249/ MSS.0b013e31822d757a.
- Morin JB, Bourdin M, Edouard P, Peyrot N, Samozino P, Lacour JR. Mechanical determinants of 100-m sprint running performance. Eur J Appl Physiol. 2012;112:3921–3930. PubMed doi:10.1007/s00421- 012-2379-8
- NSCA's Essentials of Sport Science. Duncan N. French, PhD & Lorena Torres Ronda. Human Kinetics. 2021 г.
Контакты
Группа в VK: https://vk.com/club211529115
Канал в телеграмме: https://t.me/scienceforSC
YouTube канал Athletic Training: https://www.youtube.com/c/ATHLETICTRAINING/featured
Личная страница в VK: https://vk.com/id19436483
