Значение максимальной силы для эффективности выполнения того или иного физического упражнения тем меньше, чем меньшая величина преодолеваемого сопротивления и чем больше доминируют быстрота мышечного сокращения или выносливость. Например, между уровнем максимальной и скоростной силы существует положительная взаимосвязь лишь тогда, когда скоростные движения связаны с необходимостью преодолевать значительное (25—70 % максимальной силы) внешнее сопротивление (Платонов, 1997). В то же время преодоление незначительного сопротивления с высокой скоростью (например, движения в настольном теннисе) не требует высокого уровня развития максимальной силы. Более того, в таких случаях может проявиться отрицательная взаимосвязь между максимальной и скоростной силой (Хартманн, Тюннеманн, 1988).
Аналогичная ситуация взаимосвязи наблюдается и между максимальной силой и силовой выносливостью. При внешнем сопротивлении свыше 50 % максимальной силы она положительная, а при внешнем сопротивлении менее 25 % максимальной силы может быть отрицательной (Платонов, 1997).
Скоростная сила человека — это его способность с возможно большей скоростью преодолевать умеренное сопротивление.
На первый взгляд кажется, что скоростная сила есть как бы комплексным проявлением быстроты и силы. В действительности это — специфическое проявление силы в определенном диапазоне величины внешнего сопротивления (Верхошанский, 1988; Платонов, Булатова, 1995 и др.). Так, скорость отягощенного движения при внешнем сопротивлении менее 15-20 % максимальной силы в соответствующем движении зависит исключительно от скоростных возможностей. При внешнем сопротивлении свыше 70 % максимальной силы в конкретном упражнении скорость преодоления этого сопротивления зависит преимущественно от уровня развития максимальной и взрывной силы. Отсюда скоростную силу следует связывать со способностью человека как можно быстрее преодолевать внешнее сопротивление в диапазоне от 15—20 до 70 % максимальной силы в конкретном двигательном действии. Она есть доминирующей в обеспечении эффективной двигательной деятельности на спринтерских дистанциях в циклических упражнениях и подобных к ним двигательных действиях. В частности, от уровня развития скоростной силы мышц ног будет зависеть длина шагов в беге. В многочисленных исследованиях установлено, что при одной и той же скорости бега у квалифицированных спортсменов длина шагов больше, чем у менее квалифицированных, а у бегунов одной квалификации скорость бега возрастает в довольно тесной взаимосвязи с возрастанием длины шагов.
Взрывная сила человека — это его способность проявить самое большое усилие за возможно более короткое время.
Она имеет решающее значение в двигательных действиях, требующих большой мощности напряжения мышц. Это, в первую очередь, разнообразные прыжки и метания. Большое значение имеет взрывная сила в нанесении эффективного удара в боксе, выводе соперника из равновесия в борьбе, выполнении укола с выпадом в фехтовании и т.п.
В большинстве физических упражнений, где взрывная сила имеет ведущее значение, проявлению взрывного сокращения мышц в основной фазе движения предшествует механическое их растягивание. Например, перед метанием копья или гранаты спортсмен делает энергичный замах. В данном случае рабочий эффект двигательного действия определяется способностью мышц к быстрому переключению от уступающего к преодолевающему режиму работы с использованием упругого потенциала растягивания для повышения мощности их последующего сокращения. Это специфическое свойство мышц получило название "реактивность мышц" (Верхошанский, 1977; Komi, 1992; и др.).
Силовая выносливость как физическое качество человека — это его способность как можно более эффективно, для конкретных условий производственной, спортивной или другой двигательной деятельности, преодолевать умеренное внешнее сопротивление.
При этом имеется в виду разнообразный характер функционирования мышц; поддержание необходимой позы, повторное выполнение взрывных усилий, циклическая работа определенной интенсивности и т.п.
Наибольший перенос силовой выносливости наблюдается в упражнениях, подобных по характеру работы нервно-мышечного аппарата. Степень переноса зависит также от продолжительности упражнений и величины внешнего сопротивления. Чем продолжительнее упражнения и чем меньше величина внешнего сопротивления, тем более выраженный положительный перенос силовой выносливости с одного вида двигательной деятельности на другую и наоборот — чем меньшая продолжительность упражнений и большая величина внешнего сопротивления при их выполнении, тем меньший перенос.
В зависимости от режима работы мышц различают статическую и динамическую силу. Статическая сила проявляется тогда, когда мышцы напрягаются, а перемещения тела, его звеньев или предметов, с которыми взаимодействует человек, отсутствуют. Если же преодоление сопротивления сопровождается перемещением тела или отдельных его звеньев в пространстве — речь идет о динамической силе.
Режимы работы мышц. При выполнении двигательных действий мышцы человека выполняют четыре основные разновидности работы — удерживающую, преодолевающую, уступающую и комбинированную.
Удерживающая работа выполняется вследствие напряжения мышц без изменения их длины (изометрический режим напряжения). Она характерна для поддержания статической позы тела, удержания какого-либо предмета, например штанги на прямых руках и т.п.
Преодолевающая работа выполняется вследствие уменьшения длины мышц при их напряжении (концентрический режим напряжения). При выполнении двигательных действий преодолевающая работа мышц встречается чаще всего. Она дает возможность перемещать собственное тело или какой-либо груз в соответствующих движениях, а также преодолевать силы трения или эластичного сопротивления. При этом мышца сокращается и, уменьшая свою длину, сближает места прикрепления на костях. Вследствие этого изменяется величина напряжения нервно-мышечного аппарата (аук-сотонический режим напряжения).
Уступающая работа выполняется вследствие увеличения длины напряженной мышцы (плиометрический режим напряжения). Благодаря уступающей работе мышц происходит амортизация в момент приземления в прыжках, беге и т.п. Следует заметить, что в уступающем режиме работы (принудительное растягивание) мышцы могут проявить на 50—100 % большую силу, чем в преодолевающем и удерживающем режимах работы (Энока, 1998). Например, сила, которую проявит человек в момент приземления после соскока с большой высоты, будет значительно больше той, которую он сможет проявить при отталкивании.
При выполнении разнообразных двигательных действий чаще всего мышцы выполняют комбинированную работу (Нагге, 1994), которая состоит из поочередного изменения преодолевающего и уступающего режимов работы, как, например, в циклических физических упражнениях. В более сложных, по координации работы нервно-мышечного аппарата, упражнениях часто встречаются все три режима работы: уступающий, преодолевающий, удерживающий.
1.3 Факторы, от которых зависят силовые возможности спортсмена
Сила, какую способен проявить человек в произвольном движении, будет зависеть как от внешних факторов (величина сопротивления, длина рычагов, погодно-климатические условия, суточная и годовая периодика), так и от внутренних факторов (структура мышц, мышечная масса, внутримышечная координация, межмышечная координация, реактивность мышц, мощность энергоисточников).
Рассмотрим внутренние факторы, на которые можно осуществлять тренировочные воздействия для развития силы.
Структура мышц. По структуре и метаболическим качествам различают два основных типа мышечных волокон: красные и белые. Волокна красного цвета сокращаются за счет энергии окислительных процессов. Они содержат в себе много миоглобина — мышечного белка, который богат кислородом. Это предопределяет их способность к продолжительной и эффективной работе. Величины усилий, которые они могут проявить, и скорость их сокращения относительно небольшие, что дало основание назвать их "медленными", или медленносокращающимися (МС) волокнами.
Белые мышечные волокна, в отличие от красных, сокращаются преимущественно за счет анаэробных источников энергии. Сила и скорость их сокращения значительно выше, чем красных. В последнее время белые, или быстросокращающиеся (БС) волокна разделяют на два типа (БСа и БСб). Волокна типа БСа быстро и мощно сокращаются за счет окислительно-гликолитических источников энергии. Они объединяют в себе качества быстрых и сильных, а также медленных и выносливых волокон, хотя каждое качество несколько ниже по сравнению с возможностями "чисто" быстрых и "чисто" медленных мышечных волокон. Волокна типа БСб можно назвать классическими быстрыми и сильными мышечными волокнами. Они сокращаются почти исключительно за счет анаэробных источников энергии. Это дает им преимущество перед другими волокнами в быстроте и силе сокращения и проигрыш в выносливости. Именно поэтому в мышцах выдающихся тяжелоатлетов, спринтеров, прыгунов высокое относительное количество белых мышечных волокон типа БСб.