Способ тренировки мышечной системы спортсменов Советский патент 1991 года по МПК A63B21/65 

Изобретение относится к спорту, а именно к способам тренировки мышечной системы спортсменов.

Целью изобретения является повышение эффективности тренировки при выполнении движений в одной плоскости, например больших оборотов, сальто, перелетов, подлетов, акробатичесских прыжков и т.д.

На фиг,1 показано распределение грузов на биозвеньях; на фиг.2 - схема распределения грузов на каждом биозвене; на фиг.З - пример распределения грузов на голени; на фиг.4 - то же, на предплечье.

На спортсмене размещают набор, круговых грузов 1, которые закрепляют в карманах опорных ремней 2. Ремни опоясывают каждое биозвено в местах, отстоящих от проекции А центр массы (ЦМ) биозвена на его боковую поверхность на расстоянии

радиуса инерции R v , где I - момент

М

инерции биозвена относительно оси 00, проходящей через его центра масс и перпендикулярной плоскости движения, например в направлении по стрелке Б, a m - масса биозвена. При этом общая нагрузка на биозвено локализуется в его центре масс и пропорциональная его массе. На поясах же, расположенных от центра массы биозвена на расстоянии R, устанавливают половину (0,5 mrp) общей нагрузки на звено. Сохранение неизменным в заявленном способе расстояния 2R между равными частями груза 0,5mrp при воздействии на биозвенья силовой нагрузкой приводит к тому, что увеличение массы биозвена М на величину гпгр (М + тгр), приводит к пропор- циональному приращению момента инерции биозвена J относительно оси, проходящей через его центр масс и перпенди(Л

с

ON О Ю

сл о о

кулярной плоскости движения биозвена (J + 0,5mrp R2 + 0,5mrp-R2 J + mrp R2).

Таким образом добиваются естественного соотношение между массой(М + mrp) и моментом инерции (J + mrp + R ) каждого биозвена при нагружении спортсмена отягощающими грузами.

Масса (М), и момент инерции (J) не являются неизвестными. Они находятся для каждого конкретного спортсмена точно так- же, как определяются в прототипе места локализации центров масс биозвекьев и величины грузов (силовой нагрузки), пропорциональные массам биозвеньев. В частности, для определения геометрии масс биозвеньев (масс, моментов инерции, расположений центров масс) тела человека используются следующие методы: водного погружения фотограмметрии, внезапного освобождения, взвешивания в изменяющихся позах, механических колебаний, радиоизотопный, математического и физического моделирования. Наиболее доступны методы определения геометрии масс биозвеньев тела спортсменов по показателям антропометриче- ских измерений конкретных спортсменов и среднестатическим данным. Так, например, измерив длину тела (рост), общую массу конкретное спортсмена и длины его биозвеньев и воспользовавшись среднестатическими данными, можно определить масс-инерци- онные характеристики каждого биозвена (кисти, предплечья, плеча, туловища, головы, белра, голени, стопы), а именно его массу, момен инерции относительно оси, проходя- щей через его центр масс и перпендикулярный плоскости движения, и расстояние от центра масс биозвена до конкретного антропометрического признака (точки А, выделенной на теле человека). В частности, у спортсмена, имеющего длину тела (рост) 173 см и общую массу 70 кг, масса голени равняется 3,03 кг/см, момент инерции голени относительно фронтальной оси, проходящей через центр масс голени и пер- пендикулярной плоскости движения голени при сгибательно-разгибательных движениях Е коленном суставе (Jr) равняется 348,5 кг см2/см, а при длине голени 38 см - ее центр масс расположен на расстоянии 15,4 см от верхнебедровой точки. Аналогично определяются массы, моменты инерции, места локализации центров масс всех остальных биозвеньев тела спортсмена.

Таким образом, определив для каждого конкретного спортсмена масс-инерцион- ные характеристики всех его биозвеньев, находят расстояния от центров масс биозвеньев до мест размещения равных частей груза согласно приведенному математическому выражению. Например, для спортсмена с описанными характеристиками расстояние от равных частей груза для центра масс голени равняется

V Jr V 348.5 кг см2 10,724574см 10,7см Мг3,03 кг

Следовательно равные части груза должны быть отдалены от центра масс голени у данного спортсмена на 10,7 см в противоположных направлениях (на 21,4 см друг от друга), причем верхняя часть груза должна отстоять от верхнеберцовой точки В на 4,7 см, а нижняя часть на 26,1 см. Аналогичным образом находят места размещения груза и для всех остальных биозвеньев.

Увеличение массы конкретного биозвена (например, голени) за счет размещения на нем груза по предлагаемому способу приведет к кратному увеличению его момента инерции относительно оси, проходящей через центр масс и перпендикулярной плоскости движения.

Предположим, что гравитационная нагрузка на все биозвенья тела спортсмена увеличена в 1,5 раза по сравнению с естественным гравитационным полем. Следовательно, масса отягощающего груза для голени спортсмена с описанными характеристиками будет равна; 3,03x1,5-3,03 1,515 кг, а масса отягощен ной /олени 4,545 кг.

,

Если этот груз будет размещен в месте локализации центрё-масс голени (согласно прототипу), то это не изменит момента инерции голени относительно фронтальной оси, проходящей через центр масс голени и перпендикулярной плоскости ее движения, так как этот груз будет размещен на самой фронтальной оси, будет совпадать с ней. Поэтому/ при таком размещении груза спортсмен будет выполнять движения голенью с массой 4,545 кг (3,03 кг х1,5) и моментом инерции 348, (348,5 кг-см + + 1,515 кг х 0 см), что неизбежно приведет к изменению навыков межмышечной координации, так как данное размещение груза нарушает естественное соотношение между массой биозвена и его моментом инерции, нарушает естественную нагру- женность мышц спортсмена. Для того, чтобы в этом убедиться достаточно вспомнить уравнения движения твердого тела.

Причем нарушения естественного соотношения между массой и моментом инерции будут наблюдаться у всех биозвеньев, отягощенных по способу тренировки прототипа.

Если же отягощающий груз распределит на две равные части (1,515 : 2 0,7575 кг) и закрепить каждую из них (0,7575 кг) на расстоянии 10,7 см от проекции центра масс голени на ее поверхность (верхнюю часть на расстоянии 4,7 см, а нижнюю на расстоянии 26,1 см от верхнеберцовой точки, то ее момент инерции относительно фронтальной оси, проходящей через центр масс голени и перпендикулярной плоскости ее движе- ния увеличится и будет равен 348,5 кг-см2 + + 0,7575 кг х (10,7 см)2 + 0,7575 кг х х(10,7см ) 522,75 кг-см2. Таким образом, момент инерции голени при размещении на ней груза по заявляемому способу уве- личится в 1,5 раза

522.75 кг см2 . 348,5 кг см2 т.е. во столько же раз, во сколько возросла

ее масса- | 1,5.

Точно также поступают и при размещении груза на всех остальных биозвеньях.

Рассмотрим как определяется это рас- стояние для предплечья спортсмена, имеющего длину тела (рост) 173 см, общую массу 70 кг и длину самого предплечья 26 см.

Используя характеристики этого спортсмена и среднеетатистические данные, нахо- дим массу его предплечья 1,1 а кг, момент инерции его предплечья относительно фронтальной оси 56,998 кг-см2 и расстояние от центра масс этого биозвена до шиловидной точки Г - 14,9 см. Затем находим расстояния для размещения равных частей груза по отношению к центру масс пред

плечья

Jn V 56,998 кг Мп

см 7,09 см.

1,13 кг

Таким образом, нижняя часть груза должна быть размещена на расстоянии 7,81 см, а верхняя - на расстоянии 21,99 см от шиловидной точки.

Если программой тренировки предусмотрена работа спортсмена в условиях гипергравитации в 1,5 раза превышающей естественную, то определим массу отягощений для предплечья: 1,13 кг х 1,5 - 1.13 0,565 кг. Следовательно груз должен быть разделен на две равные части (0,565 : 2 0,2825 кг), причем одна из них будет размещена на расстоянии 7,81 см, а вторая - на расстоянии 21,99 см от шиловидной точки В. При этом момент инерции отягощенного предплечья будет так же как и его масса в 1,5 раза больше, чем в естественных условиях (без груза): 56,998 кг-см2 + 0,2825 кг х х7,092см + 0,2825 кг х 7,092 см 85,5 кг-см2.

5 10 15

0

5

п д

0

5

0

85,8 кг см

1,5.

56,998 кг см2 Таким образом, размещение силовой нагрузки на биозвеньях спортсмена, заключающееся в распределении на каждом биозвене спортсмена грузовых масс, исходя из масс-инерционных характеристик каждого биозвена, а именно - в разделении груза, на две равные части и размещении этих частей в противоположных направлениях от проекции центра масс биозвена на его поверхность на расстоянии, равном V J от этой

М

проекции - обеспечивает сохранение естественного (т.е. характерного для обычных условий гравитации) соотношения между массой каждого биозвена и его моментом инерции у конкретного спортсмена, что и повышает эффективность тренировки. Формула изобретения

1.Способ тренировки мышечной системы спортсменов путем одновременного воздействия на все биозвенья силовой нагрузкой в количестве, пропорциональном массе биозвеньев, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тренировки при выполнении движения в одной плоскости, нагрузку распределяют на равные части и устанавливают с обеих сторон от проекции центра масс каждого звена на его боковую поверхность на одинаковом расстоянии, равном радиусу инерции биозвена относительно оси, проходящей через центр массы биозвена и перпендикулярной плоскости движения.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что радиус инерции биозвена определи

ют выражением V J . где J - момент инер- М

ции биозвена относительно оси, проходящей через центр массы биозвена и перпендикулярной плоскости движения, М - масса биозвена.

1

Изобретение позволяет повысить эффективность тренировки при выполнении движений в одной плоскости, таких как большие обороты, сальто, акробатические прыжки и т.д. Способ заключается в том, что производят одновременное нагружение всех биозвеньев спортсмена силовой нагрузкой, пропорциональной массам биозвеньев. Центр масс нагруженного звена совпадает с центром массы собственно биозвена. Нагрузку на каждое биозвено делят на две равные части и располагают их с противоположных сторон от проекции А центра масс звена на его боковую поверхность. Расстояние R /радиус инерции/ до мест расположения частей груза определяется по формуле √I/M, где I - момент инерции биозвена относительно оси ОО^Ъ, проходящей через центр масс и перпендикулярной плоскости движения Б. Это позволяет сохранить естественную гравитацию. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Фиг.1

Q.Stnzp. ,. ы0,5тгр б

.п.j

Фиг. 2

Фиг.З