Спортивная деятельность требует от человека преимуществен-но быстрых и сильных движений и, следовательно, специального внимания к развитию быстрой силы. А поскольку сила развива-ется главным образом посредством упражнений с отягощением, необходимо четко представлять зависимость между его весом и скоростью сокращения мышц.
Для описания соотношения между скоростью изотонического сокращения возбужденной мышцы и преодолеваемой нагрузкой предложен ряд математических формул, дающих хорошее совпа-дение с экспериментальными данными (W. Fenn, В. Marsh, 1935; A. Hill, 1938; М. Роlissar, 1952; X. Aubert, 1956). Наибольшее рас-пространение получило характеристическое уравнение мышеч-ной динамики Хилла:
(Р + a) (v + b) = (Р0 + а) b = const.
Графически оно выражается гиперболой (рис. 39) с асимпто-мами, параллельными главным осям координат и отстоящими от последних соответственно на a и b. Параметры а и b – константы, имеющие размерность силы и скорости. Они могут быть опреде-лены из динамических экспериментов или из измерений тепло-продукции мышц (А. Hill, 1950; В. Katz, 1939).
Таким образом, характеристическое уравнение устанавливает функциональную связь между величиной поднимаемого груза (Р)
– 96 –
| и максимальной скоростью мы- | |||||||||||||||
| шечного сокращения (V). Оно | |||||||||||||||
| показывает, что скорость укоро- | |||||||||||||||
| чения мышцы | гиперболически | ||||||||||||||
| уменьшается с увеличением на- | |||||||||||||||
| грузки, и так как всякое гипер- | |||||||||||||||
| болическое | уравнение | можно | |||||||||||||
| привести к формуле ху = const, | |||||||||||||||
| то очевидно, что скорость сокра- | |||||||||||||||
| щения мышцы и нагрузка связа- | Рис. 39. Кривая зависимости | ||||||||||||||
| ны обратно | пропорциональной | ||||||||||||||
| зависимостью. Причем важно от- | между нагрузкой и скоростью | ||||||||||||||
| метить, что возможные значения | сокращения мышц на примере | ||||||||||||||
| разгибания ноги | |||||||||||||||
| силы и скорости (Р и V) при раз- | |||||||||||||||
| ных отягощениях зависят от мак- | |||||||||||||||
| симального силового потенциала | |||||||||||||||
| (Р0), измеряемого в изометриче- | |||||||||||||||
| ских условиях. | |||||||||||||||
| Нагрузка определяет и такую | |||||||||||||||
| важную | механическую | характе- | |||||||||||||
| ристику, | как | мощность | работы | ||||||||||||
| мышц. Если рассмотреть процесс | |||||||||||||||
| сокращения | мышц, в | котором | |||||||||||||
| переменными, | осуществляющи- | ||||||||||||||
| ми связь с нагрузкой, являются | |||||||||||||||
| сила F и скорость сокращения V, | |||||||||||||||
| то зависимость между ними на | |||||||||||||||
| примере | сгибателей предплечья | ||||||||||||||
| будет выглядеть так, как пока- | Рис. 40. Изменение величины | ||||||||||||||
| зано на рис. 40. Следовательно, | мощности мышцы как функции | ||||||||||||||
| мощность работы мышц, опреде- | скорости сокращения | ||||||||||||||
| ляемая произведением этих пере- | (по D. Wilkie, 1950) | ||||||||||||||
менных (N=FV), достигает своего максимума примерно при 1/3 максимальной скорости сокращения мышц и 1/4 ее максимальной силы (D. Wilkie, 1950). Иными словами, максимально возмож-ную мощность работы мышцы могут проявить в том случае, если внешнее сопротивление будет подобрано таким образом, чтобы при его перемещении они развивали силу, составляющую 25% от силы, которую способны развить.
Таким образом, математический смысл характеристического уравнения мышечной динамики выпукло рисует диалектическое
– 97 –
противоречие между весом отягощения и скоростью движения.
И если это противоречие не имеет значения при развитии аб-солютной силы мышц, то оно превращается в проблему, когда дело касается быстрой силы. В какой мере эта проблема реше-на на сегодняшний день, будет видно в ходе дальнейшего изло-жения.