Тема: О силе воздействия на штангу при толчке от груди
Автор: VadimPro
Дата: 15/03/2004 12:47
 
Данная заметка является продолжением начатой на форуме 
Мовлади Абдулаева дискуссии о силах, придающих штанге 
скорость относительно тела атлета во время толчка от 
груди, а также о роли силы рук и вообще жимовых мышц в 
данном движении. Здесь эта заметка публикуется потому, 
что, во-первых, форум Мовлади Абдулаева позволяет 
размещать сообщения только очень небольшого объёма, а 
во-вторых, потому, что тема этой заметки напрямую 
касается содержания текстов "О быстроте разгибания рук 
при толчке от груди", "Ещё раз о быстроте разгибания 
рук при толчке от груди" и "На Алборова не обижаются", 
размещённых на сайте, к которому относится данный 
форум.

В моей заметке будут рассмотрены кинограммы толчка 
Стефаном Ботевым штанги весом 250 кг на Олимпиаде-96 
в Атланте, размещённые в интернете по следующим
адресам:

Серия 1:
http://www.oswlfan.narod.ru/botevjerk/botevjerk.html

Серия 2:
http://www.oswlfan.narod.ru/botevjerk2/botevjerk2.html

Графики к серии кадров 2:
http://www.oswlfan.narod.ru/botevjerk2/botevgraphs2.htm
l

Указанные кинограммы любезно предоставлены участником
дискуссии Оппонентом, за что ему особая благодарность. 
Без этих материалов точный анализ сил, действующих на 
штангу во время толчка, был бы крайне затруднён, 
излишне теоретизирован и, скорее всего, далёк от 
реальной картины.

Вместе с тем я не могу не отметить, что либо самим
Оппонентом, либо авторами исследования была допущена
ошибка в сопоставлении кадров из серии 2 и графиков
зависимости скорости от пройденного штангой пути.
Под графиком 1 к серии кадров 2 написано, что штанга
находится на 2 см ниже нулевой отметки, однако на
кадре 1 атлет стоит на носках и гриф не прогнут под
весом дисков, то есть диски должны находиться тут 
выше нулевой отметки на величину прогиба грифа и 
подъёма атлета на носки. Собственно, и сам кадр 1 
серии 2 соответствует кадру 4 из серии 1, где в 
комментариях к кадру 4 написано, что это момент отрыва 
штанги от плеч, и данный кадр следует уже за кадром
прохождения нулевой отметки. Таким образом, повторяю, 
штанга на кадре 4 никак не может быть ниже нулевого 
уровня. Судя по всему, в серии 1 совсем нет того 
кадра, который можно было бы сопоставить с графиком 1, 
а кадру 1 соответствует график 2, где штанга имеет 
максимальную скорость 1,81 м/с и находится при этом на 
6 см выше нулевого уровня (согласно подписям под 
графиком). Мои собственные сравнения по числу пикселей 
и сопоставление с диаметром дисков кадра 1 из серии 2 
и кадра 1 из серии 1, обозначенного Оппонентом 
как "Стартовое положение (нулевая точка)", показали, 
что диски штанги на кадре 1 серии 2 находятся выше 
нулевого уровня на 6 см. Кроме того, судя по подписям 
под графиками, на графике 8 штанга находится в 
наивысшей точке в 30 см, а на графике 7 и 9 штанга 
находится ниже на 1 см - однако на кадрах толчка 
штанга находится в наивысшей точке на графике 7. Таким 
образом, нет сомнений, что между графиками и 
раскадровкой произошло смещение на 1 кадр. Итак, кадру 
1 соответствует график 2 и так далее - в том числе 
кадру 7 соответствует график 8.

Поскольку, как утверждает Оппонент, датчик, по
показаниям которого регистрировались параметры подъёма,
находился на торце грифа, измеренная и отложенная на
графиках скорость достаточно близка к скорости
движения дисков - ведь в них, как известно, и 
сосредоточена основная масса штанги. Согласуются с 
этим и сопоставления кадров завершения Ботевым подъёма 
снаряда от груди. На графике отмечено опускание штанги 
примерно на 7 см после достижения максимальной высоты 
подлёта - но на финальных кадрах видно, что гриф 
практически не меняет своего положения после 
достижения максимальной высоты подлёта, а после потери 
скорости под действием силы тяжести опускаются только 
диски штанги. Из этого тоже можно сделать вывод, что 
скорость и перемещение штанги Ботева измерялись именно 
по концам штанги - а не по центру грифа, как это 
практиковалось когда-то советскими исследователями 
Р.Романом и М.Шакирзяновым при регистрации параметров 
движения штанг, поднимавшихся Д.Ригертом и другими 
выдающимися атлетами.

Таким образом, повторяю, можно быть твёрдо уверенным в 
том, что в случае с Ботевым скорость штанги измерена 
достаточно точно. И, как свидетельствуют эти измерения,
штанга опять поднялась значительно выше, чем она 
поднялась бы в случае свободного полёта после 
достижения своей максимальной скорости в финале 
посыла. То есть при толчке Ботева имеет место 
практически то же самое явление, та же самая "загадка 
дополнительного подъёма", что и при толчке Ригерта и, 
судя по всему, при всех остальных толчках.

Высота свободного подлёта штанги, согласно известным
кинематическим формулам, должна быть равна:

h = (V^2)/2g = 0,167 м

(аш равно вэ квадрат делённое на два жэ)

где h - высота подлёта, V - начальная скорость
штанги 1,81 м, g - ускорение свободного падения
(равное, как известно 9,8 м/с2).

Штанга же, как видно из графиков, поднялась от точки
6 см (где, если верить подписи под графиком 2, и
была достигнута скорость 1,81 м/с) до отметки 30 см
над нулевым уровнем - то есть штанга подлетела не на
16,7 см, а на 24 см. Таким образом, штанга Ботева
оказалась поднята на лишних 7,3 см. Это, конечно, не 
столь много, как в случае с толчком Ригерта (там 
лишними были 12 см) - но всё дело в том, что очень 
большие сомнения вызывает правильность подписей под 
графиком движения штанги Ботева. Даже на глаз видно, 
что максимум скорости лежит ниже половины деления 
в 10 см, то есть пик скорости не может быть выше 
уровня 5 см. Мои расчёты, проведённые ещё до того, как 
Оппонентом были опубликованы графики с подписями, 
показали, что максимальная скорость 1,81 м/с (правда, 
я округлял её до 1,8 м/с, поскольку не предполагал, 
что смогу, ориентируясь на один лишь график, вычислять 
параметры подъёма столь точно) была достигнута на 
уровне 3-4 см, а в точке 6 см уже произошло некоторое 
снижение скорости. Это, кстати, видно и по графику 2 - 
линия скорости после прохождения отметки 3-4 см 
смещается чуть влево на несколько пикселей. Так что 
после достижения максимальной скорости штанга 
поднялась, скорее всего, не на 24 см, а на 26-27 см, 
и, значит, дополнительная высота подлёта равна 9-10 см,
что уже достаточно близко к величине дополнительного 
подлёта в толчке Ригерта. Впрочем, даже если исходить 
из того, что максимальная скорость была всё-таки на 
уровне 6 см, то лишние 7,3 см подлёта, как отмечалось 
выше, также требуют своего объяснения.

Теперь я покадрово рассмотрю толчок Ботева, начав
делать это с первой серии кадров.

Кадр 1.  В нулевой точке атлет полностью выпрямлен и
стоит на помосте на полных ступнях. Штанга слегка
прогнута под весом дисков. Скорее всего, нулевая
скорость дисков имеет место после их лёгкого 
опускания, и сейчас в грифе запасена некоторая
потенциальная упругая энергия, ибо только этим можно 
объяснить то, что, согласно графику скорости, в 
следующий момент штанга приобретёт скорость не вниз, 
а вверх и ещё слегка поднимется над нулевой точкой - 
и лишь затем снова пойдёт вниз. Этот первый завиток 
на графике скорости представляет собой не что иное, 
как след от колебания дисков штанги, гриф которой 
лежит у атлета на плечах. Ведь не приподнимает же 
атлет штангу перед тем, как уйти вниз в разгонный 
полуприсед?

Кадр 2.  Атлет максимально ушёл вниз, при этом штанга
значительно прогнулась - гораздо сильнее, чем на
кадре 1. Это свидетельствует о том, что атлет
оказывает на гриф штанги тормозящее воздействие, а
диски по инерции продолжают опускаться.

Кадр 3.  Атлет полностью выпрямлен и находится даже
чуть выше, чем на рисунке 1 - примерно на 2 см (видно, 
что пятка Ботева чуть оторвана от помоста). Но сама 
штанга находится на том же уровне, что и на кадре 1 
(ну разве что на 0,5 см выше). То есть диски штанги 
проходят нулевую отметку. Нахождение дисков штанги на 
одном уровне, а грифа (вместе с телом атлета) - на 
разных уровнях, свидетельствует о том, что на третьем 
кадре штанга прогнута сильнее, чем на первом, то есть 
атлет ещё разгоняет штангу и давит на её гриф, а диски 
при этом из-за инерции чуть отстают (в нулевой точке 
атлет не ускорял движение штанги, и потому гриф 
прогибался только под тяжестью дисков). Вообще, на 
данной страничке кадр 3 немного смещён вверх, и это 
видно даже по изображению зрителей. Конечно, то, что я 
сейчас написал, может быть неочевидным - но я 
специально выравнивал кадры в "Фотошопе" и сравнивал 
высоты по пикселям. Судя по графику скорости, на 
уровне нулевой отметки скорость штанги близка к 
максимальной, однако впереди ещё должно произойти 
крайне небольшое повышение скорости. То есть это 
повышение произойдёт уже после полного выпрямления ног.

Кадр 4 серии 1 (или кадр 1 из серии 2).  Атлет
привстал на носки, гриф штанги находится ближе к
подбородку, атлет, судя по всему, произвёл сокращение
трапеций. Гриф штанги практически прямой - это
свидетельствует о том, что завершилось и отталкивание 
штанги от тела, то есть что высвободилась энергия 
упругой деформации грифа. По-видимому, в следующую 
долю секунды штанга отойдёт от плеч. Как я уже писал 
выше, мои вычисления и подпись под графиком 
показывают, 
что штанга находится в данном положении на 6 см выше 
нулевой отметки - при этом она уже чуть-чуть потеряла 
максимальную скорость, которая была достигнута на 
уровне 3-4 см. Таким образом, максимальная скорость 
имела место между полным выпрямлением ног (кадр 3) и 
точкой отрыва штанги (кадр 4). Соответственно, уже 
после достижения максимальной скорости сила упругости 
тела и сила трапециевидных мышц продолжали 
воздействовать на штангу, что способствовало её 
дополнительному подлёту. Таким образом, после 
достижения максимальной скорости штанги имел место не 
свободный её подлёт, а подъём с воздействием на неё 
тела атлета (именно этим обстоятельством частично и 
объясняется дополнительный подлёт штанги выше той 
точки, на которую она смогла бы подняться в свободном 
движении). Достижение штангой максимальной скорости 
уже после полного выпрямления ног свидетельствует ещё 
и о том, что даже после полного выпрямления ног атлет 
продолжал около 3-4 см разгонять штангу с силой, 
превышающей силу гравитации (увеличение скорости 
означает, что ускорение положительно). За счёт каких 
же сил атлет это делал? Во-первых, за счёт силы 
икроножных мышц - видно, что атлет поднялся на носки, 
во-вторых, за счёт силы трапециевидных мышц - видно, 
что атлет поднял плечи, и, в-третьих, за счёт сил 
упругости тела и грифа штанги, которые должны были 
начать действовать, когда ослабло разгоняющее 
воздействие ног.

По всей видимости, после кадра 3 начинается торможение 
тела атлета, первое время двигавшегося вместе со 
штангой. Это торможение тела атлета, а также то 
небольшое увеличение скорости самой штанги, которое 
происходит уже после выпрямления ног, придают телу и 
штанге начальную скорость разлёта, в результате чего и 
происходит отход штанги от тела (а до того имело место 
лишь отделение тела атлета с плотно лежащей на его 
плечах штангой от помоста). При этом по графику 
скорости видно, что силы, действовавшие после 
выпрямления ног атлета, превышали силу тяжести лишь в 
течение очень короткого периода, поскольку, пройдя 
3-4 см после выпрямления ног и достигнув максимальной 
скорости, штанга затем начала её снижать. Связано это 
снижение скорости с тем, что все участвовавшие в 
подъёме упругие элементы быстро отдали запасённую 
энергию и уменьшили своё воздействие; силы же 
сокращавшихся икроножных и трапециевидных мышц, в свою 
очередь, уменьшились потому, что эти мышцы прошли 
точку оптимума развития силы. Скорость штанги 
относительно тела возросла - хотя мышцы вследствие 
большей быстроты сокращения стали развивать меньшую 
силу. Силы упругости, а также силы трапециевидных и 
икроножных мышц действовали на штангу через плечи и в 
дальнейшем до достижения высоты 6-7 см, на которой 
произошёл отрыв её, штанги, от плеч. Но величина этих 
сил стала уже меньше величины силы тяжести, поэтому 
штанга начала терять скорость. Однако терялась данная 
скорость всё же не так быстро, как она терялась бы без 
действия вышеуказанных сил.

На графике скорости видно ещё и то, что вклад 
вышеописанных дополнительных сил в конечную
максимальную скорость разгона штанги относительно
помоста не столь велик, как вклад ног, осуществлявших 
разгон. Эти силы добавляют не более 0,02-0,03 м/с к 
скорости, приданной штанге во время разгона ногами. Но 
зато эти силы поднимают штангу на дополнительные 
3-4 см, прежде чем скорость штанги начинает падать 
(без этих сил скорость не только не прирастала бы, но, 
наоборот, сразу бы уменьшилась, едва только ноги 
закончили свою работу). Эти силы играют важную роль и 
в последующей более медленной потере штангой скорости, 
поскольку продолжают противодействовать силе 
гравитации (как это видно из кадра 4 первой серии и 
кадра 1 второй серии, данные силы могут действовать 
вплоть до поднятия штанги, как минимум, на высоту 
6-7 см над нулевой отметкой). И, конечно, эти силы 
играют основную роль в остановке тела, поднимающегося 
вместе со штангой при разгоне вверх - то есть именно 
эти силы сообщают практически всю величину скорости 
отлёта штанги от тела (напоминаю: в результате 
действия этих сил происходит остановка тела и 
небольшое ускорение штанги - в результате чего телу и 
придаётся итоговая скорость отлёта от штанги).

Теперь, надеюсь, понятно, почему Составитель счёл,
что именно указанные силы способствуют уходу атлета
под штангу. Мало того что эти силы сообщают штанге
скорость относительно тела, но они ещё увеличивают
высоту подлёта штанги, поскольку максимальная
скорость штанги (по которой рассчитывается 
теоретическая высота подлёта) была достигнута ещё 
до отделения штанги от плеч атлета.

На этом я закончу разбор первой серии кадров. Тем
более, что в моём распоряжении есть более подробная
раскадровка (серия 2), да ещё с точным определением
скоростей и высот.

Но для начала я вернусь к высотам подлёта штанги и
сделаю кое-какие предварительные выкладки. Чтобы не
заниматься лишними расчётами по кадрам, я отбрасываю
свои сомнения по поводу подписей под графиком 2,
гласящих, что штанга имела максимальную скорость
1,81 см именно на высоте 6 см. При данной скорости
штанга поднялась на высоту 24 см. С каким же средним
ускорением она двигалась?

Для ответа на этот вопрос я воспользуюсь формулами
равноускоренного движения.

(В приводимых ниже уравнениях я применил следующие 
обозначения:

h - пройденный штангой путь 

Vо - начальная скорость 

Vк - конечная скорость, достигнутая по прошествии пути 
h 

a - ускорение, с которым движется штанга 

t - время преодоления пути h 

^2 - знак возведения в квадрат 

x - знак умножения)


h = Vоt + a(t^2)/2                         (1)

Vк = Vо - at                               (2)

Из уравнения (2) я нахожу, что

t = (Vо - Vк)/a.

Подставив данное значение t в первое уравнение, я 
получаю:

h = Vо(Vо - Vк)/a + a(((Vо - Vк)/a)^2)/2

Откуда следует, что

a = Vо(Vо - Vк)/h + ((Vо - Vк)^2)/2h       (3)

По скорости в начале и конце интервала движения
штанги и пройденному штангой расстоянию можно найти
ускорение, с которым она двигалась. Кроме того, зная
ускорение штанги, можно найти и действовашие на неё
силы. Из второго закона Ньютона (произведение массы
штанги "m" на её ускорение "a" равняется сумме сил,
действующих на штангу - а на штангу в данном случае
действует сила атлета F (через его плечи и руки), а 
также сила тяжести mg (g - это ускорение свободного 
падения, равное минус 9,8 м/с2)) следует, что

ma = F + mg

Отсюда:

F = ma - mg = m(a - g)                     (4)

То есть, зная ускорение движения штанги и её вес,
можно найти ту силу, с которой атлет действовал на
штангу во время толчка (при подстановке величин в 
формулы следует учитывать знаки скорости и ускорений, 
а то я записал формулы в общем виде, без учёта 
направления движения и сил).

Итак, в рассматриваемом случае Vо = 1,81 м/c, Vк = 0
(поскольку штанга останавливается в верхней точке),
h = 0,24 м, g = - 9,8 м/c2, m = 250 кг.

В результате подстановки этих данных в уравнение (3)
получается, что

a = - 6,8 м/с2

То есть штанга теряла скорость в среднем с ускорением, 
на 3 м/с2 меньшим, чем это было бы в случае её
свободного движения.

Какова же была сила атлета, мешавшая штанге терять 
скорость подъёма?

Я подставляю найденное значение ускорения в формулу
(4) и получаю F = 750 Н

Итак, уже после достижения штангой максимальной
скорости атлет воздействовал на штангу от точки
достижения максимальной скорости до точки
максимальной высоты подъёма со средней силой 750 Н.
Велика ли эта сила? Эта сила развивается при
удержании или очень медленном неускоренном жиме 
76,5 кг. Думаю, что такой атлет, как Ботев, может 
чисто, без так называемых "фуксов" выжать не менее 
150 кг, то есть развить в жиме силу порядка 1470 Н. 
В два раза меньшую силу Ботев развил при толчке от 
груди потому, что жимовое движение во время толчка он
выполнял с очень большой скоростью, а сила мышц при
быстром сокращении значительно снижается. Но, может
быть, на той скорости, с которой Ботев вынужден при 
толчке от груди сокращать мышцы рук, просто нельзя 
развить силу в 750 Н? Тогда загадка дополнительной 
высоты подъёма станет просто неразрешимой. Как же 
оценить величину силы, развиваемой при высокой 
скорости сокращения мышц? Способ такой оценки был 
предложен ещё в тексте "О быстроте разгибания рук при 
толчке от груди". Согласно этому способу оценки, 
даже самые сильные штангисты за четверть секунды не 
могут выжать от груди стоя штангу весом более 40 кг. 
Можно вычислить, какова должна быть сила атлета, чтобы
он стоя мог выжать за четверть секунды хотя бы 30 кг.

В начале жима скорость штанги равна нулю, и в своём
стремлении выжать штангу максимально быстро атлет
должен стремиться прикладывать к ней максимальную
силу и двигать штангу с максимально большим 
ускорением. Конечно, при реальном подъёме сила 
воздействия атлета на штангу постоянно меняется, а 
значит, меняется и то ускорение, с которым она 
движется. Однако можно найти просто среднее ускорение, 
с которым нужно двигать штангу, чтобы поднять её за 
четверть секунды на высоту выпрямленных рук (у Ботева 
эта высота равна примерно 0,55 м).

Искомое ускорение составляет

a = 2h/(t^2) = 17,6 м/с2

где h - высота подъёма, а t - время подъёма.

Таким образом, чтобы выжать штангу за 0,25 с, нужно 
поднимать её с ускорением 17,6 м/с2.

Используя второй закон Ньютона, можно найти, какую
среднюю силу нужно приложить к штанге весом 30 кг,
чтобы поднимать её с ускорением 17,6 м/с.

ma = F + mg

F = ma - mg = m(a - g) = 30 x (17,6 - (- 9,8)) = 
= 30 x 27,4 = 822 Н

Итак, для того, чтобы выжать 30 кг за четверть
секунды, нужно прикладывать к штанге среднюю силу
примерно в 822 Н, что соответствует примерно 84 кг.
Может ли такой атлет, как Ботев, выжать 30 кг за
четверть секунды? Думаю, это ему вполне по силам. А
значит, ему вполне по силам в жиме со средней
скоростью штанги относительно тела

V(ср) = h/t = 0,55/0,25 = 2,2 м/c

развить среднюю силу в 822 Н. При толчке штанга
относительно тела проходит тот же путь 0,55 м (равный,
напоминаю, длине выпрямленной кверху руки)
приблизительно за то же самое время - 0,25 с, а значит,
мышцы сокращаются с той же средней скоростью, что и 
при скоростном жиме, а значит, для мышц Ботева не 
будет проблемой развить среднюю силу 750 Н и во время 
толчка.

Однако жим штанги осуществляется с опорой ногами о
помост, а при толчке от груди атлет какое-то время
находится в безопорном состоянии. Если присмотреться
к кадрам толчка Ботева, то оказывается, что в
безопорном положении Ботев находился далеко не всё
время после отрыва штанги от плеч - это имело место
только на двух кадрах из четырнадцати (на четвёртом
и пятом кадрах).

Указанные под графиками серии 2 высоты подлёта
штанги и соответствующие этим высотам величины
скорости позволяют воспользоваться формулами (3) и
(4) и вычислить уже не среднее ускорение и среднюю
силу на всём протяжении движения, а среднее
ускорение и среднюю силу на отдельных участках
траектории штанги - это позволяет нарисовать более 
точную и полную картину толчка. Все свои расчёты я 
здесь приводить не буду - я буду приводить лишь их 
итоги. И ещё раз напоминаю, что не следует забывать 
про смещение графиков и кадров.

Итак, от положения штанги на 2 см ниже нулевого
уровня до кадра 1 штанга движется с ускорением 
0,89 м/с2, а атлет действует на штангу с силой в 
2674 Н. Эта сила превышает силу, необходимую для 
неподвижного удержания 250 кг, что и понятно: 
атлет на этом участке ещё подталкивает штангу 
кверху силой бёдер, затем силой икр, трапеций и, 
наконец, силой упругости позвоночника и плечевого 
пояса, разгоняя снаряд до максимальной скорости.

Между кадрами 1 и 2 штанга движется с ускорением
минус 4,89 м/с2, то есть штанга уже теряет скорость.
Но теряет она её медленнее, чем при совершенно
свободном полёте, так как атлет действует на неё с
силой 1229 Н. Эта сила эквивалентна силе удержания
или медленного неускоренного жима 125 кг. И, судя по
кадру, это действительно жим: атлет упирается
носками в пол и совершает посыл штанги от положения
касания штангой плеч (кадр 1) до той точки, в
которой штанга уже достаточно удалилась от плеч
(кадр 2).

От кадра 2 до кадра 3 штанга тормозится уже с
заметно большим ускорением - минус 7,69 м/с2. А
значит, атлет воздействует на неё уже слабее - со
средней силой всего 527 Н (что эквивалентно
удержанию или неускоренному жиму 54 кг). Сила резко
падает потому, что на предыдущем участке ещё
действовал посыл плечами, который и дал основную
силу воздействия, а на этом участке происходит уже
чистый жим штанги.

Между кадрами 3 и 4 штанга движется с ускорением
минус 6,56 м/с2, а сила, развиваемая атлетом, равна
810 Н (что эквивалентно удержанию или неускоренному
медленному жиму 82,5 кг). Кого-то может удивить
столь резкое возрастание силы на этом участке,
однако ничего удивительного тут нет. Дело в том, что
чем выше поднимается штанга, тем медленнее она
движется. На кадре 3 (в начале рассматриваемой фазы)
скорость штанги равна 1,35 м/с, а в начале
предыдущей фазы она была равна 1,65 м/с. Атлет же,
как видно из кадров, ещё и не думает набирать
скорость вниз, то есть скорость штанги падает как
относительно помоста, так и относительно атлета, а
значит, падает и скорость сокращения мышц, и,
следовательно, возрастает сила их сокращения. Отсюда и
прибавка в итоговой силе воздействия на штангу.

Между кадрами 4 и 5 атлет и штанга находятся в
свободном полёте. Однако, несмотря на это, штанга
тормозится не с ускорением свободного падения, а с
ускорением минус 7,17 м/с2, то есть атлет
по-прежнему воздействует на штангу, и сила его
воздействия равна 658 Н. Это ещё раз показывает, с 
какой силой атлет может отталкивать штангу от тела
(или тело от штанги), находясь в свободном полёте.

Между кадрами 5 и 6 атлет и штанга всё ещё находятся
в свободном полёте, но атлет уже ушёл вниз - то есть 
скорость атлета относительно штанги возросла, а 
значит, сила воздействия на штангу на этом участке
должна быть ниже, чем на интервале 4-5. Однако
вычисления показывают нечто на первый взгляд 
достаточно странное: штанга Ботева двигалась на этом 
участке с ускорением минус 10,8 м/с2, то есть штанга
тормозилась сильнее, чем её могла затормозить одна
лишь гравитация. Надо признаться, поначалу эти
данные привели меня в замешательство. Торможение
на 1 м/с2 большее, чем при свободном падении, должно
было свидетельствовать или об ошибках аппаратуры,
или о гравитационной аномалии на Олимпиаде в
Атланте. Ну действительно: разве мог атлет не только
не ускорять штангу, но ещё и тянуть её вниз с силой
в 256 Н?

Хорошенько поразмыслив, я пришёл к выводу, что
причиной данной "гравитационной аномалии" могут быть
упругие колебания частично освободившегося от
нагрузки грифа. После того как атлет оторвался от
помоста между кадрами 3 и 4, давление плеч на гриф
ослабло, и гриф стал выпрямляться, избавляясь от
деформации. Это избавление грифа от упругой деформации 
почти никак не проявлось на этапе 4-5, но вот на этапе 
5-6 уже существенно ослабило воздействие рук на диски 
штанги. Дело в том, что скорость ухода атлета вниз 
постепенно возрастала - следовательно, возрастала и 
скорость сокращения мышц. Соответственно, сила 
сокращения мышц упала, а значит, упало и воздействие 
рук на гриф штанги (возможно, даже до нуля). Поэтому 
где-то между кадрами 4 и 5 гриф полностью выпрямился и 
начал не ускорять, а, наоборот, тормозить пытающиеся 
обогнать его диски. Вот это быстрое торможение дисков 
грифом и дало дополнительного отрицательное ускорение 
в 1 м/с2. Судя по надписи под графиками, данное 
дополнительное торможение произошло на участке подъёма 
длиной всего 2 см. При средней скорости штанги 
0,58 м/с дополнительное торможение длилось лишь 
0,034 с, и скорость штанги за счёт этого упала всего 
лишь на 0,034 м/с (за тот же самый период уменьшение 
скорости штанги в результате действия гравитации 
составило 0,33 м/с, то есть оказалось в десять раз 
большим).     

На участке между 6-м и 7-м кадрами ноги атлета уже
стоят в "ножницах", однако он продолжает опускать
тело и одновременно воздействовать на штангу,
которая ещё движется по инерции вверх. Расчёты
показывают, что штанга движется на этом участке с
ускорением минус 8 м/с, то есть атлет воздействует
на неё с силой всего 450 Н, что эквивалентно
медленному жиму 46 кг. На кадре 7 достигнута
максимальная высота подъёма дисков. На этом кадре 
атлет уже твёрдо стоит ногами на помосте, а значит, 
силы, возникающие при расстановке ног и тянущие тело 
атлета вниз (о них упомянуто в текстах "О быстроте 
разгибания рук при толчке от груди" и "На Алборова не 
обижаются"), уже не действуют. Похоже, они действовали 
чуть раньше, и большей частью именно за счёт этих сил 
было осуществлено быстрое опускание тела на двух
предыдущих этапах свободного полёта - так что в
какой-то момент выжимающее воздействие рук на штангу 
было даже равно нулю. Руки просто быстро выпрямлялись, 
не прикладывая к грифу никакого подъёмного усилия 
(именно этим обстоятельством объясняется резкое 
падение силы воздействия на штангу на этапе 5-6). 
Дальнейшее опускание тела на этапе 6-7 происходило уже 
за счёт силы тяжести и инерции и, конечно, 
отталкивания от штанги в стремлении полностью 
выпрямить руки.

Между кадрами 7 и 8 штанга начинает опускаться 
(на 1 см), а атлет, немного оседая, начинает
принимать на себя вес штанги. Ускорение штанги равно
минус 5,12 м/с, а воздействие атлета на штангу равно
уже 1170 Н.

Между кадрами 8 и 9 штанга заметно прогнулась. То
есть атлет тормозит гриф штанги, а диски прогибают
гриф собственной тяжестью и инерцией, поскольку идут 
уже вниз). При этом диски движутся с ускорением минус 
3,69 м/с2, а сила воздействия на диски равна 1528 Н.

Между кадрами 9 и 10 атлет остаётся практически в
той же позиции, а диски опускаются ещё ниже и гриф
прогибается ещё сильнее. Ускорение дисков становится
равным плюс 0,49 м/с2, то есть диски теряют
набранную вниз скорость, а сила атлета, которая на
них воздействует через гриф, равна уже 2573 Н. То
есть это сила неускоренного подъёма или удержания
263 кг. Понятно, что такую силу атлет развивает уже
не за счёт силы мышц рук, а за счёт усилий ног,
опирающихся о помост в "ножницах". Именно из-за того, 
что эта сила эквивалентна силе удержания штанги массой 
263 кг, штанга весом в 250 кг снижает скорость своего 
движения вниз. (Кстати, если бы сила воздействия была 
в точности равна силе удержания массы 250 кг (2450 Н), 
штанга продолжала бы опускаться с прежней скоростью, 
а если бы сила оказалась меньше 2450 Н, то штанга, 
опускаясь, увеличивала бы скорость движения.)

Между кадрами 10 и 11 атлет стоит фактически в той же 
позе, штанга по-прежнему движется вниз, но ускорение, 
с которым она тормозится атлетом, становится равным 
уже 3,36 м/с2, а сила воздействия атлета на штангу 
возрастает до 3290 Н (то есть становится эквивалентной 
силе удержания 336 кг.

Между 11-м и 12-м кадрами штанга смещается вниз ещё на
1 см, между тем как абсолютная величина её
ускорения, направленного вверх (которое пока так и
не остановило штангу) возрастает до 4,08 м/с2. При
этом сила атлета, воздействующая на штангу,
становится равной 3470 Н, что эквивалентно 354 кг.
То есть атлет, тормозящий в "ножницах" падающую на
него штангу весом 250 кг, испытывает перегрузки, как
при удержании на прямых руках штанги весом в 354 кг.

Между 12-м и 13-м кадрами, согласно подписям под
графиками (график 14 соответсвует кадру 13), со
штангой опять происходить нечто странное. На кадре 12 
(график 13) штанга движется вниз со скоростью 
0,12 м/с2, а на кадре 13 (график 14) штанга движется
по-прежнему вниз, но с гораздо меньшей скоростью
(0,02 м/с2). То есть штанга вроде бы всё время
двигалась вниз, но тут почему-то, согласно подписям
под графикам, поднялась на 1 см. Как такое может
быть? Может, что-то напутали исследователи? Нет,
дело тут, видимо, в следующем: на этом участке
штанга уже успела остановиться, пойти вверх и
подняться на 1 см или даже более, а затем опять
остановиться и пойти вниз - то есть снова приобрести
отрицательную скорость. Таким образом, при остановке
штанги в нижней точке диски не замирают, а совершают
упругие колебания - их-то, по-видимому, и фиксирует
прибор. А потому считать среднее ускорение на
участке между 12-м и 13-м кадрами не имеет смысла -
ведь ускорение дисков на этом участке было то
положительным, то отрицательным, и оценить по такому
среднему ускорению силу воздействия никак нельзя.
Впрочем, для понимания сути происходящего это уже не
очень-то и нужно. Собственно, картина подъёма и так
достаточно ясна, загадка дополнительного подъёма
штанги уже раскрыта.

Решение этой загадки состоит в следующем: штанга 
поднимается на лишние 7-10 см потому, что после 
окончания её разгона из полуприседа атлет воздействует 
на гриф силой жимовых мышц. То есть атлет совершает 
скоростной жим штанги, развивая на разных участках 
толчка силу от 1229 Н (в самом начале движения) до 
нуля (в середине движения во время собственно ухода 
тела вниз) и около 450 Н на завершающем этапе - так 
что средняя сила воздействия жимовых мышц на штангу 
составляет 750 Н.

Воздействие рук (и, конечно, всех других жимовых
элементов) на штангу во время толчка никак нельзя 
назвать незначительным, нет - оно оказывает очень 
заметное влияние на результаты толчка. Без этого 
воздействия толчок просто не состоялся бы, так как 
тут и штанга поднялась бы на недостаточную высоту, и 
тело атлета не столь быстро ушло бы вниз под штангу.

Таким образом, Роман и Шакирзянов были, конечно,
неправы, когда писали о каких-то огромных ускорениях 
штанги в результате отталкивания атлетом ногами от 
помоста уже после отрыва штанги от плеч. Воздействие 
на штангу было хотя и переменным, но длилось 
практически в течение всего времени распрямления рук, 
и связано оно именно с воздействием на штангу жимовых 
мышц. Учитывать движение ног в данном случае нужно 
только в плане наличия или отсутствия опоры тела 
атлета при жиме штанги, так что поведение ног с 
результатами воздействия на штангу связано именно в 
этом ключе. Составитель, критикуя объяснение Романа и
Шакирзянова, в целом правильно описал силы,
действующие на штангу при толчке, но недооценил
возможную силу воздействия жимовых мышц на штангу, в
результате чего и был вынужден искать решение
загадки дополнительного подлёта в занижении Романом
и Шакирзяновым измеренной скорости движения штанги.
Критиковавший же Составителя Алборов просто не понял
его текст и не совсем точно оценил все силы,
действующие при толчке, а также последовательность
их включения (и в результате не увидел, что атлет
может воздействовать на штангу плечами даже после
достижения максимальной скорости разгона штанги). Но
зато Алборов верно указал, что дополнительная высота
подлёта штанги связана с воздействием атлета на
штангу руками в течение всего времени толчка. Алборову 
следовало бы только подтвердить это цифрами, но этого
он, к сожалению, не сделал.

Решение загадки дополнительного подъёма наталкивает
на следующий вывод: поскольку сила рук имеет большое
значение для успеха подъёма околопредельных весов,
её необходимо полноценно тренировать. Но только
здесь важна не сила рук вообще, а именно та сила,
которую руки развивают на высокой скорости, то есть
здесь важна сила рук при таком их распрямлении, 
которое длится приблизительно 0,25 с. Для атлетов 
экстра-класса это веса в 25-30 кг, а для атлетов 
уровня пониже - ещё меньше. Для штангиста важно уметь 
как можно быстрее выжать этот лёгкий вес, то есть 
приложить к нему как можно большую силу и тем самым 
придать штанге как можно большее ускорение. Ибо во 
время толчка руки (а также плечи и иные жимовые 
элементы) атлета работают именно в таком режиме.

Разумеется, мои слова не нужно воспринимать как
призыв обязательно тренировать мышцы скоростными
жимами: я не уверен, что это чем-то лучше, нежели
простая тренировка толчка - ведь при толчке мышцы
работают как раз в самом нужном режиме. Скоростные
же жимы лёгкой штанги мало способствуют
дополнительной гипертрофии мышц. Гипертрофию мышц
вызывают именно тяжёлые жимы. И связана данная
гипертрофия главным образом с фазой опускания, а
вовсе не подъёма веса. При подъёме лёгкой штанги к
ней можно приложить такую же силу, как и при подъёме
более тяжёлой штанги (если разгонять лёгкую штангу с
большим ускорением), но при подъёме лёгкой штанги
нельзя развить большую силу при опускании веса - по
этой-то причине гипертрофия мышц и наблюдается
только после тяжёлых жимов. Однако жим больших весов
связан с приспособлением мышц именно к опусканию
большого веса - что, с одной стороны, способствует
гипертрофии мышц, но, с другой стороны, сопряжено с
замедлением сокращения мышц, с приобретением
волокнами, включёнными в опускание веса, "медленных" 
свойств ("медленные" волокна - это антигравитационные 
мышцы, которые приспособлены как раз для опускания 
веса; "быстрые" же волокна не приспособлены для 
опускания веса, их задача - скоростные позитивные 
движения). Именно в этом и состоит объяснение так 
называемого "закрепощения мышц" при их "накачке" 
(это я уже выдаю результаты моих самых последних 
теоретических исследований). Известно, например, что 
атрофия мышц после космических полётов, вызванная 
отсутствием в условиях невесомости негативной фазы 
движения, связана с атрофией главным образом 
"медленных" волокон и приобретением ими свойств 
"быстрых" волокон. Что в итоге приводит к увеличению 
скорости сокращения мышц в целом. Но вместе с тем 
данная атрофия "медленных" волокон вследствие их 
неиспользования приводит к падению общей силы мышц. 
Для штангиста же важен баланс между гипертрофией мышц 
и скоростью их сокращения. Как достичь этого баланса, 
я, увы, пока толком не знаю.

Из проделанного анализа следует сделать ещё один
вывод. Равенство максимальных скоростей при посыле
во время толчка и равенство необходимых высот
подъёма штанги ещё не дают возможности взять штангу
на грудь в "ножницы", по глубине существенно не
отличающиеся от "ножниц" при толчке от груди. Сие 
будет возможно только в том случае, если после набора
максимальной скорости атлет во время подрыва штанги
имеет точно такую же возможность воздействия на
штангу, как и при толчке от груди. А в этом у меня 
есть глубокие сомнения. Жим штанги не идёт ни в какое
сравнение с тягой штанги к груди. Поднимая штангу на
полусогнутых руках (как это происходит после подрыва
во время взятия на грудь) от уровня лучевого
сплетения до высоты фиксации штанги на груди руки
способны развить минимальную силу, ни в какое
сравнение не идущую с силой рук при жиме в верхней
амплитуде движения.

Но сейчас я ничего утверждать не стану, это пока
только моё поверхностное мнение. Если имеется точно
такая же раскадровка с цифрами взятия на грудь (как
в случае с толчком), то я могу провести анализ и
посчитать силу воздействия рук на штангу в этом
случае, и сравнить её с силой воздействия рук на
штангу при толчке. Это и даст ответ на вопрос: можно
ли взять на грудь в "ножницы" тот же вес, что и
толкнуть от груди в "ножницы", кардинально не
увеличивая скорость разгона штанги при подрыве (то,
что потребуется некоторое её увеличение, которое
может быть достигнуто направленной тренировкой,
признаёт и сам Составитель).

Дабы у участников дискуссии не сложилось
неправильное представление о некоторых моментах, я
хочу ещё раз обратить внимание на тот факт, что
Составитель принципиально правильно описывал
ситуацию с толчком в тексте "О быстроте разгибания
рук при толчке", которую непонятно зачем критиковал 
Алборов. Вот слова Составителя:

"При посыле, в момент полного выпрямления атлетом
ног, когда штанга ещё не успела отделиться от плеч
атлета, то есть ещё продолжает лежать на его
дельтовидных мышцах, она обычно достигает своей
максимальной вертикальной скорости. Но, как
обнаружили скрупулёзные исследования, этой пусть
даже и максимальной скорости оказывается совершенно
недостаточно для того, чтобы штанга поднялась на
необходимую для её подхвата и дальнейшей фиксации
высоту. Поэтому если не включатся упоминавшиеся выше
механизмы, то свободно отпущенный снаряд подлетит по
инерции лишь примерно на половину нужной для фиксации 
высоты. И именно отталкивание грифа плечами - как за 
счёт силы трапециевидных мышц, так и за счёт упругой 
реакции всего плечевого пояса и позвоночного столба - 
придаёт снаряду необходимые для его дополнительного 
подлёта ускорение, скорость, энергию (напоминаю, что, 
по моим расчётам, на этапе, включающем контакт штанги 
с плечами и отлёт на небольшое расстояние от плеч, 
атлет воздействовал на штангу со средней силой 
1229 Н - В.П.). Самую же последнюю небольшую порцию 
энергии, поднимаемому до момента окончания подседа 
снаряду передают, естественно, сами руки - силой 
своих разгибателей (как показывают расчёты, сила 
воздействия рук в зависимости от этапа толчка менялась 
от 800 Н до нуля - В.П.)."

Однако уже во второй своей статье-ответе на критику
Алборова Составитель решил, что описанных им сил
недостаточно для подъёма штанги, и предположил что
Роман и Шакирзянов занизили скорость штанги, измеряя
её по центру грифу. Впрочем, как мерили скорость в
случае толчка Ригерта, я не знаю, а потому ничего
утверждать не могу, - может, скорость там и впрямь
была занижена. Всё-таки разница в скорости между
толчком Ригерта (1,56 м/с) и толчком Ботева 
(1,81 м/с) существенна. При этом, несмотря на то что
скорость у Ригерта была меньше, чем у Ботева, штанга
у Ригерта, наоборот, поднялась на относительно
большую высоту (дополнительные 12 см против 7-10 см
Ботева) - хотя, возможно, это объясняется более
резвыми руками Ригерта и более лёгкой штангой в его
случае. Так что для толчка Ригерта нужно провести
аналогичный анализ, чтобы досконально с ним
разобраться.

Самое интересное, что Алборов в своей критической
статье написал практически то же самое, что и
Составитель:

"На основании изложенного можно предположить, что:

1. Главную роль в придании начальной скорости
снаряду при толчке от груди играют разгибатели ног.

2. Дополнительное ускорение при толчке от груди
штанга получает за счёт упругости плечевого пояса
спортсмена и упругой деформации грифа штанги.
Воздействие этих сил на снаряд прекращается в момент
отделения штанги от груди.

3. В обеспечении необходимой высоты подлёта штанги
участвуют и разгибатели рук, препятствующие
замедлению движущейся вверх штанги. При этом
вертикальное воздействие рук на гриф штанги должно
быть постоянным с момента отделения штанги от груди
до полной её фиксации на выпрямленных руках.

4. При финальном разгоне штанги в толчке от груди
очень важно полностью вытянуться вверх с выходом на
носки. Это даст возможность для лучшего разгона
штанги и увеличит высоту подлёта снаряда.

5. Правильное, рациональное исполнение перечисленных
факторов, наверное, обеспечит подлёт штанги на
требуемую высоту."

С этими словами Алборова трудно не согласиться, но и
Составитель в первой статье говорил об этом же.
Зачем Алборов затеял этот спор - вообще непонятно.
Похоже, это просто недопонимание (или личные
мотивы?). Хотя, судя по всему, причина была в том,
что Алборов всё-таки не совсем точно представлял
себе все нюансы толчка и не учитывал, что
максимальная скорость достигается ещё при контакте
грифа с плечами атлета, а потому пытался критиковать
Составителя за то, что тот включил данные силы в
разряд сил, способствующих дополнительному подлёту
штанги уже после разгона её до максимальной
скорости.
 

Просмотр всех сообщений по данной теме
Полный список

Тема Автор Дата
О силе воздействия на штангу при толчке от груди VadimPro 15/03/2004 12:47
Re: О силе воздействия на штангу при толчке от груди Чумбурмучка 16/03/2004 21:24
Эх, опубликую побыстрее, пока не опередили... Составитель 29/03/2004 10:54
Re: Эх, опубликую побыстрее, пока не опередили... VadimPro 29/03/2004 18:52
Ещё немного критических замечаний VadimPro 30/03/2004 12:03
Ещё меньше критических замечаний Составитель 02/04/2004 09:56
Re: Ещё меньше критических замечаний VadimPro 02/04/2004 19:28
Совсем мало критических замечаний Составитель 02/04/2004 20:58
Точки над "ё" (надеюсь) VadimPro 06/04/2004 13:36
Re: Точки над "ё" (надеюсь) Чумбурмучка 07/04/2004 22:43
Уважаемый Вадим, Ваши надежды оправдались Составитель 07/04/2004 23:10
У нашей "ё" точек будет больше, чем обычно VadimPro 08/04/2004 11:57
Ещё раз о "мёртвых" точках VadimPro 08/04/2004 13:09
Ещё раз о "мёртвых" точках Чумбурмучка 08/04/2004 16:32
Вот, нашёл наглядное пособие... VadimPro 08/04/2004 17:03


Free counters! Спорт глазами Мовлади Абдулаева, тренера
тяжелоатлетов Weightlifting database Weightlifting database Мир тяжелой атлетики

Железный мир Силовые виды спорта в Твери и в Тверской области Тяжёлая атлетика глазами Артура Шидловского Польская штанга

Старые силовые Журналы США Силачи прошлого и настоящего Пауэрлифтинг от Петра Кравцова Библиотека материалиста

Извлечённое из интернета