24.2. Энергетика возвратных движений

Возвратные движения включают фазу прямого движения (с тор­можением) — подготовительную и фазу обратного движения (с раз­гоном) — рабочую, которые разделены критической точкой натраектории.

Эффективность рабочей фазы зависит от исходного положения звеньев в критической точке и состояния деформации и напряжения ведущих антагонистических групп мышц.

Возвратные движения характеризуются сменой направления дви­жения на противоположное (туда—обратно). Обычно и прямое, и обратное движения состоят каждое из двух фаз: а) прямое — разгона и торможения,

б) возвратное — вновь разгона и торможения. Из названных четырех фаз первая и последняя могут значительно изме­няться и не составляют типичной картины возвратного движения. Зато торможение прямого и разгон возвратного движений — характерные фазы возвратного движения. Между ними имеется критическая точ­ка — положение, из которого происходит смена направления скорости (рис. 39). Это положение может быть мгновенным (промежуточным в движении); возможна также остановка в этом положении.

Сначала рассмотрим возвратное движение без паузы в критической точке траектории.

Торможение совершается при уступающей работе антагонистов. Возникающие при отрицательном ускорении силы инер­ции совершают работу против упругих сил деформации мышц. Возникающие в мышцах упругие силы играют роль останавливающих деформацию. К критической точке скорость падает до нуля, кинети­ческая энергия израсходована на работу против упругих сил. Теперь начинается обратное движение. Здесь схематически возможны два случая: а) торможение движения совершалось благодаря активной работе мышц с затратой превращенной химической энергии; б) тор­мозили только упругие (параллельный компонент) элементы мышцы без затраты химической энергии. В начинающемся обратном движении больше или меньше используется энергия упруго деформированных мышц; упругие силы восстанавливают длину растянутых мышц. Так обычно исполняют подготовительные и основные движения (подседание — отталкивание, замах — удар и др.).

Если возвратное движение происходит с паузой в критической точке, то за время паузы не сохраняется полностью потенциальная упругая энергия, мышцы могут расслабиться (релаксация), и оттал­кивание (или удар) получается намного слабее. Нередко возможно и рационально делать возвратное движение, используя криволинейную траекторию. Замах тогда переходит в удар (например, в теннисе) без остановки в движении по кривой, с постепенным переключением активности с одних мышц на другие.

Энергетически наиболее целесообразно тормозить звено упругими силами, чтобы лучше использовать «упругую отдачу» мышц. Необ­ходимо только, чтобы растягивание тормозящих мышц делали внеш­ние силы (например, сила тяжести и сила инерции тела в тройном прыжке). Тогда будут использованы «даровые» силы, сэкономится энергия мышечного сокращения. При возвратном же движении мак­симальное напряжение движущих мышц включает и активные силы мышечного сокращения и накопленные при подготовке упругие силы.

В критической точке положение звеньев (исходная поза) определяет возможные направление и размах движений, силу тяги групп мышц, тормозящих прямое и ускоряющих обратное движения, а также их антагонистов. Последние не должны ни тянуть звено в конце прямого движения, ни тормозить его в начале обратного. Иначе говоря, в рациональных возвратных движениях они возможно полно рас­слаблены.

Итак, энергетически целесообразно тормозить звено не включая сократительные элементы; растягивать мышцы только внешними силами; включать сократительные элементы в критической точке; поддерживать активное сокращение только в фазе разгона обратного движения. Таковы отличительные особенности рационального постро­ений скоростно-силового возвратного движения в спорте (по Н. С. Северцову). В медленных возвратных движениях такой схемы обычно нет.