青少年４００米跑疲勞的生物力學特征研究

張國利

在競技領域中,排除疲勞,恢復正常運動狀態是每個運動項目最基本的訓練原則。本文利用圖象傳感器BD-3分析判斷跑的速度,分析400米跑中疲勞的生物力學特點,為針對疲勞做出相應的訓練安排提出理論依據。

研究對象:115名競賽運動員,運動水平從二級到運動健將。

一、分析和討論:

疲勞特征的發現可引導出下面的計算方法:這115名運動員具有一定的運動水平,他們在起跑后速度和技術指標有著密切的相互影響、相互補償的關系,這樣可得出一次方程式,然后填入終點跑速度值,得出可計算的指標數據。比較獲得的指標數據和終點跑實際技術指標,就發現結果超出了一般跑的規律性,實際指標或多或少的符合運動員在非疲勞狀態下的技術指標。(表1)

計算公式:PTOPM=-5.288+4.38V(+-5.62),R=0.75

PTOPM表示負面力的縱向被加數;V表示跑的速度;R表示相互關系系數。現在把各項距離的終點跑速度值放入公式內,就可得到計算的負面力。(表2)

比較計算值和實際情況看出,在400米跑中實際的力不符合終點跑的速度。超出的力已被展示出來(方程式評價規格誤差=5.26)。這是由于疲勞的肌肉能夠產生更多有實際意義的力.顯然,就象用鐵制起跑器測量200米和800米起跑一樣,這樣的方法能減少制動階段力學結構中力的丟失,因為腿部力量做功發力大部分還是利用骨骼傳遞到踝關節。除了這些,這個方法還能幫助減少由于降低身體重心位于制動階段造成速度的損失,但對蹬地階段支撐腿收縮肌肉的能力還不能從根本上起到作用。可見,從正面的力和負面消極的力之間的聯系可以得出下面的公式:Pot=1.801+1.288Ptopm.(±9.06),r:0.76。

Pot=正面積極力的縱向因素,把負面消極力的影響和400米終點跑實際指標放入公式中,可以得出:正面積極力應該等于34.1Bt/kg。事實上,真正的數值少于38%,等于21.2±7.2 Bt/kg。

從上面的情況得出,對于400米沒有疲勞補償階段,跑的速度降低。疲勞肌肉低能力的收縮,在這種情況下不可避免的影響能力再生結構—必然加大后蹬能力,顯然這種結構能有效的提高活動能力,它表現出與肌肉生物力學特性的聯系—肌肉越堅硬有力,拉伸時間越短,就越能更多的利用聚集的機械力。在縮短制動階段的高速度跑更有利于肌肉其他性能使用的再生結構的出現。這些結構的加強,能有效的提高肌肉彈性能力,如腳底的屈伸運動。相反,運動員在支撐落地階段,當肌肉拉長的時間增大時,聚集的機械能力很大程度上分散到肌肉中去。

那么,400米跑在過大支撐階段是否違背了依賴于肌肉的速度—拉伸條件呢?我們注意看實際情況:在終點跑中制動時間提高了38%,達到80+15mc,但計算和反映出來的數據相比較,他們之間不存在實質上的差別,符合等于0.073和0.080。計算公式為:

Ttopm=0.126-0.009V(±0.009),r=-0.83

Ttopm-制動時間。這樣可以說明,制動時間符合終點跑的速度,并不是它違背了肌肉速度—拉伸條件。而真正造成終點跑的技術原因是肌肉的生物化學特點而不是動作技術的生物力學結構,在400米跑的最后階段,根據生物化學的測量結果,由于大量的乳酸積累而造成對神經細胞積極功能性的抑制,大量的降低 ATF和KPF在血液中的含量,而增加ADF的含量。

因此,我們可以更多的了解到,在疲勞狀態下支撐腿肌肉拉長和收縮的相互關系,擺在我們面前的許多重要的實際數據證明,提高局部肌肉的緊張強度與中距離跑的運動能力有著密切的關系。根據實驗結果得出,局部肌肉性能的提高,可以根據生物力學特性,更多的利用彈性特點有效的延緩跑的速度在終點跑階段的降落過程.

二、 研究結果:

1.在400米跑中出現的疲勞特征反映出違反了肌肉拉伸和收縮的相互關系。

2.證實提高局部肌肉的工作強度有利于在疲勞狀態下跑的運動效果。

3.根據肌肉在疲勞狀態下的特點合理的安排運動員的技術練習。

4.合理的運用肌肉彈性特點,加大終點跑的步長是提高400米終點跑速度的有效途徑。