Radosław Gwiazda gr. 1m, w-f, sem. 1 mag.

POMIAR I OCENA MOCY MAKSYMALNEJ I WYTRZYMAŁOŚCI KOŃCZYN DOLNYCH

I. WSTĘP:

Wartość mocy maksymalnej oraz wytrzymałości całego organizmu lub poszczególnych grup mięśniowych są podstawowymi parametrami w ocenie stanu i rozwoju cech fizycznych zawodników różnych dyscyplin sportowych.

Moc maksymalna może być rozwijana wyłącznie w krótkotrwałych wysiłkach, a utrzymanie tej mocy na jak najwyższym poziomie może świadczyć o wytrzymałości badanego. Z fizjologicznego punktu widzenia wytrzymałości zależy od ogólnej wydolności organizmu, której miarą jest zużycie tlenu na minutę. Podstawą wytrzymałości są więc procesy tlenowe, które nie zawsze odzwierciedlają reakcje organizmu, zwłaszcza w wysiłkach krótkotrwałych lub angażujących ograniczoną grupę mięśni. Dlatego w biomechanice wytrzymałość jako cechę fizyczną charakteryzuje zmiana mocy w funkcji czasu. W ten sposób można oceniać zarówno pracę całego organizmu lub poszczególnych grup mięśniowych.

Do tej oceny stosuje się trenażery, które w znacznej mierze zastępują trenera, dając natychmiastowe informacje o podstawowych parametrach ruchu. Ocena wytrzymałości z użyciem trenażerów nie jest ograniczona czasem i może dotyczyć wysiłku trwającego kilkanaście a nawet kilkaset sekund. Miernikiem wytrzymałości jest tu współczynnik kierunkowy równania prostej regresji, opisującej zmianę mocy w funkcji czasu.

P=a-bt

a – moc maksymalna

b – współczynnik kierunkowy regresji (wskaźnik wytrzymałości)

t - czas

Oceniając wytrzymałość badanego w wysiłku trwającym np.: 3 minuty można wydzielić kilka stref czasowych związanych z energetyką mięśni.

Wykres nr 1.

Czas stanu pobudzenia mięśnia wynosi od kilkuset milisekund do kilku sekund. W takich odcinkach czasowych mięsień czerpie energię prawie wyłącznie z rozpadu (fosforylacji) ATP (adenozynotrójfosforanu) i CP (fosfokreatyny). Zresztą tylko te związki są chemiczne są zmagazynowane bezpośrednio w mięśniu. Węglowodany i tłuszcze są natomiast głównie zmagazynowane w układzie zasilania i stamtąd w miarę potrzeby są dostarczane do mięśni.

Podczas wysiłków trwających kilkanaście i kilkadziesiąt sekund istotną rolę w dostarczaniu energii dla pracy mięśnia zaczyna odgrywać glikoliza (rozpad glukozy), a zwłaszcza jej frakcja mleczanowa, która powoduje powstawanie kwasu mlekowego (anaerobowa, bezmleczanowa).

W wysiłkach trwających kilka minut i dłuższych mięsień wytwarza energię głównie z tzw. tlenowych (aerobowych) źródeł energetycznych. Zatem stopień udziału poszczególnych źródeł energetycznych jest zmienny w funkcji czasu wysiłku, chociaż należy tu podkreślić, iż zawsze ich rozpad i synteza przebiegają równocześnie.

Mięsień wykonuje pracę (rozwija moc) zawsze dzięki rozpadowi ATP, ale tego związku starcza praktycznie na 2-3 skurcze. Najszybciej resyntezowana jest ATP z fosfokreatyny (CP). Resynteza ta zaczyna się równolegle z pojawieniem się ciepła aktywacji w mięśniu. Zatem praktycznie w maksymalnych wysiłkach mięsień czerpie energię z fosfokreatyny, co można przedstawić:

ATP ADP+P,

ADP+CP ATP+kreatyna

Średnie dane odnośnie zasobu (pracy i mocy źródeł energetycznych na kg masy ciała człowieka oraz dane charakteryzujące czas osiągania maksymalnej mocy i czas pracy przedstawiłem w tabeli nr 1.

Tabela nr 1. Charakterystyka zasobu (objętości) i mocy (intensywności) źródeł energetycznych mięśni.

Źródło energetyczne	Zasób	Moc	Czas osiągania mocy maksymalnej(s)	Czas pracy (s)
	cal/kg	J/kg	cal/kgs	W/kg
Fosfokreatyna	100	420	13	54,4
Glikoliza beztlenowa	230	960	7	29,3
Procesy tlenowe	∝	∝	3,6 0	15 0

Z tabeli nr 1 wynika, że im większą moc można osiągnąć za pomocą danego źródła energetycznego, tym mniejszy jest jego zasób i tym krótszy jest czas wykonywanej pracy. Zatem spadek rozwijanej przez człowieka mocy w czasie, zależy od aktualnie wykorzystywanych źródeł energetycznych mięśni. Ten fakt przemawia na korzyść energetycznej teorii zmęczenia, która zmniejsza zdolność do wykonywanej pracy, ponieważ moc kolejnych źródeł energetycznych maleje wraz z czasem wykonywanej pracy.

II. MATERIAŁ BADAWCZY:

Studenci pierwszego roku studiów magisterskich Akademii Wychowania Fizycznego w Warszawie wydziału Wychowania Fizycznego.

Tab. nr 2. Dane badanych

L.p	BADANY	TRENOWANA DYSCYPLINA	WZROST	MASA CIAŁA
1.	Chmielewski	5-bój	188 cm	83 kg
2.	Gwiazda	Piłka nożna	184 cm	75 kg
3.	Kawczyński	n/t	181 cm	75 kg

III. METODA BADAWCZA:

Do pomiaru mocy maksymalnej oraz zmiany mocy kończyn w funkcji czasu wykorzystuje się stanowisko składające się z równi pochyłej i wózka.

Urządzenie treningowe zwane „równią pochyłą” składa się z wózka, z regulowanym oparciem, tak, że badany może przyjmować pozycję od leżącej do siadu i zjazdu zbudowanego z szyn stalowych. Zjazd u dołu zakończony jest platformą. Do zjazdu przymocowano przetwornik obrotowo-impulsowy. Płytę kontaktową wraz z przetwornikiem połączono do komputera.

IV. SPOSÓB PRZEPROWADZENIA ĆWICZENIA

Ćwiczący miał za zadanie 50 razy odbić się od platformy z maksymalna siła.

VI. OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Chmielewski	Gwiazda	Kawczyńsk
t [s]	P [W]	t [s]
4,67	3734	4,05
7,5	3744	7
10,3	3662	10
13,1	3538	12,9
15,9	3577	15,9
18,8	3613	18,8
21,6	3613	21,8
24,4	3502	24,8
27,2	3486	27,7
30,1	3642	30,6
32,9	3404	33,5
35,8	3412	36,5
38,6	3471	39,4
41,4	3366	42,4
44,3	3521	45,3
47,1	3571	48,2
50	3448	51,2
52,8	3415	54,1
55,6	3566	57
58,5	3426	59,9
61	3512	63
64	3504	66
67	3531	69
70	3470	72
73	3475	74
75	3344	77
78	3462	80
81	3377	83
84	3317	86
87	3299	89
90	3313	92
92	3340	95
95	3384	98
98	3304	101
101	3262	103
104	3170	106
107	3260	109
109	3244	112
112	3405	115
115	3285	118
118	3282	121
121	3403	123
124	3467	126
127	3423	129
130	3281	132
132	3395	135
135	3370	138
138	3375	141
141	3425	143
144	3358	146

Wykres wytrzymałościowo – siłowy 2. Przedstawiający wyłącznie linie trendu.

Wykres 1 i 2 doskonale porównuje wyniki osiągnięte przez poszczególnych badanych. Na pierwszy rzut oka widać że pan Chmielewski ma najlepszą wytrzymałość (jest typem wytrzymałościowo – siłowym), natomiast pan Gwiazda i pan Kawczyński są typami szybkościowo – siłowymi z tą różnicą że pan Gwiazda posiada lepszą wytrzymałość co jest skutkiem treningu. Najwyższą wartość mocy miał pan Gwiazda Pmax = 4053[W], nasępnie pan Kawczyński z Pmax = 3939[W] i na końcu pan Chmielewski Pmax = 3744[W]. Współczynnik kierunkowy regresji (wskaźnik wytrzymałości) najlepszy uzyskał pan Chmielewski b = 2,2365, na drugiej pozycji był pan Gwiazda b = 7,1665, i na trzecim pan Kawczyński b = 9,1575 (im mniejsza wartość współczynnika kierunkowego regresji b tym wieksza wytrzymałość). W dalszej części sprawozdania dokładniej scharakteryzuję sylwetki wszystkich badanych.

Wykres wytrzymałościowo – siłowy 3.

Wykres pana Chmielewskiego charakteryzuje się tym iż, linia trendu jego mocy jest prawie płaska co świadczy o dobrym przygotowaniu wytrzymałościowym i wskazyje na to że w mięśniach posiada on więcej włókien wolnokurczliwych o dużej wytrzymałości. Jest to z pewnościa spowodowane tym że trenuje on pięciobuj na wysokim poziomie. Mało widoczne jest również przejscie ze źródła energetycznego jakim jest fosfokreatyna do glikogenu co może świadczyć o znakomitym przygotowaniu wytrzymałościowym tego zawodnika. Maksymalna moc jaką uzyskał to Pmax = 3744[W], natomiast najsłabszą Pmin = 3170[W], a różnica między Pmax a Pmin to zaledwie ΔP = 574[W]. Współczynnik kierunkowy prostej regresji u niego wynosi zaledwie b = 2,2365.

Po przeanalizowaniu wykresu i wszystkich zależności możemy stwierdzić że pan Chmielewski jest typem wytrzymałościowo – siłowym, co na pewno pomaga mu odnosić sukcesy w jego dyscyplinie sportowej (5–buj), na pewno doskonale radziłby sobie podczas biegów długodystansowych.

Wykres wytrzymałościowo – siłowy 4.

Wykres pana Gwiazdy charakteryzuje się tym iż, w pierwszych 20 sekundach cwiczenia odnotowaliśmy wyraźny spadek mocy (ΔP = 652[W]). Następnie spadki mocy ustabilizowały się i od 20 do 146 sekundy cwiczenia wyniosły ΔP = 737[W]. Analiza ta wyraźnie pokazyje kiedy wyczerpuje się energia czerpana z CP i organizm przechodzi na kolejne etapy energetyczne (nie widoczne jest przejście z glikogenu na przemiany tlenowe). Piłka nożna charakteryzuje się krótkimi intensywnymi wysiłkami (sprinty na krótkich odcinkach), ponieważ pan Gwiazda trenuje tą dyscyplinę sportową co może powodować iż jego organizm wykożystuje maksymalnie źródła energetyczne w pierwszej fazie wysiłku. Maksymalna moc jaką uzyskał to Pmax = 4053[W], natomiast najsłabsza Pmin = 2664[W], a różnica między Pmax a Pmin to ΔP = 1389[W]. Współczynnik kierunkowy prostej regresji u niego wynosi b = 7,1665.

Po przeanalizowaniu wykresu i wszystkich zależności możemy stwierdzić że pan Gwiazda jest typem bardziej szybkościowo – siłowym, a jego wytrzymałość spada najbardziej w pierwszej fazie wysiłku następnie stabilizuje się. Z tego można wywnioskować że najlepiej poradził by on sobie podczas wysiłków mieszanych, które występuja np. w grach zespołowych.

Wykres wytrzymałościowo – siłowy 5.

Wykres pana Kawczyńskiego charakteryzuje się tym iż, jego poszczególne wyniki są dość nierówne, można zaobserwować duże i czeste skoki mocy. Widać że jego moc bardzo spadła po pierwszych 10 sekundach ćwiczenia (ΔP = 388[W]) co świadczy o niskiej zawartości CP w mięśniach. Następnie możemy zaobserwować kilka sporych spadków mocy np. między 35 a 45 sekundą, oraz kilka wzrostach np. między 75 a 85 sekundą, co może świadczyć o niepełnym wykożystywaniu poszczególnych źródeł energetycznych między innymi poprzez brak systematycznych treningów (pan Kawczyński jak wcześniej podano nie trenuje żadnej dyscypliny). Maksymalna moc jaką uzyskał to Pmax = 3939[W], natomiast najsłabsza Pmin = 2200[W], a różnica między Pmax a Pmin to ΔP = 1739[W]. Współczynnik kierunkowy prostej regresji u niego wynosi b = 9,1575.

Po przeanalizowaniu wykresu i wszystkich zależności możemy stwierdzić że pan Kawczyński jest typem szybkościowo – siłowym, a jego wytrzymałość spada gwałtownie co z pewnością spowodowane jest brakiem treningu. Linia trendu charakteryzuje się dużym nachylemiem, co świadczy o słabym przygotowaniu wytrzymałościowym. Uważam że pan Kawczyński najlepiej dałby sobie radę podczas biegów krótkodystansowych lub grach zespołowych, a trening poprawiłby jego wytrzymałość i zwiększył możliwości wykożystania energii z CP oraz glikogenu.