close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

511.Субъктное биомеханическое тестирование спортивной обуви

код для вставкиСкачать
нт
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На правак рукописи
Михайлов Александр Владимирович
СУБЪЕКТНОЕ БИОМЕХАНИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
СПОРТИВНОЙ ОБУВИ
01.02.08 - Биомеханика
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва - 2004
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
Работа
выполнена
на
кафедре
биомеханики
Российского
государственного университета физической культуры, спорта и туризма
Научный руководитель - доктор педагогических наук,
профессор Шалманов Анатолий Александрович
Официальные оппоненты: - доктор педагогических наук,
профессор Гавердовский Юрий Константинович
- доктор биологических наук,
Дышко Борис Аронович
Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский
институт физической культуры и спорта.
Защита состоится «8» февраля 2005 г. в «1500» часов на заседании
диссертационного совета Д. 311.003.01 при Российском государственном
университете физической культуры, спорта и туризма (Москва, 105122,
Сиреневый бульвар, 4).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУФК.
Автореферат разослан
000004979
ЦОБ по ФКиС
РГАФК
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат педагогических наук, профессор
/
Кутепов М.Е.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Постоянный поиск новых путей повышения
спортивных результатов является мощным стимулом разработки нового
спортивного инвентаря в практике профессионального и любительского
спорта.
Известно, что беговая спортивная обувь является одним из
важнейших элементов экипировки спортсменов. В последние годы многие
фирмы-производители беговой спортивной обуви предлагают большое
число новых разработок с различными технологиями.
В то же время известно [Дышко Б.А., 1990; Дышко Б.А. и
ДементьеваМ.П, 1989; Лапутин А.Н., Половников И.И., Архипов А.А.,
1988 др.], что беговая спортивная обувь может по-разному влиять на
эффективность беговых движений. Наряду с ростом спортивных
достижений изменяются частота и тип травм, присущих некоторым видам
спорта.
Как правило, новые образцы беговой обуви запускаются в
производство после прохождения комплекса объективно обоснованных
тестов,
включающих
функциональное
и
их
соответствие
биомеханическое
конкретным
видам
тестирование
спорта.
на
Однако
заявления фирм-производителей о таком соответствии часто носят
декларативный характер, не подтвержденный результатами научных
исследований.
По-видимому,
это
связано
с
тем,
что
нет
стандартизированных тестовых процедур, объективно оценивающих
исследуемые характеристики, хотя такие исследования проводятся [Дышко
Б.А., 1996; Cavanagh P., 1990; Denoth J., 1983 и др.].
Отсутствие объективной информации о влиянии спортивной обуви
на биомеханические характеристики спортивных движений может не
только повысить вероятность возникновения травмы, но и изменить
направленность выполняемоиТспортсменом' работы. Особенно такая
| ^И^.ч* >:?:^'' - < о \ И ;
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4
информация важна для бега, где возникают высокие ударные нагрузки на
дистальные звенья нижних конечностей [Bates В., Osternig L., Sawhill J.,
James S., 1983; Burke E., Falseti H., Ratering C, Frederick E., Field R.,
Hamilton H., 1983].
Многие технологии, используемые в беговой обуви, должны, по
заявлениям фирм-производителей, способствовать повышению степени
рекуперации энергии упругой деформации подошвы, однако объективных
данных, подтверждающих это заявление, нет.
В работе Дышко Б.А. разработана методика биомеханического
тестирования
ударопоглошающих
и
рекуперативных
свойств
биомеханической системы «опорно-двигательный аппарат (ОДА) - беговая
спортивная обувь (БСО)», оценивающая влияние материалов подошвы. В
то же время данных по оценке влияния современных новейших технологий
конструкции подошвы беговой обуви мы не обнаружили, хотя они
чрезвычайно важны для практики спорта.
Поэтому актуальным является проведение исследований по
разработке
объективно
тестирования
беговой
обоснованной
спортивной
методики
обуви,
биомеханического
учитывающей
влияние
конструкции ее подошвы на ударопоглощающие и рекуперативные
свойства биомеханической системы «ОДА - БСО».
Цель исследования. Совершенствование
процесса субъектного
биомеханического тестирования спортивной обуви.
В связи с этим перед исследованием были поставлены следующие
задачи:
1.
Обосновать
максимальной
степени
выбор
тестового
стандартизировать
задания,
позволяющего
субъектное
в
тестирование
ударопоглощающих и рекуперативных характеристик биомеханической
системы «ОДА - БСО» при приземлении «с пятки» и «с носка».
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5
2. Оценить надежность результатов субъектного тестирования
ударопоглощающих и рекуперативных характеристик биомеханической
системы «ОДА - БСО», полученных при выполнении различных тестовых
заданий при приземлении «с пятки» и «с носка».
3.
Экспериментально
используемых
различными
исследовать
влияние
технологий,
фирмами-производителями
БСО,
на
ударопоглощающие и рекуперативные характеристики биомеханической
системы «ОДА - БСО» при приземлении «с пятки» и «с носка».
Объект исследования. Биомеханика взаимодействия с опорой
системы «ОДА - БСО» в ходьбе и беге.
Предмет исследования. Ударопоглощающие и рекуператавные
характеристики системы «ОДА - БСО» и методика их тестирования.
Гипотеза исследования. Предполагается, что биомеханически
обоснованная методика субъектного тестирования влияния конструкции
подошвы беговой обуви, выполненной с использованием различных
технологий, на ударопоглощающие и рекуперативные характеристики
биомеханической системы «ОДА - БСО», позволит стандартизировать
процедуру тестирования этих характеристик, уточнит влияние БСО на
эффективность движений и даст возможность разработать практические
рекомендации по ее использованию в оздоровительной и спортивной
ходьбе и беге.
Научная
новизна.
Объективно
обоснована,
разработана,
метрологически проверена и экспериментально апробирована методика
субъектного тестирования влияния конструкции подошвы БСО на
ударопоглощающие и рекуперативные характеристики биомеханической
системы «ОДА - БСО» при различных скоростях бега, позволяющая
давать практические рекомендации по использованию тестируемой БСО
для различных скоростей бега.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
Экспериментально доказано, что конструкция подошвы БСО
оказывает
влияние
на
ударопоглощающие
и
рекуперативные
характеристики биомеханической системы «ОДА - БСО» при различных
скоростях бега.
Наиболее валидной тестовой процедурой при комплексной оценке
ударопоглощающих и рекуперативных характеристик биомеханической
системы «ОДА - БСО» является «падение из положения виса на руках» на
динамометрическую платформу.
Стандартизирована
процедура
субъектного
биомеханического
тестирования ударопоглощающих и рекуперативных
характеристик
биомеханической системы «ОДАС-БСО» при различных скоростях бега.
Получены данные об ударопоглощающих и рекуперативных
характеристиках биомеханической системы «ОДА - БСО» для обуви,
различающейся по конструкции подошвы, при постановке ноги на опору
«с пятки» и «с носка» при различных скоростях приземления.
Практическая
значимость.
Результаты
проведенного
исследования могут быть использованы для:
оценки ударопоглощающих и рекуперативных характеристик
беговой спортивной обуви;
создания
системы
биомеханического
тестирования
спортивной обуви и искусственных покрытий для различных видов спорта;
индивидуального подбора спортивной обуви;
тестирования новых образцов беговой спортивной обуви;
разработки и производства спортивной обуви.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Наиболее валидным тестовым заданием для субъектного
биомеханического тестирования ударопоглощающих и рекуперативных
характеристик биомеханической системы «ОДА - БСО» при различных
скоростях приземления на опору является «падение из положения виса на
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7
руках»
на
динамометрическую
платформу
с
сохранением
позы
приземления.
2. Современные технологии конструкции подошвы БСО ведущих
фирм-производителей влияют на ударопоглощающие и рекуперативные
характеристики биомеханической системы «ОДА - БСО», однако внутри
этих
фирм
декларируемые
преимущества
в
рассматриваемых
характеристиках не проявляются.
3. Результаты исследования ударопоглощающих и рекуперативных
характеристик биомеханической системы «ОДА - БСО» могут быть
использованы в качестве нормативов при оценке существующих и вновь
создаваемых вариантов спортивной беговой обуви.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались и
обсуждались на научных семинарах кафедры биомеханики и научнопрактических конференциях РГУФК.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация
состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы,
включающего 114 источников, из которых 86 - на иностранных языках. В
тексте диссертации имеется 24 рисунка и 12 таблиц.
Методы н организация исследования
Для решения поставленных задач были использованы следующие
методы и методики
исследования: анализ и обобщение научно-
методической литературы; субъектное биомеханическое тестирование с
использованием
динамометрической
платформы;
компьютерное
моделирование и методы математической статистики.
При проведении
субъектного биомеханического тестирования
ударопоглощающих и рекуперативных характеристик биомеханической
системы «ОДА - БСО» выполняли следующие тестовые задания:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8
1.
Спрыгивание
испытуемых
с
различных
высот
на
динамометрическую платформу с приземлением «на пятку» и «на носок» и
с сохранением позы приземления.
2. Приземление на динамометрическую платформу «на пятку» и «на
носок» с сохранением позы приземления с различных высот из положения
«виса на перекладине».
Коэффициенты жесткости и демпфирования определялись по кривой
вертикальной составляющей силы реакции опоры (рис. I).
Использовались следующие формулы:
R = (2xM/Tf)xln(A,/A 2 );
К = М х [(R/ (2 х М))2+ (2 хк ITf)2], где
Tf- период собственных колебаний системы;
А|, Аг -
амплитуды 1-го и 2-го максимумов вертикальной
составляющей силы реакции опоры соответственно.
Биомеханическая добротность определялась по следующей формуле:
Q = (KxM) 0 5 /R,me
К - коэффициент жесткости, R - коэффициент демпфирования, М масса испытуемого.
Рекуперативные свойства биомеханической системы «ОДА - БСО»
оценивались с помощью приведенной биомеханической добротности.
Численно приведенная добротность равна биомеханической добротности,
умноженной на рост испытуемого в м и деленной на его массу в кг.
Ударопоглощающие
свойства
исследуемой
биомеханической
системы рассчитывались по следующим характеристикам вертикальной
составляющей силы реакции опоры:
Ф1 - значение первого максимума вертикальной составляющей силы
реакции опоры [Н];
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
VO
Рис. 1 Динамограмма вертикальной составляющей силы реакции опоры
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
Тф1 -
время достижения первого максимума
вертикальной
составляющей силы реакции опоры [с];
Г1 - градиент вертикальной составляющей силы реакции опоры
[Н/с]. Определялся
отношением первого максимума
вертикальной
составляющей силы реакции опоры к времени его достижения.
Экспериментальное исследование проводилось в два этапа. На
первом этапе решались задачи стандартизации процедуры тестирования и
оценки надежности его результатов. Для этого были проведены два
эксперимента.
В первом эксперименте испытуемые выполняли спрыгивания с
разных высот с приземлением на динамометрическую платформу. При
приземлении на носки вытянутых и напряженных ног он должен
сохранить позу приземления в течение 3-х секунд. При приземлении на
пятки задание аналогично первому, но носки ног «взяты на себя». На
каждой высоте каждый испытуемый выполнял по три попытки.
Приземление «с пятки» выполнялось в диапазоне высот 3-15 см
через 3 см, что соответствует диапазону скоростей приземления 0,77 - 1,72
м/с. Спрыгивание с приземлением «с носка» выполнялось в диапазоне
высот 6 - 2 7 см, что соответствует диапазону скоростей приземления 1,09
- 2,30 м/с.
Спрыгивания выполнялись в беговой обуви Asics Gel-Kayano X,
одной из последних моделей, предоставленной компанией «Спортмастер».
В эксперименте приняли участие 12 испытуемых. Средний возраст
-21,6 (а=1,2) года, масса тела - 69,8 (а=5,9) кг, длина тела 176,8 (а=4,2)
см, размер ноги 41-45 (европейский).
Во втором эксперименте аналогичное приземление выполнялось из
положения виса на перекладине.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11
В эксперименте приняли участие 10 испытуемых. Средний возраст
- 22,4 (о=0,8) года, масса тела - 73,4 (а=4,6) кг, длина тела 172,9 (о=5,7)
см, размер ноги 41-45 (европейский).
Испытуемые
выполняли
«падение
с
виса
на
руках»
на
динамометрическую платформу с различных высот, приземляясь «с пятки»
и «с носка». Высоты «падения» выбирались те же, что и в первом
эксперименте. Использовались беговые кроссовки Asics Gel-Eagle Trail,
предоставленные для исследований фирмой «Спортмастер».
На
втором
этапе
нашего
исследования
изучалось
влияние
технологий, используемых различными фирмами-производителями БСО,
на
ударопоглощающие
и
рекуперативные
характеристики
биомеханической системы «ОДА - БСО» при приземлении «с пятки» и «с
носка».
В эксперименте приняли участие 11 испытуемых. Средний возраст
- 23,1 (а=1,2) года, масса тела - 78,5 (ст=5,1) кг, длина тела 178,3 (сг=4,2)
см, размер ноги 43-45 (европейский). Испытуемые выполняли тестовое
упражнение «падение с виса на вытянутых руках» на динамометрическую
платформу с приземлением «с пятки» и «с носка». Приземление «с пятки»
выполнялось с высот 3, 6, 9, 12 и 15 см, «с носка» - 6,9,12,15, 18, 21, 24 и
27 см. На каждой высоте выполнялось по 3 попытки.
Испытуемые выполняли тестовые упражнения в беговой обуви
следующих фирм: Adidas, Ascot, Asics, Brooks, Kelme, Puma, Sprandi.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Метрологическое обоснование теста для оценки
ударопоглощающих и рекуперативных характеристик
биомеханической системы ««ОДА - БСО»
В табл. 1 и 2 приведены коэффициенты надежности показателей,
рассчитанные на основе дисперсионного анализа для первого и второго
экспериментов. Из таблицы видно, что во втором задании
для всех
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
показателей внутриклассовые коэффициенты корреляции больше, чем в
первом задании. Наибольшей надежностью характеризуется величина
первого максимума силы реакции опоры, наименьшей надежностью
обладает градиент этой силы.
Таблица 1
Надежность характеристик биомеханической системы «ОДА - БСО» при
П М
( Г Л А 1 r n n t T I f ГГ
/У/\
Г*ЛТЧ»#1. .
_
— — _ _ _ _ -
Z' 1 \
1
0,76
0,82
0,87
0,76
0,62
_
_
. ..
/ О
г,, Н/с
Ф. ,н
Н, см
3
6
9
12
15
-.-
2
0,92
0,95
0,97
0,94
0,90
1
0,64
0,79
0,80
0,72
0,59
2
0,88
0,90
0,92
0,91
0,90
'
\
_ _ _ ._ _— _ _ _ _ _ _
_ ,-. _ ______ . _
QnD,/Kr/M х
1
0,72
0,80
0,83
0,75
-
100
2
0,90
0,89
0,93
0,92
0,91
Таблица 2
Надежность характеристик биомеханической системы «ОДА - БСО» при
приземлении «с носка» в первом (1) и во втором (2) экспериментах
Ф|,Н
Н, см
3
6
9
12
15
18
21
24
27
1
0,69
0,74
0,80
0,83
0,87
0,84
0,88
0,85
0,81
Г,, Н/с
2
0,90
0,93
0,92
0,96
0,97
0,95
0,96
0,98
0,93
1
0,71
0,69
0,77
0,79
0,82
0,79
0,83
0,80
0,77
2
0,84
0,89
0,87
0,90
0,94
0,92
0,93
0,95
0,92
Опв,/кг/м х 100
2
1
0,89
0,77
0,91
0,73
0,90
0,87
0,94
0,79
0,96
0,85
0,83
0,93
0,93
0,84
0,95
0,79
0,92
0,85
Таким образом, второе задание с метрологической точки зрения
является более предпочтительным.
Рассмотрим, как изменялись характеристики биомеханической
системы во втором эксперименте. В табл. 3 приведены средние значения и
величины
стандартных
приземлении «с пятки».
отклонений
изучаемых
показателей
при
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
Анализ максимального значения вертикальной составляющей силы
реакции опоры Ф1 и градиента этой силы Г1 выявил практически
аналогичную динамику их изменения. То есть, с увеличением скорости
приземления на опору «с пятки» значения этих характеристик растут.
Таблица 3
Характеристики биомеханической системы «ОДА - БСО» при
приземлении «с пятки» из виса на руках
Н,см
Ф,,Н
1690
(402,3)
1905
(391,8)
2540
(421,7)
2690
(374,4)
2830
(392,9)
3
6
9
12
15
Г,,Н/с
35208
(809,8)
39204
(738,1)
52200
(824,6)
62900 .
(10693,1)
64318
(10934,3)
(Зп„,/кг/мх 100
476
(90,4)
516
(109,6)
511
(87,9)
485
(99,3)
438
011,7)
Наиболее быстрое увеличение первого максимума вертикальной
составляющей силы реакции опоры Ф1 и его градиента Г1 зафиксировано
при переходе с высоты 6 см (скорость приземления 1,09 м/с) на высоту 9
см (скорость приземления на опору 1,33 м/с). По всей видимости, этот
феномен
связан
с
нелинейными
характеристиками
материалов,
используемых в ударопоглощающих конструкциях, расположенных в
пяточной части подошвы беговой обуви.
Рекуперативные свойства биомеханической системы «ОДА - БСО»
достигают максимума на скорости приземления 1,09 м/с (высота падения 6
см). Величина приведенной биомеханической добротности достигает 516
Qnp/кг/мхЮО.
В табл. 4 представлены характеристики биомеханической системы
«ОДА - БСО» при приземлении «с носка» из виса на руках. Динамика их
изменения с изменением высоты падения во многом схожа с тем, что
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
получено при приземлении «с пятки». Различие состоит в больших
значениях этих показателей из за больших высот спрыгивания.
Таблица 4
Характеристики биомеханической системы «ОДА - БСО» при
приземлении «с носка» из виса на руках
Н,см
6
9
12
15
18
21
24
27
Фьн
1735
(464,4)
2194
(373,9)
2389
(501,7)
2588
(491,8)
2881
(518,6)
2985
(507,5)
3098
(660,6)
3129
(438,1)
Г,.н/с.
30710
(7063,3)
41970
(7962,9)
. 45950
(10109,4)
52795
(8197,5)
55248
(94S85)
57213
(9800,3)
65249
(11238,6)
68953
(10662,5)
Qno/кг/мх 100
547
(87,5)
609
(109,6)
640
(102,4)
655
(91,7)
626
(112,7)
575
(92,0)
525
(100,4)
501
(99,6)
Обобщение полученных в данной части экспериментального
исследования результатов свидетельствует о том, что материалы и
конструкция подошв спортивной обуви влияют на ударопоглощающие и
рекуперативные свойства биомеханической системы «ОДА - БСО».
Для проведения субъектного тестирования ударопоглощающих и
рекуперативных свойств биомеханической системы «ОДА - БСО» и
оценки влияния на эти свойства материалов и конструкции подошв
спортивной обуви может быть использовано тестовое упражнение
«падение на динамометрическую платформу с виса на вытянутых руках с
заданной высоты». Экспериментально установлено, что надежность
получаемых результатов и стандартность процедуры тестирования
отвечают соответствующим метрологическим требованиям.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
Влияние технологий, используемых различными фирмамипроизводителями беговой обуви, на ударопоглощающие и
рекуперативные характеристики биомеханической системы
«ОДА - БСО»
В исследовании использовалась беговая обувь следующих фирм:
Adidas - Twin Stri с технологией A3, Brooks - Beast, Asics - модели GelKayano X и Gel-Eagle, Ascot - Husdon, Sprandi - Dome Streetgame, Kelme Kashimt и Puma Celerator.
Динамика градиента максимума вертикальной составляющей силы
реакции опоры при приземлении «с пятки» для беговой обуви с
различными технологиями в пяточной части подошвы представлена в табл.
5 и на рис. 2.
На скоростях приземления 0,77-1,33 м/с (высоты падения 3-9 см),
характерные для ходьбы, различия между средними значениями Г1
статистически не достоверны.
Таблица 5.
Динамика градиента первого максимума вертикальной составляющей силы
реакции опоры (Н/с) при приземлении «с пятки» для беговой обуви разных
фирм-производителей
Высота
Asics
падения GelН, см
Kayano
3
30245
(7050,9)
6
38674
(6148,7)
9
43456
(5776,2)
12
47112
(5337,2)
47918
15
(5117,3)
Asics
GelEagle
32876
(6641,2)
38650
(6247,6)
42237
(6009,4)
47324
(5787,4)
48189
(5547,6)
Brooks
Beast
29569
(5578,6)
37809
(5226,4)
44860
(4958,6)
47813
(4473,9)
48075
(4887,9)
Puma
Celerat
or
30339
(5234,3)
37935
(5006,8)
' 42709
(5112,6)
47148
(4997,2)
48024
(4726,7)
Adidas
Twin
Stri
32576
(5684,4)
38540
(5323,7)
42640
(4987,6)
46895
(4886,2)
48090
(5002,8)
Ascot
Husdon
32360
(5991,5)
39274
(6110,4)
45736
(5537,3)
50542
(7001,8)
53205
(6879,2)
Sprandi
StreetGame
31980
(6112,3)
38709
(5869,4)
43876
(5744,3)
48670
(5224,8)
52789
(5548,3)
Kelme
Kashim
. t
32210
(5844,2)
39516
(5228,6)
46236
(6001,8)
51908
(5448,6)
53789
(5887,2)
Однако, при скоростях приземления 1,54 и 1,72 м/с (высоты падения
12 и 15 см) величина градиента силы Г] для разных кроссовок начинает
статистически значимо изменяться. Для Kelme Kashimt, Ascot Husdon и
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
Sprandi Streetgame этот показатель продолжает расти, в то время как для
кроссовок Asics Gel-Eagle, Adidas Twin Stri, Puma Celerator и Asics Gel-
Рис. 2. Зависимость градиента вертикальной составляющей силы реакции
опоры от высоты спрыгивания при приземлении «с пятки» для
кроссовок разных фирм-производителей
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17
Kayano значение градиента силы практически не меняется. Различия
между сравниваемыми кроссовками статистически значимы (р<0,05).
По всей видимости, это различие можно объяснить различием в
используемых технологиях в пяточной части подошвы.
Таким образом, можно заключить, что при скорости постановки
ноги на опору до 1,33 м/с (медленный бег трусцой, быстрая ходьба) можно
использовать любые кроссовки из рассмотренных нами. При увеличении
скорости приземления (или скорости бега) до значений 1,53 и 1,72 м/с для
уменьшения ,риска возникновения травм нижних конечностей следует
пользоваться кроссовками Asics Gel-Eagle, Adidas Twin Stri, Puma
Celerator, Asics Gel-Kayano, Brooks Beast.
В табл. 6 представлена динамика приведенной добротности
биомеханической системы «ОДА - БСО» при приземлении «с пятки» для
различной беговой обуви.
Таблица 6
Динамика приведенной добротности Qnp (Q/кг/мхЮО) при приземлении «с
пятки» для беговой обуви разных фирм-производителей для различной
беговой обуви
Высота
Asics Asics-Ge Brooks
Beast
падения
GelEagle
Н, см
Kayano
491
497
3
493
(69,4)
(76,8)
(70,6)
521
515
6
515
(72,4)
(73,8)
(85,7)
536
529
9
525
(69,9)
(74,6)
(78,1)
510
12
505
500
(77,2)
(81,3)
(90,5)
479
481
487
15
(77,5)
(71,3)
(84,2)
Сравнительный
анализ
Puma
Celerator
486
(74,8)
514
(78,1)
529
(70,6)
512
(78,3)
491
(75,5)
Adidas
Twin
Stri
492
(72,5)
507
(74,7)
518
(70,1)
530
(69,4)
489
(73,3)
этих
данных
Ascot
Husdon
484
(64,7)
505
(60,2)
507
(68,4)
472
(70,6)
474
(71,8)
Sprandi Kelme
Street- Kashimt
Game
489
487
(62,2)
(75,9)
503
519
(71.5)
(70,2)
508
514
(69,9)
(64,3)
468
487
(73,2)
(78,8)
463
476
(73,8)
75,6)
позволил
разделить
исследуемые кроссовки на две группы. В nepeyjo группу, имеющую более
высокие значения Qnp, попали кроссовки Asics Gel-Eagle, Adidas Twin Stri,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
Puma Celerator, Asics Gel-Kayano и Brooks Beast. Во вторую группу вошли
Kelme Kashimt, Ascot Husdon, Sprandi Streetgame. Причем это различие
статистически достоверно (р<0,05) лишь на высоте падения 9 см.
Динамика градиента вертикальной составляющей силы реакции
опоры П при приземлении «с носка» для различной беговой обуви
приведена в табл. 7 и на рис. 3.
Из полученных данных видно, что на скорости приземления 1,09
м/с, что соответствует скорости постановки стопы на опору при быстрой
ходьбе, наименьшее значение градиента вертикальной составляющей силы
реакции опоры получено у кроссовок Asics Gel Eagle и Brooks Beast,
наибольшие - у кроссовок Kelme Kashmint (p < 0,05).
Таблица 7
Динамика градиента первого максимума вертикальной составляющей силы
реакции опоры Г1 (Н/с) при приземлении «с носка» для беговой обуви
разных фирм-производителей
Высота Asics
паденю
GelН, см Kayano
6
33265
(5665,4)
9
43810
(5774,2)
12
50304
(5823,6)
15
52607
(5773,8)
'18
55744
(5449,6)
21
56002
(5524,7)
24
56401
(5666,1)
27
59008
(5527,9)
Kelme
Kashmint
35510
(6224,1)
47958
(5922,6)
53354
(6008,2)
57660
(6227,0)
59974
(5947,7)
63740
(5882,3)
65340
(5738,3)
68444
(5882,6)
Sprandi
Streetgame
34910
(5905,1)
44245
(6008,1)
52905
(6119,5)
53720
(6236,7)
58460
(6007,2)
60403
(5899,3)
63907
(5772,9)
64603
(5824,2)
Asics
GelEagle
33420
(5398,6)
41340
(5504,3)
49121
(5668,7)
52087
(5843,4)
53204
(5662,4)
56800
(5771,4)
58200
(5698,7)
59304
(5703,3)
Brooks
Beast
Ascot
Husdon
Puma
Celerator
32905
(5337,2)
42502
(5608,5)
50403
(5529,1)
52208
(5777,6)
56230
(5633,6)
56830
(5518,3)
58701
(5611,0)
59208
(5771,4)
34949
(6002,7)
43910
(5832,9)
53410
(6004,8)
54920
(6226,4)
57901
(6113,4)
62870
(6009,4)
62962
(6112,3)
66260
(5989,4)
33303
(5221,8)
42290
(5562,7)
49960
(5882,4)
50933
(5692,1)
54530
(5488,7)
55690
(5553,6)
56920
(5705,1)
60228
(5626,7)
Adidas
Twin
Stri
33606
(5976,5)
43200
(5344,8)
49540
(5499,7)
51375
(5527,3)
53620
(5338,9)
56230
(5664,2)
56450
(5588,2)
58530
(5722,4)
Из рис. З видно, что начиная с высоты падения 15 см наблюдается
тенденция в разделении кроссовок на две группы, которая приводит к
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
статистически значимым различиям между ними на высотах падения 21,
24 и 27 см (р<05). В первую группу с большими значениями градиента
Рис. 3 Зависимость градиента вертикальной составляющей силы реакции
опоры от высоты спрыгивания при приземлении «с носка» для
кроссовок разных фирм-производителей
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
силы вошли кроссовки Ascot, Kelme и Sprandi, во вторую - остальные
кроссовки.
Динамика изменения приведенной биомеханической добротности
биомеханической системы «ОДА - БСО» представлена на рис.4. Ее анализ
показал следующее.
На скоростях приземления 1,09 и 1,33 м/с (высоты падения 6 и 9 см)
приведенная биомеханическая добротность имеет минимальные и
практически одинаковые для всех образцов кроссовок значения.
Наибольший прирост приведенной биомеханической добротности
для всех исследуемых кроссовок происходит при переходе со скорости
приземления 1,33 м/с на скорость 1,53 м/с (высоты падения - 9 и 12 см).
Отметим, что именно со скорости 1,53 м/с в рекуперативных свойствах
биомеханической системы «ОДА - БСО» начинают появляться заметные
различия. С ростом скорости приземления биомеханическая добротность
кроссовок Adidas, Asics, Brooks и Puma постепенно увеличивается и на
высотах падения
18-27 см практически мало изменяется. У кроссовок
Ascot, Kelme и Sprandi биомеханическая добротность увеличивается до
высоты падения 21 см, а затем начинает уменьшаться. Кроме того, на
высотах падения 24 и 27 см наблюдаются статистически значимыми
(р<0,05) различия между двумя группами кроссовок.
Полученную в этом эксперименте динамику рекуперативных
свойств биомеханической системы «ОДА - БСО» можно объяснить
следующим образом.
Как известно для бега с постановкой стопы на опору «с носка»
(скорость бега более 5,5 м/с) характерны посадочные скорости стопы более
1,5 м/с. Отсюда влияние конструкции передней части подошвы беговой
обуви на рекуперативные свойства биомеханической системы «ОДА БСО» должны проявляться на больших скоростях бега. А это значит, что
новые прогрессивные технологии изготовления передней части подошвы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21
беговой обуви должны давать больший эффект в рекуперативных
свойствах биомеханической системы «ОДА - БСО» с ростом скорости
бега,
чем
использование
обычной
промежуточной
подошвы
из
этилвинплацетата (ЭВА материал).
Рис. 4. Зависимость приведенной биомеханической добротности от высоты
спрыгивания при приземлении «с носка» для кроссовок разных фирмпроизводителей
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22
ВЫВОДЫ
1. В результате обобщения данных научно-методической литературы
по биомеханике спортивной обуви и биомеханических закономерностей
ходьбы и бега разработана, метрологически проверена и экспериментально
апробирована методика субъектного тестирования влияния конструкции и
материалов
подошв
беговой
обуви
на . ударопоглощающие
и
рекуперативные свойства биомеханической системы «ОДА - БСО».
2. При ходьбе или оздоровительном беге трусцой по покрытию,
твердость которого во много раз больше твердости пяточной части
подошвы, при постановке ноги на опору «с пятки» с посадочной
скоростью стопы меньше 1 м/с конструкция и материалы пяточной час*ги
подошвы не оказывают влияния на ударопоглощающие и рекуперативные
свойства биомеханической системы «ОДА - БСО».
3. При беге со скоростями менее 5,0 - 5,5 м/с по покрытиям,
твердость которых во много раз превосходит твердость пяточной части
подошвы беговой обуви, при постановке ноги на опору «с пятки»
ударопоглощающие характеристики биомеханической системы «ОДА БСО» ухудшаются с увеличением скорости постановки стопы на опору.
При этом возрастает риск возникновения травм нижних конечностей.
4. Технологии конструирования пяточной части подошвы беговой
обуви, используемые фирмами Ascot и Kelme, в меньшей степени
ослабляют ударные воздействия на биомеханическую систему «опорнодвигательный аппарат - беговая обувь» по сравнению с технологиями,
разработанными и используемыми фирмами Adidas, Asics, Brooks и Puma.
5. Рекуперативные свойства биомеханической системы «ОДА БСО» с ростом скорости бега до 5,0 - 5,5 м/с по покрытиям, твердость
которых во много раз больше твердости пяточной части подошвы, при
постановке ноги на опору «с пятки» в начале увеличиваются, а затем
уменьшаются.
Экстремум
рекуперативных
свойств
исследуемой
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
23
биомеханической системы зависит от конструкции пяточной части
подошвы беговой обуви.
6. Конструкция и материалы пяточной части беговой обуви,
используемые фирмами Adidas, Asics, Brooks и Puma в диапазоне
посадочных скоростей стопы 1,33 - 1,72 м/с при ее постановке «с пятки», в
большей степени способствуют рекуперации энергии упругой деформации
биомеханической системы «ОДА - БСО», чем конструкция и материалы
пяточной части кроссовок фирм Kelme, Ascot и Sprandi. При этом различия
между худшими и лучшими показателями статистически достоверны на
уровне р < 0,05.
7. При постановке ноги на опору «с носка» в диапазоне посадочных
скоростей стопы от 1,09 до 1,53 м/с при беге .по покрытиям, твердость
которых во много раз больше твердости носочной части подошвы,
ударопоглощающие и рекуперативные свойства биомеханической системы
«ОДА - БСО» практически не зависят от разницы в конструкции и
материалов носочной части подошвы современной беговой обуви.
8. При постановке ноги на опору «с носка» в диапазоне посадочных
скоростей стопы от 1,72 до 2,30 м/с при беге по покрытиям, твердость
которых во много раз больше твердости носочной части подошвы,
ударопоглощающие и рекуперативные свойства биомеханической системы
«ОДА - БСО» в значительной степени зависят от конструкции и
материалов носочной части подошвы современной беговой обуви.
Выявлено, что ударопоглощающие свойства биомеханической
системы «ОДА - БСО» при увеличении посадочной скорости стопы в
диапазоне
1,72 - 2,30 м/с и постановке ноги на опору «с носка»
существенно ухудшаются при использовании беговой обуви фирм Kelme,
Ascot и Sprandi по сравнению с беговой обувью Adidas, Asics, Brooks и
Puma. Экспериментально установлено, что на некоторых скоростях
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
24
приземления этого диапазона разница в характеристиках ударопоглощения
статистически достоверна на уровне р < 0,05.
9. Конструкция и материалы носочной части беговой обуви,
используемые фирмами Adidas, Asics, Brooks и Puma в диапазоне
посадочных скоростей стопы от 1,72 до 2,30 м/с, в большей степени
способствуют рекуперации энергии упругой деформации биомеханической
системы «ОДА - БСО» при постановке ноги на опору «с носка», чем
конструкция и материалы пяточной части кроссовок фирм Kelme, Ascot и
Sprandi. Различия между худшими и лучшими показателями статистически
достоверны на уровне р < 0,05.
10. Конструкция и материалы передней и пяточной части подошвы
беговой обуви фирм Ascot, Kelme и Sprandi при беге по покрытиям,
твердость которых в значительной мере превосходит твердость подошв
беговой обуви, не обеспечивают той степени защиты нижних конечностей
спортсмена от ударных нагрузок, которую дает конструкция и материалы
передней и пяточной части подошвы беговой обуви фирм Adidas, Asics,
Brooks и Puma.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
1. Михайлов А.В., Шалманов Ан.А. Биомеханические свойства
спортивной обуви и методика их оценки: Методические разработки для
слушателей факультата усовершенствования и студентов. - М.: РГУФК,
2004. - 55 с. (2,5 п.л., в том числе 1,3 п.л. лично автора).
2. Вагин А.В., Михайлов А.В., Шалманов Ан.А. Сравнительный
анализ биомеханических свойств беговой спортивной обуви некоторых
фирм-производителей. - М.: РГУФК, 2004. - 29 с. (1,5 п.л., в том числе 0,6
п.л. лично автора).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УЖбЗ
Предприятие оперативной полиграфии
«Принт Центр»
Сиреневый бульвар, 4
Тираж 100
экз. Объем
п.л. Заказ
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
1 164 Кб
Теги
биомеханические, субъктное, 511, спортивная, тестирование, обувь
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа