Приседания со штангой биомеханика: Биомеханика приседаний со штангой: упражнение в разрезе

Содержание

Биомеханика в спортзале: как накачать мышцы, используя принцип рычага

23 октября 2019 Спорт и фитнес

Вы наконец поймёте все предписания своего тренера.

Ия Зорина

Автор Лайфхакера, атлет, КМС

Если вы занимаетесь со штангой и гантелями, то наверняка слышали базовые правила и советы: «Когда делаешь становую тягу, надо держать штангу близко к ногам», «Если в приседании отводить таз назад, больше грузятся ягодицы» или «Жим штанги узким хватом смещает акцент на трицепс».

И эти правила действительно работают. Но почему так происходит и как смещать нагрузку в менее известных упражнениях? Разобраться в этом поможет простейший механизм — рычаг.

Как принцип рычага реализован в нашем теле

Рычаг — это тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры. Он помогает поднять больше веса с меньшими усилиями. У него есть точка опоры и ось вращения. Есть сила, которую прикладывают к его концу, и плечо силы — кратчайшее расстояние от оси вращения до точки приложения силы.

Крутящий момент = сила × плечо силы

И чем длиннее плечо, тем больше крутящий момент.

Принцип рычага

Все наши суставы работают по принципу рычага. Мышцы с помощью сухожилий крепятся к костям, сокращаются и тянут их, совершая движение. Например, две головки бицепса, двуглавой мышцы плеча, крепятся к лучевой кости. Когда вы сгибаете руку, бицепс сокращается (сила) и создаёт крутящий момент в локтевом суставе (ось вращения). Чем толще ваша двуглавая мышца, тем сильнее увеличивается крутящий момент. И это понятно: накачанный атлет поднимет больше, чем худенькая девочка.

Принцип рычага в работе бицепса плеча

В то же время имеет значение и плечо силы — расстояние от точки вращения до места приложения силы. Поэтому чем больше расстояние от сустава до точки прикрепления сухожилия, тем сильнее человек. Однако это физиологические особенности строения, которые невозможно изменить. Да и отличия между людьми в этом плане не такие уж большие.

Другое дело — плечо до точки приложения противодействующей силы, например, гири, штанги или веса своего тела. Возьмём тот же пример со сгибанием руки в локте, только добавим гантель для наглядности.

Плечо силы от гантели до локтя в разных фазах сгибания на бицепс

Когда вы сгибаете руку, ось вращения находится в локтевом суставе (зелёная точка). Точка приложения силы — это гантель, которая тянет руку вниз под действием гравитации (красная точка). А плечо силы — перпендикуляр от локтя до оси, по которой проходит гантель (зелёная линия).

Когда вы опускаете руку, уменьшается плечо силы, а вместе с ним и нагрузка на бицепс. Плечо силы максимально, когда предплечье параллельно полу, а значит, в этой точке наиболее сильна и нагрузка на мышцы.

Как применять принцип рычага в тренажёрном зале

Оценивая плечо силы от штанги или гантели до сустава, вы всегда будете знать, как сгибать конечности или корпус, чтобы обеспечить максимум нагрузки на нужные мышцы и предотвратить перегруз, если он нежелателен.

Узнайте, в какой точке упражнения нагрузка на мышцы максимальна

Чем длиннее плечо силы, тем больше нагрузки получает мышца. Так, в подъёме гантели на бицепс плечо силы увеличивается по мере того, как вы поднимаете руку, и достигает своей максимальной длины, когда рука согнута в локте под углом 90°. Далее нагрузка снова начинает снижаться, пока в верхней точке не достигает минимума.

Возьмём другое упражнение: жим штанги лёжа узким хватом. Здесь нагрузка на трицепс будет максимальна внизу и минимальна в верхней точке.

Жим лёжа узким хватом

А вот в жиме лёжа обычным хватом, наоборот, плечо силы и нагрузка уменьшаются в нижней точке, когда запястье находится над локтем, а в верхней повышается.

Жим лёжа обычным хватом

В становой тяге нагрузка тоже максимальна в нижней точке, потому что плечо силы от бёдер до штанги самое длинное. Кстати, поэтому и нужно держать штангу близко к ногами и вести её вверх, почти касаясь голеней: так вы сокращаете плечо силы до тазобедренного сустава и снижаете нагрузку, что может быть критично при подъёме большого веса.

Становая тяга. Слева — гриф близко к голеням, справа — далеко от голеней

Возьмём гиперэкстензию. Плечо силы до тазобедренного сустава максимально, когда тело параллельно полу. В попытке увеличить нагрузку на спину и ягодицы люди берут в руки блин или кладут его на спину. Однако гораздо эффективнее будет держать его прижатым к голове: в таком случае плечо силы от утяжеления до тазобедренного сустава будет больше, а значит, вы получите тот же эффект с меньшим весом.

Гиперэкстензия. Слева — блин на спине, справа — блин за головой

Определив, в какой точке мышцы напрягаются больше, вы будете регулировать нагрузку. Например, можно замедлить движение в точке максимальной нагрузки и ускорить там, где плечо силы и нагрузка минимальны.

Кроме того, вы не будете сокращать диапазон движения там, где это может сказаться на эффективности упражнения. Например, делать сгибание на бицепс от параллели и выше или бросать штангу после становой вместо того, чтобы плавно проходить и подъём, и опускание.

Сместите акцент на нужные мышцы в разных упражнениях

Разберём на примере приседаний со штангой. Есть несколько видов этого упражнения: со штангой на спине, на груди, на тренажёре Смита. Рассмотрим все эти положения с точки зрения рычагов.

Слева — приседание со штангой на спине, справа — со спортивным снарядом на груди. Красная линия — точка приложения силы, фиолетовая — плечо силы до тазобедренного сустава, зелёная — до коленного.

Когда вы приседаете со штангой на спине, плечо силы до тазобедренного сустава больше, чем плечо силы до коленного. То есть квадрицепс, сгибатель колена, в таком случае выполняет меньше работы, чем в варианте со штангой на груди. Это подтверждает исследование с применением электромиографии.

Более того, в приседаниях со штангой на спине увеличивается плечо силы от спортивного снаряда до поясницы, так что поясничный отдел позвоночника испытывает большую нагрузку, чем в приседаниях со штангой на груди. И, чем сильнее наклон вперёд, тем выше нагрузка и больше риск травм.

А теперь посмотрим на приседания на тренажёре Смита.

Приседания на тренажёре Смита

Плечо силы к колену здесь просто огромное, а вот к тазу его почти нет. Здесь никак не качаются ягодичные мышцы, только квадрицепсы. При этом, конечно, увеличивается нагрузка на колени. Получается, это упражнение отлично подходит для прокачки квадрицепсов, но вот для ягодиц оно бесполезно.

Многие девушки в тренажёрном зале любят делать выпады с гантелями для прокачки бёдер и ягодиц. Надо сказать, что это не лучший способ качать попу: есть упражнение гораздо эффективнее. Но и в них можно увеличить нагрузку на ягодицы.

Выпады со штангой на спине. Слева — без наклона корпуса, справа — с наклоном.

Посмотрим на плечи силы. Если вы делаете выпад с прямым корпусом, плечо силы от точки приложения силы до коленного сустава максимально, а до ягодиц минимально. Следовательно, вся нагрузка уходит на квадрицепсы. И действительно, исследование показывает, что выпады хорошо прокачивают все головки квадрицепса.

Если вы хотите побольше нагрузить ягодицы, нужно увеличить плечо силы от штанги или гантелей до тазобедренного сустава — просто наклонить корпус вперёд.

Возьмем теперь какие‑нибудь упражнения на верх тела. Например, жим стоя. Часто во время его выполнения обводят голову, боясь задеть за подбородок. Я задевала в толчковом швунге и это очень неприятно. Поэтому некоторые так обводят спортивным снарядом голову, но это увеличивает нагрузку и не позволяет взять больший вес.

Посмотрим на траекторию штанги: если она проходит по прямой линии, плечо силы минимально, если обводит голову, оно увеличивается и удержать её гораздо сложнее.

Жим штанги от груди стоя. Слева — гриф проходит далеко от плеч, справа — близко.

Таким образом, вы можете регулировать нагрузку, оценив расстояние от сустава до точки приложения силы, и смещать её на нужные группы мышц.

Видеолекция «Кинезиология приседаний» | FPA

Автор – Дмитрий Калашников – Президент FPA, кандидат педагогических наук, сертифицированный ISSA персональный тренер.

Тема статьи – приседания. Мы обсудим мышцы, участвующие в этом упражнении, работу коленного сустава, технику выполнения и правила безопасности. Начнем с работы мышц. В этом упражнении нам приходится прикладывать усилие для выполнения двух движений: разгибаний в коленном и тазобедренном суставе.

Разгибание в коленном суставе происходит за счет сокращения четырехглавой мышцы бедра, имеющей четыре головки. Это

промежуточная мышца бедра,
медиальная широкая мышца бедра,
прямая мышца бедра и
латеральная широкая мышца бедра.

Прямая мышца бедра начинается от подвздошной ости, идет вниз и, соединяясь с остальными головками, прикрепляется к надколеннику.

Являясь двусуставной и переходя через тазобедренный и коленный суставы, может выполнять два движения: сгибание бедра в тазобедренном суставе и разгибание голени в коленном.

Латеральная, медиальная и промежуточная мышцы – односуставные. Начинаясь от бедренной кости они, вместе с прямой, прикрепляются к надколеннику. От него к бугристости большеберцовой кости идет связка надколенника, являющаяся продолжением четырехглавой мышцы бедра.

Разгибание в тазобедренном суставе происходит за счет сокращения

большой приводящей мышцы,
полуперепончатой,
полусухожильной,
двуглавой мышцы бедра,
большой ягодичной мышцы.

Большая ягодичная мышца начинается от крестца, заднего участка подвздошной кости и крестцово-бугорной связки и прикрепляется к бедренной кости и широкой фасции.

Двуглавая мышца бедра имеет две головки, из которых длинная начинается от седалищного бугра, а короткая – от бедренной кости. Двуглаваямышца бедра имеет общее сухожилие, которое прикрепляется к головке малоберцовой кости.

Полусухожильная мышца имеет общее начало с длинной головкой двуглавой мышцы на седалищном бугре и прикрепляется к большеберцовой кости.

Полуперепончатая мышца также начинается на седалищном бугре и прикрепляется к большеберцовой кости.

Двуглавая мышца бедра (длинная головка), полусухожильная и полуперепончатая — двусуставные мышцы. Они могут производить разгибание в тазобедренном суставе и сгибание в коленном.

Большая приводящая мышца

начинается от седалищного бугра и ветки седалищной кости и прикрепляется к бедренной кости.

Кроме мышц, выполняющих разгибание в тазобедренных и коленных суставах, значительную нагрузку получают мышцы, разгибающие позвоночник. Они, работая в статическом режиме, удерживают позвоночник в неподвижном состоянии, противодействуя его сгибанию.

Теперь давайте изучим анатомическое строение коленного сустава.

Он образован мыщелками бедренной кости, верхней суставной поверхностью большеберцовой кости и надколенником. Сустав сложный, по форме блоковидно-шаровидный.

Коленный сустав малоконгруэнтен: мыщелки бедренной кости очень выпуклы, вогнутость на мыщелках большеберцовой кости невелика. Увеличивают его конгруэнтность два

мениска – медиальный и латеральный, расположенные внутри сустава. Кроме того, мениски смягчают толчки и сотрясения, получаемые телом при движениях, а также способствуют более равномерному распределению давления бедра на большеберцовую кость.

Коленный сустав имеет ряд связок: большеберцовая и малоберцовая коллатеральные связки, идущие от медиального и латерального надмыщелков бедренной кости к большеберцовой и малоберцовой костям.

Малоберцовая коллатеральная связка прикрепляется к малоберцовой кости, большеберцовая – соответственно, к большеберцовой кости. Они обеспечивают поперечную стабильность коленного сустава при разгибании.

Располагающиеся внутри сустава крестообразные связки обеспечивают переднезаднюю стабильность коленного сустава и позволяют шарнирные движения, удерживая суставные поверхности в контакте.

Спереди коленного сустава проходит сухожилие четырехглавой мышцы бедра, которое прикрепляется к надколеннику. Продолжением сухожилия является связка надколенника, доходящая до бугристости большеберцовой кости. Эта связка отделена от полости сустава слизистой сумкой и значительным скоплением рыхлой клетчатки.

Разгибательный аппарат коленного сустава скользит по нижнему концу бедра, как веревка, продетая через блок при одной лишь разнице – в коленном суставе блок неподвижен. Блок бедренной кости и межмыщелковая вырезка образуют глубокую вертикальную борозду, в глубине которой скользит надколенник.

Теперь поговорим о приседаниях

Как я уже говорил, это упражнение состоит из двух движений: разгибаний в тазобедренном и коленном суставах.

Основную роль в этом движении играет, как ни странно, не квадрицепс, а большая ягодичная мышца. Она не только разгибает тазобедренный сустав, но и помогает квадрицепсу разгибать коленный. Посмотрим, как это происходит.

Представьте прямую мышцу бедра в виде отрезка нерастяжимой веревки, прикрепленной к тазовой и берцовой костям. При разгибании тазобедренного сустава нагрузка она, оставаясь напряженной, передает усилие на голень, помогая односуставным мышцам: латеральной, медиальной и промежуточной — разогнуть коленный сустав. Задача прямой мышцы бедра – оставаясь в напряжении, передавать усилие, созданное большой ягодичной, разгибающей тазобедренный сустав. Усилие при этом в ней возникает несколько меньшее, чем в односуставных мышах. К слову сказать, усилия во всех четырех головках квадрицепса сравняются при разгибаниях ног в тренажере.

Нагрузка на двусуставные мышцы задней поверхности бедра меньше, чем на ягодичную. Их длина остается практически неизменной.

Они не должны значительно сокращаться, так это будет препятствовать разгибанию коленного сустава. Видимо, их роль ограничивается стабилизацией суставов.

Теперь о технике

Техник и вариантов приседаний вы можете увидеть множество.
Это классическое тяжелоатлетическое приседание со штангой на спине.

Приседания со штангой на груди так, как его выполняют:

тяжелоатлеты

бодибилдеры

приседания в технике пауэрлифтинга.

Кроме того, существуют

гакк-приседания со штангой

на тренажере

смит-приседания

сисси-приседания

приседания с опорой на фитбол:

приседания Джеферсона

приседания на ящик:

Оverhead squats (рывковые приседания):

приседания Зейна

приседания со штангой на груди со специальным приспособлением (front harness squats)

приседания в ножницы (lunge squats, или, как их еще неправильно называют, «выпады»)

и даже индусские приседания.

Кроме того существуют варианты:

в узкой стойке

в широкой стойке (плие).

Но и это еще не все! Продолжаются споры вокруг глубины седа.

Есть свои сторонники у глубоких приседаний

параллельных, когда в нижней части седа параллельно полу…

и полуприседов, угол в коленном суставе составляет 90 градусов.

Так какой же вариант выбрать? Самое главное требование – во время приседаний вам должно быть удобно, комфортно и устойчиво. Само по себе приседание – абсолютно естественное для опорно-двигательного аппарата. Более того, сидение на корточках – самый естественный, архаичный способ сидения. Так сидят дети.

Так сидели наши предки.

Так сидят и сейчас многие.

Да и физиологи утверждают, что по своим прочностным свойствам все структуры и поверхности коленного сустава соответствуют предельному сгибанию коленного сустава.

Но не торопитесь рекомендовать клиентам глубокий сед. Примите во внимание, что люди на этих фото, во-первых, привычны к такому способу сидения, их мышцы эластичны, а суставы подвижны, а во-вторых, у них на плечах нет штанги.

Заглянем внутрь коленного сустава вновь. Какие структуры подвергаются механической нагрузке при его сгибании?

Во-первых, это хрящ, покрывающий бедренную и берцовую кости. Во-вторых, это мениски. В-третьих, хрящ с внутренней стороны надколенника и бедренной кости.

Риски, связанные с возможным повреждением этих областей, обусловлены множеством факторов.

Во-первых, это состояние самого сустава. Различные дегенеративные изменения хрящевых поверхностей, менисков, связок вследствие травм или других причин снизит их прочность, нарушит конгруэнтность соприкасающихся областей, усилит трение и давление. С другой стороны, здоровые, прочные суставы, укрепленные регулярными тренировками, переносят значительные нагрузки безо всякого для ущерба.

Во-вторых, вес отягощения.

В-третьих, глубина седа.

В-четвертых, эластичность односуставных мышц тазобедренного и коленного суставов: ягодичной, приводящей, прямой.

В-пятых, сбалансированное развитие всех мышц, участвующих в движении.

В-шестых, скорость движения, наличие или отсутствие инерционных сил.

В-седьмых, соматотип человека, который влияет на прочность его суставов.

Приведу два крайних примера. С одной стороны, опытный спортсмен-тяжелоатлет, имеющий здоровые, прочные суставы, сбалансированно развитую мускулатуру и идеальную подвижность в суставах, с минимальными для себя рисками может приседать в максимально глубокий сед с предельными отягощениями. Более того, в нижней точке амплитуды, контакт задней поверхности бедра с задней поверхностью голени создает пружинистый эффект, помогающий перейти от уступающего режима к преодолевающему, что, в свою очередь, может снизить нагрузку на коленный сустав. (Внимание! Во-первых, я настаиваю на сохранении контроля и не призываю садиться в отбив, во-вторых, повторю, что преимущество глубокого седа сохраняется лишь при здоровых суставах и эластичных мышцах).

С другой стороны, для человека, колени которого далеко не в идеальном состоянии, к тому же имеющего неразвитые, тугоподвижные мышцы бедер и слабую спину, наилучшим вариантом будут полуприседания, до угла в коленном суставе 90°, с минимальным отягощениям или вовсе без него.Таким образом, можно утверждать, что нет единственно верных, универсальных рекомендаций по глубине седа. Усредненные рекомендации для среднестатистического здорового человека – приседания до параллели или немного ниже. Обязательно контролируйте скорость движения. Движение должно быть мягкое, плавное, без ускорения в эксцентрической фазе. В противном случае к весу штанги добавится сила инерции. Если при этом придется останавливать разогнавшуюся штангу в параллельной позиции, то нагрузка на коленный сустав значительно увеличится. Если не останавливать, придется приседать «в отбив», также подвергая сустав чрезмерному усилию. Поэтому повторю: обязательно контролируйте скорость движения.

Один из хороших показателей – состояние нижней части спины во время приседаний. Спина обязана оставаться прямой, недопустимо сгибание поясничного отдела позвоночника. Приседайте до такого уровня, при котором это требование сохраняется.

По поводу ширины постановки стоп и разворота носков и коленей. Здесь также могут быть варианты. Выберите для себя то положение, в котором приседать будет комфортно. Стопы могут располагаться на ширине плеч или немного шире. Единственное жесткое условие – удерживать колени над продольной осью стопы. При сведении коленей вовнутрь коленный сустав подвергается ротационной нагрузке, а он этого очень не любит.

Сравним еще различные варианты приседаний: приседания в тяжелоатлетической технике со штангой на спине, на груди, приседания пауэрлифтеров и приседания с опорой (Гакк-приседания в тренажере, Смит-приседания, с опорой о фитбол). Сравним приседания в технике тяжелой атлетики (Olympic Squat) и в технике пауэрлифтинга (Powerlifting Squat).

Olympic Squat:

Powerlifting Squat:

В первом варианте гриф лежит высоко, на верхних пучках трапециевидных мышц. Приседая, спортсмен сгибает тазобедренный и коленный суставы приблизительно до одинаковых углов.

При втором варианте голень остается ближе к вертикальному положению, колено, как правило, не выходит вперед за носок. Ягодицы отведены назад (спортсмен как бы садится на стул), корпус наклонен больше, чем в первом варианте. Гриф лежит низко, на задних пучках трапециевидных мышц.

Такая техника позволяет сэкономить на усилиях для разгибания коленного сустава: амплитуда этого движения меньше. Однако, снизив нагрузку на коленный сустав, мы увеличили ее в области поясницы.

Видится разумным приблизить технику приседаний к ее естественному варианту. Ему больше соответствует вариант «а».

Теперь сравним приседания со штангой на плечах и на груди (варианты «а» и «в»). Видно, что перемещение линии действия силы штанги вперед требует держать корпус в более вертикальном положении, что значительно снижает нагрузку на поясницу. Угол сгиба коленного сустава остается прежним.

Далее обратим внимание на приседания с опорой спины, например, о гриф в станке Смита (направляющей раме), фитбол или платформу специального тренажера (Гакк-тренажера).

В этом варианте на спину, кроме силы тяжести штанги, действует еще одна сила – сила реакции опоры.

Она, действуя на спину, по кинематической цепи нашего скелета переходит на коленный сустав. Это горизонтальная, направленная вперед сила, с которой бедренная кость действует на соединения коленного сустава. В принципе, передне-задняя стабильность коленного сустава велика, ее обеспечивают крестообразные связки. Однако нагрузка при приседаниях со значительными отягощениями, когда на коленный сустав со стороны бедренной кости постоянно действует еще и усилие сдвига, может повредить сустав. Такой режим работы неестественен для сустава. Я рекомендую вовсе отказаться от таких вариантов выполнения приседаний.

В заключение хочу сделать комментарии относительно использования тяжелоатлетических поясов и бинтов.

Настоятельно не рекомендую в рамках фитнеса и любительского бодибилдинга пользоваться ни тем, ни другим. Используйте такие отягощения, которые позволяют выполнять упражнения в идеальной технике без этих «помощников». Почему? Это тема отдельной статьи. Вкратце отмечу следующее.

Задача тяжелоатлетических поясов увеличить внутрибрюшное давление. Это, в свою очередь, создаст дополнительные силы, действующее на позвоночник и грудную клетку изнутри, помогая мышцам-разгибателям позвоночника удерживать его от сгибания. Но обратите внимание на разницу в работе мышц живот во время приседаний с поясом и без пояса.

Без пояса мы, применяя прием «натуживания», напрягаем эти мышцы, втягивая живот и увеличивая тем самым внутрибрюшное давление. При использовании пояса мы, для увеличения давления, наоборот, как бы «надуваем» живот. Пояс препятствует «надуванию» и давление переносится на позвоночник и грудную клетку. Такая помощь, несомненно, помогает сохранять спину прямой, однако создает ситуацию, когда мышцы живота привыкают расслабляться при появлении нагрузки, снижая стабилизационные способности.

По поводу бинтов. Несомненно, плотный бандаж, созданный намотанным бинтом в районе колена, противодействует сгибанию коленного сустава, помогая выпрямить ногу при вставании. К тому же, при сгибании ноги та часть бинта, которая располагается сзади сустава, сжимается, создавай эффект клиновидной «пружины», также облегчающей разгибание колена. Причем этот «клин», располагающийся под коленом и зажатый между задними поверхностями бедра и голени, как бы «раздвигает» сустав, снижая нагрузку на хрящи и мениски. Но при этом, во-первых, увеличивает давление надколенника на бедренную кость и, во-вторых, мешает ему естественно скользить по ней. Со временем это может привести к стиранию или деформации хряща надколенника.

Итак, резюмирую основные рекомендации по технике выполнения и правилам безопасности.

Глубина седа будет зависеть от степени вашей подготовленности и физического развития. Чем сильнее сгибается коленный сустав, тем больше нагрузка на него. В зависимости от баланса в развитии мышц (их силы и эластичности), подвижности в суставах, а также состояния самого сустава, подбирайте глубину седа индивидуально. Это могут быть полуприседы, приседания до параллели или глубокие приседания.
Удерживайте позвоночник прямым, не допускайте его сгибания.
Подбородок держите немного приподнятым, взгляд направьте перед собой или немного вверх.
Установите такую ширину стоп и разворот носков и коленей, которые обеспечат ощущение комфорта, естественности и равновесия. При вставании не допускайте сведения коленей вовнутрь.
При вставании не допускайте наклона корпуса вперед.

И самое главное!

Используйте приседания со значительными отягощениями лишь при идеально здоровых коленях. Если в коленях чувствуются щелчки или какие-то ощущения, создающие дискомфорт, исследуйте состояние своего сустава в медицинском учреждении и проконсультируйтесь со специалистом. Это не значит, что отныне вам нельзя приседать. Просто обнаружение проблемы может потребовать снижения отягощения, изменения техники или временной замены приседаний на другое упражнение.
Никогда не приседайте через боль в суставах. Не пользуйтесь бинтами и разогревающими мазями для снижения болевых ощущений. Вы только усугубите проблему.
Обязательно циклируйте нагрузку. Меняйте микроциклы с низкой, средней и большой нагрузкой. Это обеспечит нормальную регенерацию, снизит риски недовосстановления при возникновении возможных микроповреждений элементов сустава.

Успехов в приседаниях, сильных мышц и здоровых коленей!
Тренируйтесь не много, а умно!

Реальная наука о приседаниях – Университет приседаний

Почему приседания со штангой на груди труднее, чем приседания со штангой на спине при одинаковом весе? Лучше ли приседание с низкой штангой для коленей, чем вариант с высокой штангой? Все это общие вопросы, которые возникают у некоторых из нас. Чтобы ответить на эти вопросы, мы должны заглянуть за занавес движения и понять науку приседаний.

Если вы увлекаетесь автомобилями, вы, вероятно, хотите точно знать, как работает ваш двигатель. Вы, наверное, читали статьи, описывающие различия между Chevy Corvette и Ford Mustang. Вы понимаете, чем отличаются мощность и крутящий момент двигателя V6 с турбонаддувом от стандартного V8.

Это вводное занятие по механике тела. Мы обсудим разницу в генерации крутящего момента между техниками приседаний и то, что это значит для вашей тренировки. В качестве предостережения, эта статья может быть немного трудной для понимания. Тем не менее, мы сделаем все возможное, чтобы преподавать эти понятия как можно проще. Добро пожаловать в раздел Биомеханика приседаний 101.

Биомеханика приседаний 101

Термин биомеханика просто относится к изучению сил и того, как они действуют на тело человека. Биомеханика — это наука о том, как мы двигаемся.

Когда спортивные ученые анализируют спортсменов, они часто исследуют различные силы, возникающие во время движения. Крутящий момент является одним из различных параметров, которые изучаются. Крутящий момент — это сила, вызывающая вращение вокруг сустава.

Чтобы объяснить, что такое крутящий момент и как он влияет на наше тело, мне нравится использовать простую иллюстрацию, которую я впервые узнал на уроке физики в колледже. Многие специалисты по силовой и физической подготовке использовали подобные примеры в своих учениях. В частности, работа Марка Риппито в его книге Начальная сила вместе с исследованием профессора Эндрю Фрая — два замечательных примера, которые стоит прочитать (2,3).

Попробуйте держать гантель перед собой на уровне плеч. Вы чувствуете вес гантели, пытающейся опустить вашу руку? То, что вы чувствуете, — это сила гравитации. Всегда тянет прямо вниз. Когда сила тяжести притягивает гантель вниз, она вызывает вращательную силу в плечевом суставе. Эта сила представляет собой крутящий момент. Мышцы плеча должны быть активированы, чтобы преодолеть эту силу, чтобы удержать вес от перемещения.

Чтобы рассчитать, какой крутящий момент создается на плече, нам нужно знать несколько вещей. Сначала нам нужно найти длину руки человека, держащего груз. Это расстояние между точкой вращения (в данном случае плечом) и линией силы, действующей на этот сустав (притяжение силы тяжести), создает то, что мы называем плечом рычага.

Рычаг также можно представить как гаечный ключ, поворачивающий болт. Когда гаечный ключ опущен, он создает крутящий момент, который поворачивает болт.

Давайте вернемся в класс физики и узнаем, как мы можем рассчитать вращающую силу в суставе. Запишите простое уравнение:

Вы заметите слово плечо момента в уравнении вместо плеча рычага. Плечо момента — это перпендикулярное расстояние от начала плеча рычага (ось шарнира) до вертикальной силы тяжести. Он всегда работает под углом 90°. По этой причине его длина будет изменяться в зависимости от угла, под которым удерживается плечо рычага.

В нашем примере рука держится прямо перед телом. Это означает, что рука уже перпендикулярна вертикальной силе тяжести. По этой причине длина нашего плеча (плеча рычага) будет точной длиной плеча момента. Предположим, длина вашей руки составляет около 75 см (примерно 30 дюймов). Да, в большинстве математических уравнений также используется метрическая система.

Для расчета крутящего момента нам также необходимо знать, какая сила действует на плечо рычага. Предположим, что гантель весит 10 фунтов, а теперь преобразуем эти 10 фунтов в 44,5 ньютона (единица силы). Чтобы получить 44,5 ньютона, вы должны преобразовать 10 фунтов в 4,54 кг. Затем это умножается на 90,8 м/с ² (стандартное ускорение свободного падения), чтобы получить 44,5 ньютона. Следовательно, более тяжелый вес привел бы к большей ньютоновской силе.

Уравнение для крутящего момента на плече будет выглядеть примерно так.

Это означает, что мышцам нашего плеча необходимо преодолеть усилие в 33,4 Нм (примерно 24,6 футо-фунтов силы), чтобы поднять 10-фунтовый вес из вытянутого положения прямо из тела.

Вы можете спросить себя: «Что произойдет, если я подниму руку в другое положение?» Если мы поднимем гантель выше плечевого сустава, мы изменим длину плеча момента. Это потому, что рука больше не перпендикулярна вертикальной силе тяжести. Хотя длина нашей руки (рычага) остается прежней, плечо момента теперь короче, чем когда наша рука была вытянута прямо перед собой.

Это уменьшение длины плеча момента изменяет крутящий момент, воздействующий на плечевой сустав. Предположим, мы подняли руку на угол 130°. Поскольку мы не знаем новую длину плеча момента, нам нужно использовать тригонометрию для расчета этого расстояния. Уравнение для крутящего момента на плече будет выглядеть примерно так.

Когда рычаг поднят в более высокое положение, моментный рычаг становится короче. Гантель создает меньший крутящий момент в плечевом суставе. Вот почему легче держать гантель близко к груди, чем прямо перед собой.

Еще один простой способ понять эту концепцию — выполнить медленный удар гантелью вперед. Тяжелее или легче держать гантель подальше от тела? Очевидно, что вес легче удерживать, когда он находится близко к телу! Это потому, что плечо момента (от веса до плечевого сустава) короче в этом положении. Небольшой рычаг момента создает меньший крутящий момент в суставе при подъеме веса.

Механика приседаний

Когда мы смотрим на приседания, мы обычно рассматриваем три основные области:

Коленный сустав
Тазобедренный сустав
Поясница

Есть две вещи, которые нам нужно знать, пытаясь рассчитать силы в этих суставах во время приседаний. Сначала нам нужно знать положение или угол суставов. Для измерения крутящего момента часто делается «стоп-кадр» или снимок движущегося тела. Это позволяет нам рассчитать, какой крутящий момент генерируется в конкретный момент времени. Это называется статической моделью (2).

Хотя статическая модель для определения крутящего момента в суставах не идеальна, большинство экспертов предполагают, что она по-прежнему дает результаты в пределах 10% от истинных значений крутящего момента (3).

Когда приседание останавливается в определенном положении, мы можем измерить угол суставов. Задний угол образован воображаемой связью между туловищем и полом. Угол тазобедренного сустава формируется положением спины и бедра. Коленный угол образован бедром и положением голени.

Наконечник для отвода: Угол колена измеряется в точке вращения (коленного сустава). Когда нога прямая, колено сгибается под углом 0°. Когда колено переходит в согнутое положение (например, когда мы приседаем), угол увеличивается. Вот почему глубокое приседание будет зарегистрировано как угол колена >120° вместо 60°.

Далее нам нужно измерить длину плеч рычага. Эти расстояния будут меняться в зависимости от анатомии спортсмена и техники выполнения приседаний со штангой.

Во время приседания гравитация притягивает штангу так же, как это было с гантелью на предыдущей иллюстрации. Гравитацию часто изображают вертикальной линией, проведенной через середину штанги. Затем эта вертикальная линия проходит через тело и разделяет бедро.

Во время приседания штанга должна проходить вертикально над серединой стопы спортсмена. Мы можем использовать эту воображаемую линию для представления вертикального притяжения гравитации.

Расстояние от этой вертикальной линии до центра сустава становится рычагом. Точно так же, как гаечный ключ, поворачивающий болт, длина плеча рычага может помочь нам определить длину плеча момента (1). Чем длиннее плечо момента, тем больший крутящий момент будет создаваться в этом суставе во время приседания.

Часто ученые-спортсмены анализируют присед в параллельном положении (сгиб бедра на одной линии с коленом) (2,4). В этом положении (точно так же, как спортсмен держит гантель прямо перед собой) плечо рычага и плечо момента будут одинаковой длины.

Анализ приседаний со штангой на спине (225 фунтов)

Допустим, у нас есть спортсмен, который приседает 225 фунтов (102 кг) с техникой приседаний со штангой на спине. В этой технике штанга размещается поверх плеч и верхней части трапециевидных мышц у основания шеи. Он обычно используется тяжелоатлетами, поскольку он очень точно имитирует положения, используемые в соревновательных упражнениях рывка и взятия на грудь.

В параллельном положении этого приседания мы можем «стоп-кадр» движения. Для этой иллюстрации предположим, что колено заканчивается под углом 125°, а угол бедра составляет 55°. Задний угол также будет 55°. Поскольку мы принимаем положение бедер параллельно полу, угол бедра и угол спины будут одинаковыми.

Чтобы упростить этот анализ (и избавить себя от сложной тригонометрии), мы измерим плечо момента. Предположим, что рука момента колена в этом приседе с высокой штангой имеет длину 7,5 дюйма (или 0,19 дюйма).метров для математических целей) и плечо момента бедра длиной 10,5 дюймов (или 0,27 метра). Помните, что длина плеча момента — это перпендикулярное расстояние от сустава до вертикальной линии силы тяжести, которая проходит через середину ноги. Это означает, что общая длина бедра составляет 18 дюймов (бедренный рычаг + коленный рычаг = полная длина бедра).

Для целей данного анализа поясница будет представлена как соединение позвоночника с тазом. По этой причине плечом момента будет расстояние от этой точки до вертикальной линии силы тяжести. Поскольку эта ось вращения относительно близка к тазобедренному суставу, плечо заднего рычага будет находиться на том же расстоянии, что и плечо тазобедренного сустава (1)

Чтобы выполнить этот расчет, нам также нужно вычислить вес штанги, чтобы мы знали, какая сила тянет вниз. Вес 225 фунтов равен силе 1000,85 Ньютона. Теперь мы можем подставить эти числа в наше математическое уравнение для определения крутящего момента.

Анализ приседаний с низким перекладиной на спине (225 фунтов)

Что, если этот же спортсмен теперь приседает с весом 225 фунтов, используя другую технику? Давайте предположим, что этот атлет сейчас использует технику приседаний с низким грифом. В этом варианте используется положение штанги на 2-3 дюйма ниже спины, чем в технике приседаний с высокой штангой. Штанга обычно располагается посередине лопатки. Его обычно используют пауэрлифтеры, поскольку он позволяет им поднимать более тяжелые веса (5). Для сохранения баланса (гриф расположен над серединой стопы) грудь должна наклоняться вперед в большей степени (6).

Это приводит к двум последствиям для механических рычагов тела. Во-первых, наклон туловища вперед отводит бедра назад. Это удлиняет плечо момента бедра и спины. Это также укорачивает плечо момента колена.

Давайте предположим, что сила момента колена теперь составляет 5,5 дюймов (0,14 метра) по сравнению с 7,5 дюймами при выполнении техники с высоким перекладиной. Это, очевидно, удлинило бы плечо момента бедра с 10,5 дюймов до 12,5 дюймов (0,32 метра).0005

Угол колена 120° (больший или более открытый, чем при технике с высоким перекладиной)
Угол бедра и спины 40° (меньший или более закрытый угол, чем при технике с высоким перекладиной из-за более наклонного положения груди)

Анализ фронтальных приседаний (225 фунтов)

Давайте теперь посмотрим на фронтальные приседания. Фронтальные приседания нагружают суставы иначе, чем две предыдущие техники. Это потому, что штанга держится на груди. Это потребует более вертикального положения туловища, чтобы удерживать штангу над серединой стопы и позволить телу оставаться в равновесии. Этот подъем также часто используется тяжелоатлетами, поскольку движение близко имитирует чистое движение.

Бедра и колени неизбежно будут выдвинуты вперед для сохранения равновесия, поскольку туловище необходимо удерживать в более вертикальном положении. Если вы попытаетесь выполнить присед спереди и оттолкнете бедра слишком далеко назад, гриф, скорее всего, скатится с вашей груди и в конечном итоге упадет на землю.

Предположим, что длина руки с моментом колена спортсмена теперь составляет 8,5 дюймов (0,22 метра). Это дольше, чем приседания со штангой на спине. Это обычное изменение, так как колено часто смещается немного дальше вперед во время приседания со штангой на груди, чтобы оставаться в равновесии. Это более длинное плечо момента колена затем создает более короткое плечо момента бедра, которое теперь измеряется в 90,5 дюйма (0,24 метра).

Если мы «заморозим» фронтальный присед с параллельным положением бедер, мы увидим несколько отличий по сравнению с другими приседаниями.

Угол колена 130° (меньший или более закрытый по сравнению с обоими техниками приседаний со штангой на спине из-за большего положения колена вперед)
Углы бедра и спины 75° (большие или более открытые по сравнению с техниками приседаний со спиной из-за более вертикального положения груди)

Сравнительный анализ (225 фунтов)

В этой статье мы оценили спортсмена, поднимающего штангу с весом 225 фунтов (102 кг) с тремя вариантами техники приседаний. После расчета крутящего момента на одинаковую глубину во всех трех приседаниях мы можем увидеть несколько интересных вещей:

Приседания со штангой на груди оказали наибольшее крутящий момент на коленный сустав (220,2 Нм), за которым следует присед со штангой на спине. (190,2 Нм), а затем приседаниями с низкой штангой (140,1 Нм). Это означает, что приседания со штангой на груди передают на колени примерно на 15 % больше крутящего момента, чем приседания с высокой штангой, и на 57 % больше, чем приседания с низкой штангой.
Приседания со штангой на груди создают меньший крутящий момент для бедра и нижней части спины (240,2 Н·м в соединении поясницы и таза) по сравнению с обоими техниками приседаний со спиной (270 Н·м с высокой штангой и 320,3 Н·м с низкой штангой). Это означает, что фронтальный присед оказывает на бедро на 12% меньше крутящего момента, чем приседание с высокой штангой, и на 25% меньше, чем приседание с низкой штангой.

Если спортсмен поднимает один и тот же вес во всех трех техниках приседаний, мы можем предположить, что присед со штангой на груди будет наиболее трудным для выполнения. Согласно этому анализу, приседания на спине с низкой штангой были бы самым простым и эффективным способом поднять 225 фунтов. Приседания со штангой на спине — наиболее технически эффективная техника. Все сводится к рычагу. Механически, наше тело может приседать с большим весом, когда самая длинная рука момента находится в бедрах (5).

Многие опытные лифтеры согласятся, что легче поднять больший вес с помощью техники приседаний со штангой на спине по сравнению с приседаниями со штангой на груди. Кроме того, наблюдая за соревнованиями по пауэрлифтингу, почти все атлеты будут использовать приседания на спине с низкой штангой, а не приседания с высокой штангой.

На следующей неделе мы более подробно рассмотрим крутящий момент и 3 различных техники приседаний.

До следующего раза,

Доктор Аарон Хоршиг, PT, DPT, CSCS, USAW

Доктор Кевин Сонтана, PT, DPT, CSCS

Ресурсы

Диггин Д., О’Реган С., Уилан Н., Дейли С. и др. Биомеханический анализ приседаний со штангой на груди и спиной: последствия травм. Protuguese журнал спортивных наук. 11 (Прил. 2), 2011 г.; 643-646
Риппето, М. (2011). Начальная Сила. Базовая тренировка штанги. 3 ^rd Компания Асгаард. Уичито-Фолс, Техас.
Фрай А.С., Смит Дж.К. и Шиллинг Б.К. Влияние положения колена на крутящий момент бедра и колена во время приседаний со штангой. АОКР. 2003. 17(4):629.-633.
Вретенберг П., Фэн Ю., Арборелиус Ю.П. Техника приседаний с высоким и низким грифом во время силовых тренировок. Медицина и наука в спорте и упражнениях. февраль 1996 г.; 28(2):218-24
О’Ши П. Параллельные приседания. Натл. Условие прочности. доц. Дж. 1985; 7:4-6
Hartmann H, Wirth K, Klusemann M. Анализ нагрузки на коленный сустав и позвоночник при изменении глубины приседания и весовой нагрузки. Спорт Мед. 2013; 43:993-1008.

Так:

Нравится Загрузка…

Биомеханика приседаний на спине. Часть 1

by Dan | 14 июля 2017 г. | Научные статьи

Приседания — это хорошо известное упражнение для мышц коленей и бедер, которое обычно используется в программах реабилитации. Биомеханически присед представляет собой движение с замкнутой цепью, требующее одновременного разгибания голеностопного, коленного и тазобедренного суставов. Приседания можно выполнять разными способами, включая вариации ширины стопы (приседания сумо), положения стопы (приседания на одной ноге, болгарские приседания), положения груза (фронтальные приседания, сисси-приседания) и глубины (приседания с полной амплитудой, неглубокие приседания). . Тем не менее, важно иметь в виду, что каждый из этих вариантов будет влиять на силу в коленном суставе и характер рекрутирования мышц. Например, было много споров о безопасности глубоких (полных) приседаний. Тренеры часто определяют полнодиапазонный присед по амплитуде движения колена (120-140 градусов) или по наблюдению за углом бедра (ниже параллели с полом).

Глубина приседания была предметом многочисленных споров, некоторые исследователи выразили обеспокоенность по поводу уровней сжимающих усилий колена, возникающих во время приседаний с полной амплитудой, однако это беспокойство было отвергнуто ведущими органами по силовой и физической подготовке, такими как Национальный Ассоциация силы и физической подготовки (NCSA). В своем документе с изложением позиции по упражнению 95 приседаний NCSA отвергла эти опасения, предоставив убедительные научные доказательства того, что приседания с полной амплитудой не подвергают колено повреждающим сжимающим силам. Интересно, что исследователи сообщают, что компрессия коленного сустава может быть выше в частичном диапазоне движения приседаний, так как пиковые пателлофеморальные суставы испытывают пиковые нагрузки в 90-100 градусов сгибания колена во время приседания (1). Согласно документу с изложением позиции NSCA (5), правильное выполнение приседаний, независимо от глубины и под надлежащим контролем, не только безопасно, но и может значительно предотвратить травмы колена. Важно, однако, то, что авторы этого позиционного документа также сообщают, что подпрыгивание из нижнего положения приседания, чтобы помочь начать подъем, увеличивает механическую нагрузку на коленный сустав. Это связано с тем, что самые высокие силы и мышечное напряжение во время приседания обычно возникают при переходе от опускания (эксцентрического) к подъему (концентрическому), поскольку удлинение мышц обычно намного выше во время приседаний с полной амплитудой движения (1). Именно по этой причине махи гирями в приседаниях (не махи шарниром) предрасполагают колено к травмам и должны быть противопоказаны любому клиенту с ранее существовавшими травмами колена. Подводя итог, можно сказать, что приседания с полной амплитудой движения, выполняемые с хорошей техникой и под наблюдением, не повреждают колено.

Дискуссия о приседаниях с полной или частичной амплитудой также распространяется на спортивные результаты. Некоторые исследователи полагают, что (1-3) приседания с полной амплитудой могут быть более полезными для выполнения вертикального прыжка, чем приседания с частичной амплитудой. Напротив, другие исследователи показали, что максимальная сила в приседаниях с частичной амплитудой движения является сильным фактором, определяющим эффективность спринта и вертикального прыжка (4). По сравнению с приседаниями с полным диапазоном движений Rhea et al. (6) сообщается, что приседания с частичным диапазоном движения обеспечивают больший перенос на улучшение как спринтерских, так и прыжковых способностей, в том числе приседания с частичным диапазоном движения на тренировках могут привести к большему улучшению спортивных навыков. Тем не менее, авторы этого исследования (6) признают, что приседания с полным диапазоном движений полезны для общих программ спортивной подготовки. Вероятным объяснением наблюдаемого улучшения результатов в спринте и прыжках в результате приседаний с частичной амплитудой движения, вероятно, является схожий диапазон тазобедренных и коленных суставов, наблюдаемый как в спринте, так и в прыжках. Тем не менее, приседания с частичной амплитудой движения не лишены ограничений. Например, в своем недавнем тематическом исследовании Kotani et al. (1) сообщили о том, что при тренировке своих волейболисток отдавали предпочтение приседаниям с полной амплитудой движения, заявив, что волейболистки, которым предписывались приседания с частичной амплитудой движения, жаловались, что более тяжелые нагрузки (1-1,2 x вес тела) усиливали дискомфорт в их спине. и колени (1). Взятые вместе, результаты этих исследований показывают, что есть преимущества как в приседаниях с полной, так и с частичной амплитудой движения.

Приседания с полной амплитудой движения, вероятно, улучшат общую физическую форму, а также могут быть полезны для улучшения показателей вертикального прыжка. В то время как приседания с частичным диапазоном движения, по-видимому, обеспечивают определенные преимущества как для спринтерских, так и для вертикальных прыжков, однако из-за более высоких нагрузок, которые можно использовать при приседаниях с четверть-диапазоном движения, могут быть ограничения, такие как дополнительная нагрузка на тазобедренный и коленный суставы. Инструкторам функционального тренинга рекомендуется учитывать предыдущую историю тренировок клиента, текущие ограничения подвижности и тренировочные цели, прежде чем выбирать приседания с частичной или полной амплитудой движения.

Ссылки
1. Котани, Ю. и Хори, Н. С поля – Направленная тема – Причины, по которым спортсменки приседают глубоко в женской сборной Японии по волейболу. Журнал австралийской силы и физической подготовки.