Слово «скорость» употребляется для обозначения не только быстроты изменения положения тела или его частей в пространстве, но и для характеристики так называемых «взрывных усилий». Скорость нарастания силы – градиент силы, особенно важен при изучении движений, где необходимо проявлять большую силу в возможно более короткое время – «взрывом».
Математически градиент силы равен первой производной от силы по времени: dF / dt.
Кривая нарастания силы при однократном «взрывном» усилии с последующим немедленным расслаблением имеет вид, показанный на рис. 2.
Рисунок 2. Регистрация показателей скорости нарастания силы (градиента силы): F max – наивысшее значение силы, t max – время достижения максимальной силы.
Для численной характеристики градиента силы используют обычно один из следующих показателей:
1) время достижения максимальной силы – t max;
2) частное от деления F max / t max. Этот показатель называют скоростно-силовым индексом. Он равен тангенсу угла φ.
Скорость нарастания силы играет большую роль в быстрых движениях. Её практическое значение легко понять из рис. 3, где приведены кривые проявления силы двумя спортсменами – А и Б.
Рисунок 3. Кривые нарастания силы у двух спортсменов
У спортсмена А – большая максимальная сила и невысокий градиент силы; у спортсмена Б, наоборот, градиент силы высок, а максимальные силовые возможности небольшие. При большой длительности движения (t > t3), когда оба спортсмена успевают проявить свою максимальную силу, преимущество оказывается у более сильного спортсмена А. Если же время выполнения движения очень коротко ( меньше t1), то преимущество будет на стороне спортсмена Б.
С ростом спортивной квалификации время выполнения движения обычно сокращается и потому роль градиента силы становится более значимой. Время, необходимое для достижения максимальной силы (t max), составляет примерно 300 – 400 мс. (0,3 – 0,4 с.). Время проявления силы действия во многих движениях значительно меньше. Например отталкивание в беге у сильнейших спринтеров длится менее 100мс., отталкивание в прыжках в длину – менее 150 – 180 мс., отталкивание в прыжках в высоту – менее 250 мс., финальное усилие в метании копья – примерно 150 мс. И т. п. Во всех этих случаях спортсмены не успевают проявить свою максимальную силу и достигаемая скорость зависит в значительной мере от градиента силы.
Скоростно-силовые способности во многом зависят от уровня развития взрывной силы. Взрывная сила отражает способность спортсмена по ходу выполнения двигательного действия достигать максимальных показателей силы в возможно более короткое время ( например, при стартовых действиях, в легкоатлетических прыжках, метаниях).
Взрывную силу можно рассчитать по следующей формуле:
I = Fmax / t,
Где I – скоростно-силовой индекс; Fmax – максимальное значение силы в данном движении; t – время достижения максимальной силы.
Косвенным показателем взрывной силы может служить высота прыжка с места при отталкивании двумя ногами.
Раздел статьи: Биомеханика