In fisica la forza si manifesta con l’interazione tra due corpi che altera il loro stato di moto, viene indicata come una grandezza vettoriale caratterizzata da una intensità, una direzione, un verso e un punto di applicazione.
La forza muscolare nella teoria dell’allenamento è definita come la capacità neuromuscolare di vincere od opporsi ad una resistenza esterna. Come scritto per la capacità di resistenza, anche la forza viene distinta in generale e speciale.
La forza generale riguarda la forza dei vari gruppi muscolari indipendentemente dallo sport praticato. La forza speciale o specifica è la forma di espressione tipica di uno sport oppure dei gruppi muscolari specifici che partecipano ad un gesto motorio specifico.
L’espressione della forza dipende da:
- sezione trasversa del muscolo (ipertrofia);
- aumento del numero di fibre (iperplasia);
- fattori ormonali (testosterone, somatotropina);
- tipologia di fibre reclutate (fibre bianche);
- coordinazione intermuscolare (coordinazione dei muscoli che partecipano al movimento);
- coordinazione intramuscolare (reclutamento, frequenza di scarica e sincronizzazione delle unità motorie).
Esistono tre principali tipologie di forza: massimale, rapida o veloce e resistente.
La forza massimale
La forza massimale rappresenta la massima forza possibile che il sistema neuromuscolare può esprimere in una massima contrazione volontaria. Possiamo suddividere la forza massimale in massimale statica che rappresenta la massima forza esercitata contro una resistenza insuperabile, e in massimale dinamica che rappresenta la massima forza espressa durante un movimento. La forza massimale dinamica viene ulteriormente distinta in dinamica positiva (concentrica) e dinamica negativa (eccentrica).
I valori della forza dinamica positiva sono tra il 5-20% inferiori a quella isometrica, mentre i valori della forza dinamica negativa possono arrivare fino al 20-40% in più di quella isometrica.
La forza rapida
Possiamo definire la forza rapida come la capacità del sistema neuromuscolare di muovere il corpo e le sue parti oppure oggetti alla massima velocità. La forza rapida si differenzia in base alla resistenza da vincere:
- con resistenze esterne scarse la velocità del movimento è determinata principalmente dalla rapidità dell’organizzazione del programma da parte del sistema nervoso centrale, in questo caso la forza gioca un ruolo insignificante;
- con resistenze più rilevanti, rallentando l’impulso, la forza esplosiva assume un ruolo predominante;
- con resistenze molto elevate la velocità del movimento viene determinata dal potenziale massimo di forza.
Nell’espressione della forza veloce si possono distinguere la forza iniziale, la forza di accelerazione e la forza esplosiva (la famosa esplosività).
Per esplosività si intende la capacità di realizzare una rapida salita della curva forza-tempo contro resistenze elevate. L’esplosività dipende in maniera rilevante dalla forza massima.
La forza iniziale è una sottocategoria della forza esplosiva e rappresenta la capacità di riuscire a realizzare la massima salita della curva forza-tempo all’inizio della tensione muscolare, ovvero la velocità di passaggio dei muscoli dallo stato di riposo a quello di attività contro resistenze scarse. Alla sua base troviamo la capacità di reclutare il massimo numero di unità motorie all’inizio della contrazione.
La forza di accelerazione è la capacità di aumentare l’impegno di forza durante l’accelerazione di una massa in movimento, anche questa è una sottocategoria della forza esplosiva.
La forza rapida dipende in misura elevata da programmi motori presenti nel sistema nervoso centrale, gli atleti di talento dispongono del cosiddetto programma motorio di tempo breve mentre gli atleti meno dotati di un programma motorio lungo. I programmi brevi sono caratterizzati da un impulso nervoso rapido, il pattern di attivazione presenta fasi spiccate di pre-attivazione che migliora la capacità di reazione dei fusi muscolari producendo una maggiore stifness.
La forza reattiva
La forza reattiva è la prestazione muscolare generata all’interno di un ciclo allungamento-accorciamento (CAA). Nel ciclo allungamento-accorciamento si realizza un movimento concentrico dopo un movimento eccentrico con riuso di energia derivante per via riflessa. Il ciclo allungamento-accorciamento riveste un ruolo importante nei salti, negli sprint, nei lanci e nello slalom dello sci.
Nell’espressione di questo tipo di forza un ruolo fondamentale è ricoperto dalla stifness, cioè la capacità dei tendini e delle strutture connettive del muscolo di immagazzinare energia. Maggiore è l’energia che può essere immagazzinata nella fase eccentrica maggiore sarà l’energia restituita e liberata nella fase concentrica.
Si distinguono due tipi di CAA: uno breve e uno lungo. Nel CAA breve il tempo di sviluppo della forza è inferiore a 200 ms, un esempio è la fase di appoggio dello sprint. Il CAA lungo mostra un tempo superiore a 200 ms ed è tipico dei salti con piegamento accentuato come nella pallavolo e nella pallacanestro. Nel CAA lungo la prestazione è influenzata fortemente dal livello di forza massimale.
La forza resistente
Per forza resistente si intende la capacità dell’organismo di opporsi alla fatica con carichi maggiori del 30% della massima prestazione isometrica. Alcuni autori distinguono tra forza resistente e resistenza alla forza: la forza resistente è la capacità di prolungare col passare del tempo il lavoro di forza, la resistenza alla forza è la capacità di ripetere più volte col passare del tempo prestazioni di forza.
La forza resistente è il prodotto di due componenti: la grandezza dell’impulso e la capacità di mantenere bassa la somma degli impulsi. La grandezza dell’impulso è determinata dal livello di forza massimale, mentre la capacità di mantenere minore possibile la riduzione degli impulsi dipende dalla capacità tampone intramuscolare.
Il metabolismo energetico utilizzato (aerobico, anaerobico o misto) dipende dall’intensità della contrazione; al 20% della forza massima isometrica inizia ad essere impedita la circolazione sanguigna arteriosa nel muscolo e quando si raggiunge il 50% vi è una otturazione totale dei vasi.
Una forma particolare di resistenza alla forza è rappresentata dalla resistenza alla forza rapida, capacità importante negli sport dove sono richiesti movimenti rapidi per un lungo periodo quali scherma, pugilato, pattinaggio su ghiaccio e giochi sportivi.
Le forme speciali
Le forme speciali di forza sono rappresentate da:
- forza estrema, cioè la forza massimale volontaria più le riserve di prestazione che possono essere mobilitate attraverso farmaci, componenti psichiche, situazioni di pericolo di vita e ipnosi;
- forza assoluta, la forza sviluppata indipendentemente dal peso corporeo del soggetto;
- forza relativa, la forza sviluppata riferita al peso del soggetto.
La forza assoluta è importante negli sport dove non si fa distinzione per categoria di peso come il football americano ed i lanci. Nelle discipline sportive dove esistono categorie di peso o dove viene mosso il proprio peso corporeo è molto più importante la forza relativa, ne sono un esempio il pugilato e la ginnastica.