Тест Маргария–Каламена — анаэробная мощность по бегу вверх по лестнице
Оценка максимальной анаэробной алактатной («взрывной») мощности мышц ног по скорости забегания вверх по лестнице
- Полное название
- Тест Маргария–Каламена (Margaria–Kalamen stair sprint test, лестничная проба максимальной анаэробной мощности)
- Авторы
- Р. Маргария, П. Агемо, Э. Ровелли, 1966; модификация Дж. Каламена, 1968
- Назначение
- Оценка максимальной анаэробной алактатной («взрывной») мощности мышц ног по скорости забегания вверх по лестнице
- Контингент
- Спортсмены и физически подготовленные испытуемые от 15 лет (нормы — с 15 лет и до старше 50)
Тест Маргария–Каламена — классическая полевая проба максимальной анаэробной мощности: испытуемый с разбега на предельной скорости забегает вверх по лестнице через две ступеньки на третью, а секундомер фиксирует время между 3-й и 9-й ступеньками. Работа длится меньше секунды, поэтому измеряется именно алактатный (АТФ-креатинфосфатный) механизм энергообеспечения. Мощность считается по формуле P = m · g · h / t и оценивается по возрастно-половым нормам — калькулятор выше делает это сразу для всей группы.
Идею измерять анаэробную мощность по бегу вверх по лестнице предложили итальянские физиологи Родольфо Маргария, П. Агемо и Э. Ровелли в 1966 году: на коротком лестничном участке скорость подъёма центра тяжести постоянна, и механическая мощность легко считается из массы тела, высоты подъёма и времени. В 1968 году американец Джозеф Каламен уточнил протокол — удлинил разбег до 6 м и стандартизировал участок измерения (с 3-й по 9-ю ступеньку, через две на третью), — и именно вариант Каламена стал стандартным: в нём испытуемые показывают наибольшую мощность.
Тест ценят за простоту: нужны только лестница, рулетка и хронометраж. Забег занимает меньше секунды, а результат — мощность в ваттах, сопоставимая с велоэргометрическим тестом Вингейта. Важно понимать, чтó именно измеряется: не выносливость и даже не скоростная выносливость, а пиковая алактатная мощность — способность мгновенно развить максимальное усилие за счёт запасов АТФ и креатинфосфата в мышцах.
Зачем это в дипломе. В работах по физической культуре и спорту тест применяют как показатель скоростно-силовой подготовленности: мощность измеряют у группы до и после тренировочной программы и доказывают значимость сдвига критерием Вилкоксона, либо сравнивают группы разных специализаций. Родственные инструменты сайта: Вингейт-тест (анаэробная лактатная работоспособность, 30 с), RAST (6 спринтов по ровной поверхности), прыжковые тесты CMJ/SJ и проба Абалакова (взрывная сила по высоте прыжка).
Онлайн-расчёт и генерация данных
БесплатноПосчитайте по своим данным или подберите правдоподобный набор для диплома — с таблицей и экспортом в Word.
Шаг 1. Что вам нужно?
Шкалы методики
Время участка t (с)
Обычно 0,4–0,9 с, фиксируется с точностью до 0,01 с контактными платформами или фотоэлементами. Шкала обратная: чем меньше время — тем выше мощность.
Первичный результат: время между опорой на 3-ю и 9-ю ступеньки.
Абсолютная мощность P = m·g·h/t (Вт)
Механическая мощность подъёма собственного тела. Шкала прямая: больше ватт — выше уровень алактатной мощности. Именно её сравнивают с нормами.
Основной показатель теста, считается из массы, высоты и времени.
Относительная мощность P/m (Вт/кг)
Удобна для сравнения испытуемых разной массы и для корреляций со спринтом и прыжком: тяжёлый испытуемый может дать большие ватты за счёт массы, а не быстроты.
Производный показатель, мощность на килограмм массы тела.
Полный текст методики
Опросника у теста нет: испытуемый выполняет забег по лестнице, а результат фиксируется хронометражом. Ниже — протокол проведения по Каламену (1968).
Шкала ответов: Числовой результат: время t между 3-й и 9-й ступеньками, с (до 0,01 с).
- 1.Оборудование: лестничный марш не менее чем из 9 ступенек высотой ~17,5 см, ровная зона разбега 6 м перед первой ступенькой, хронометраж с точностью до 0,01 с (контактные платформы на 3-й и 9-й ступеньках или фотоэлементы; ручной секундомер даёт слишком большую ошибку на столь коротком отрезке), весы, рулетка.
- 2.Подготовка: измерьте массу испытуемого и вертикальную высоту подъёма h — расстояние по вертикали между 3-й и 9-й ступеньками (высота одной ступеньки × 6, в стандартном варианте ≈ 1,05 м).
- 3.Разминка обязательна: 5–10 минут общей разминки и 2–3 пробных ускорения; тест выполняется на предельной интенсивности.
- 4.Старт: испытуемый становится за 6 м до лестницы и по готовности начинает максимальный разбег — стартовая скорость набирается ещё на ровном участке.
- 5.Забег: вверх по лестнице на предельной скорости, наступая через две ступеньки на третью — на 3-ю, 6-ю и 9-ю.
- 6.Хронометраж: секундомер включается в момент опоры на 3-ю ступеньку и выключается в момент опоры на 9-ю. Типичное время — 0,4–0,9 с.
- 7.Попытки: 2–3 зачётные попытки с отдыхом 2–3 минуты; в протокол идёт лучшее (наименьшее) время.
- 8.Расчёт: P (Вт) = масса (кг) × 9,81 (м/с²) × h (м) / t (с); при необходимости — относительная мощность P/m (Вт/кг).
- 9.Безопасность: лестница должна быть сухой и нескользкой, обувь — спортивной; тест не проводят с неподготовленными, пожилыми и имеющими противопоказания к максимальным нагрузкам испытуемыми.
- 10.В протокол вместе с временем внесите пол, возраст и массу — они нужны для расчёта и выбора строки норм.
Ключи: как обрабатываются ответы
- 1Шаг 1. Взвесить испытуемого (кг) и записать пол и возраст (полных лет) — без них не выбрать строку норм.
- 2Шаг 2. Измерить вертикальную высоту подъёма h между 3-й и 9-й ступеньками: высота одной ступеньки × 6. При ступеньке ~17,5 см это ≈ 1,05 м.
- 3Шаг 3. Провести 2–3 зачётные попытки с отдыхом 2–3 минуты и взять лучшее (наименьшее) время t между 3-й и 9-й ступеньками.
- 4Шаг 4. Посчитать мощность: P (Вт) = масса (кг) × 9,81 (м/с²) × h (м) / t (с). Пример: 75 кг, h = 1,05 м, t = 0,49 с → P = 75 × 9,81 × 1,05 / 0,49 = 1576,6 Вт.
- 5Внимание к направлению: время стоит в знаменателе, поэтому МЕНЬШЕЕ время даёт БОЛЬШУЮ мощность. Тот же испытуемый с t = 0,40 с получит уже 1931,3 Вт.
- 6Шаг 5. При необходимости посчитать относительную мощность P/m (Вт/кг): 1576,6 / 75 = 21,0 Вт/кг.
- 7Шаг 6. Сравнить P с возрастно-половой нормой (таблицы ниже) и определить уровень: низкий / ниже среднего / средний / хороший / отличный.
- 8Шаг 7. По группе посчитать M ± σ или Me (Q₁–Q₃) и распределение по уровням.
Как оценить результат
P выше порога «отлично» (напр. > 2197 Вт у мужчин 15–20 лет)
Отличная анаэробная мощность
P на уровне «хорошо»
Хорошая мощность
P на уровне «средне»
Средняя мощность
P на уровне «ниже среднего»
Мощность ниже среднего
P ниже нижнего порога (напр. < 1108 Вт у мужчин 15–20 лет)
Низкая мощность
Как обрабатывать математически
Что измеряет
Анаэробная алактатная мощность, Вт
Тип данных
Количественная шкала отношений
Как описывать
M ± σ либо Me (Q₁–Q₃)
Основные критерии
Вилкоксон / Манна-Уитни
Мощность в ваттах — количественная шкала отношений, поэтому формально к ней применимы параметрические методы. Но выборки в дипломах маленькие (секция, учебная группа — 10–25 человек), поэтому нормальность сначала проверяют критерием Шапиро-Уилка и при её отсутствии берут ранговые (непараметрические) критерии. Отдельная оговорка про направление: если обрабатываете ВРЕМЯ участка, шкала обратная (меньше секунд — лучше), а если МОЩНОСТЬ — прямая; не смешивайте эти показатели в одном выводе без пояснения.
Пошаговый план расчёта
- 1Зафиксируйте у каждого испытуемого массу тела (кг) и время участка между 3-й и 9-й ступеньками (с, до 0,01) — лучшую из 2–3 попыток; запишите рядом пол и возраст.
- 2Измерьте вертикальную высоту подъёма h (м): высота одной ступеньки × 6 (в протоколе Каламена ≈ 1,05 м). Высота одна на всю группу.
- 3Посчитайте мощность каждого: P = m · 9,81 · h / t (Вт); при необходимости — относительную мощность P/m (Вт/кг).
- 4Оцените каждого по возрастно-половой норме (таблицы ниже) и посчитайте распределение по уровням.
- 5Опишите выборку: M ± σ при симметричном распределении, Me (Q₁–Q₃) при скошенном.
- 6Выберите критерий по дизайну исследования (таблица ниже) и оцените значимость (p < 0,05).
Какой критерий выбрать
Что ещё пригодится
Пример обработки результатов
В педагогическом эксперименте участвовали 10 футболистов 18–19 лет. Тест Маргария–Каламена (h = 1,05 м) провели до и после 8-недельной программы скоростно-силовой подготовки. Масса игроков за время эксперимента практически не изменилась. Нужно проверить, значимо ли выросла анаэробная мощность.
До: Мощность до, Вт: 1426 1297 1545 1360 1616 1236 1466 1380 1316 1586
После: Мощность после, Вт: 1514 1373 1644 1442 1717 1307 1556 1463 1394 1688
- 1У каждого игрока зафиксировали массу и лучшее время участка 3-я → 9-я ступенька, посчитали мощность P = m · 9,81 · 1,05 / t. Например, первый игрок (72 кг): до — t = 0,52 с и P = 1426 Вт, после — t = 0,49 с и P = 1514 Вт.
- 2Оценили каждого по нормам для мужчин 15–20 лет (порог «средне» — 1471 Вт). До программы уровень «средний» имели 3 игрока, «ниже среднего» — 7; после — «средний» у 5 и «ниже среднего» у 5.
- 3Описали выборку: до программы Me = 1403 Вт (Q₁–Q₃ 1327–1525), после — Me = 1488 Вт (Q₁–Q₃ 1406–1622).
- 4Замеры связанные (одни и те же игроки), выборка малая → выбрали критерий Вилкоксона.
- 5Нашли сдвиги «после − до»: все 10 положительны (мощность выросла на 70–102 Вт), нетипичных сдвигов нет, поэтому T эмп = 0.
- 6Сравнили T эмп с T критическим для n = 10 (α = 0,05): T крит = 8. Так как 0 < 8, сдвиг значим.
Как оформить это в дипломе
В таблице 1 представлены показатели анаэробной мощности до и после программы скоростно-силовой подготовки.
Таблица 1 — Динамика анаэробной мощности «до/после» (n = 10)
| Показатель | До | После |
|---|---|---|
| Медиана P (Me), Вт | 1403 | 1488 |
| Квартили (Q₁–Q₃), Вт | 1327–1525 | 1406–1622 |
| Уровень «средний», чел. | 3 | 5 |
| Уровень «ниже среднего», чел. | 7 | 5 |
На рисунке 1 графически представлена динамика медианы анаэробной мощности.
Рисунок 1 — Медиана анаэробной мощности до и после программы
Первый столбик — медиана мощности до программы (1403 Вт), второй — после (1488 Вт). Столбик «после» выше: мощность выросла. Для мощности шкала прямая, и рост столбика означает улучшение — в отличие от времени участка, которое при этом сократилось.
Сдвиг «после − до» положителен у всех 10 игроков, поэтому сумма рангов нетипичных сдвигов T эмп = 0 при T крит = 8 (n = 10, α = 0,05). Так как T эмп < T крит, сдвиг статистически значим (p < 0,05).
Вывод
После 8-недельной программы скоростно-силовой подготовки медиана анаэробной алактатной мощности выросла с 1403 до 1488 Вт (p < 0,05 по критерию Вилкоксона), а число игроков со «средним» уровнем — с 3 до 5: взрывные качества футболистов значимо повысились.
Формула расчёта мощности
Мощность — это работа в единицу времени. За время t испытуемый поднимает собственное тело массой m на высоту h, совершая работу против силы тяжести A = m · g · h. Отсюда:
P (Вт) = m (кг) × 9,81 (м/с²) × h (м) / t (с)
где m — масса тела, h — вертикальное расстояние между 3-й и 9-й ступеньками (≈ 1,05 м при ступеньке 17,5 см), t — время преодоления этого участка, 9,81 м/с² — ускорение свободного падения.
Разобранный пример: испытуемый 75 кг пробежал участок за 0,49 с при h = 1,05 м. P = 75 × 9,81 × 1,05 / 0,49 = 772,54 / 0,49 = 1576,6 Вт (21,0 Вт/кг). Если тот же испытуемый ускорится до t = 0,40 с, мощность вырастет до 1931,3 Вт — время стоит в знаменателе, и меньшее время означает бóльшую мощность.
В старых руководствах результат выражали в кгм/с (килограммометрах в секунду): P (кгм/с) = m × h / t. Перевод простой: 1 кгм/с = 9,81 Вт. Классические нормы Fox и Mathews публиковались именно в кгм/с — в таблицах ниже они уже переведены в ватты.
Нормы для мужчин
Классификация Э. Фокса и Д. Мэтьюса (Fox, Mathews, 1974) для стандартного протокола Каламена; воспроизводится в руководствах Национальной ассоциации силовой и кондиционной подготовки США (NSCA). Значения — абсолютная мощность в ваттах.
Таблица 1 — Нормы теста Маргария–Каламена для мужчин, Вт
| Возраст | Отлично | Хорошо | Средне | Ниже среднего | Низко |
|---|---|---|---|---|---|
| 15–20 лет | > 2197 | 1844–2197 | 1471–1843 | 1108–1470 | < 1108 |
| 20–30 лет | > 2059 | 1726–2059 | 1373–1725 | 1040–1372 | < 1040 |
| 30–40 лет | > 1648 | 1383–1648 | 1098–1382 | 834–1097 | < 834 |
| 40–50 лет | > 1226 | 1040–1226 | 834–1039 | 637–833 | < 637 |
| Старше 50 лет | > 961 | 814–961 | 647–813 | 490–646 | < 490 |
Пороги получены переводом исходной таблицы из кгм/с в ватты (×9,81), из-за округления между уровнями встречаются зазоры в 10–20 Вт — значение из зазора относят к нижнему уровню. Граничные возрасты (20, 30, 40, 50 лет) калькулятор относит к младшей полосе.
Нормы для женщин
Женская таблица в первоисточнике сдвинута на одну возрастную полосу относительно мужской: нормы женщин 20–30 лет совпадают с нормами мужчин 30–40 лет, и так далее.
Таблица 2 — Нормы теста Маргария–Каламена для женщин, Вт
| Возраст | Отлично | Хорошо | Средне | Ниже среднего | Низко |
|---|---|---|---|---|---|
| 15–20 лет | > 1785 | 1491–1785 | 1187–1490 | 902–1186 | < 902 |
| 20–30 лет | > 1648 | 1383–1648 | 1098–1382 | 834–1097 | < 834 |
| 30–40 лет | > 1226 | 1040–1226 | 834–1039 | 637–833 | < 637 |
| 40–50 лет | > 961 | 814–961 | 647–813 | 490–646 | < 490 |
| Старше 50 лет | > 736 | 608–736 | 481–607 | 373–480 | < 373 |
Источник тот же — Fox, Mathews (1974). Норм для детей младше 15 лет таблица не содержит: у школьников взрывную силу ног оценивают прыжковыми тестами.
Оригинал Маргарии и модификация Каламена
В оригинальном протоколе 1966 года Маргария, Агемо и Ровелли использовали короткий разбег около 2 м и подъём через ступеньку (по две за шаг) по лестнице со ступеньками 17,5 см; время снималось на среднем участке лестницы, где скорость подъёма уже постоянна.
Модификация Каламена (1968) удлинила разбег до 6 м и стандартизировала участок измерения: подъём через две ступеньки на третью, хронометраж между 3-й и 9-й ступеньками (вертикальная высота ≈ 1,05 м). За счёт большей стартовой скорости испытуемые показывают в этом варианте наибольшую мощность, поэтому именно он стал стандартным — его считает калькулятор выше, и под него составлены нормы.
Существуют и специализированные варианты — например, для американского футбола с забегом на 20 ступенек по 4 за шаг, — но нормы Fox и Mathews к ним неприменимы.
Что именно измеряет тест (и что — нет)
- Измеряет пиковую АЛАКТАТНУЮ мощность: работа длится ~0,5 с и обеспечивается запасами АТФ и креатинфосфата, гликолиз с накоплением лактата включиться не успевает.
- Не измеряет анаэробную ёмкость и скоростную выносливость — для них есть Вингейт-тест (30 с) и RAST (6 × 35 м).
- Результат зависит от массы тела: тяжёлый испытуемый может показать большие ватты при худшей быстроте, поэтому для сравнения людей разной массы смотрите относительную мощность (Вт/кг).
- Главный источник ошибки — хронометраж: на участке в полсекунды ручной секундомер даёт погрешность 10–20 % и завышает или занижает мощность; нужны контактные платформы или фотоэлементы.
- Техника забега тренируема: дайте 2–3 пробные попытки, иначе первый замер занизит результат из-за неосвоенного шага «через две ступеньки».
Откуда взяты числа
- Формула и идея теста — Margaria R., Aghemo P., Rovelli E. Measurement of muscular power (anaerobic) in man // Journal of Applied Physiology. 1966. Vol. 21, № 5. P. 1662–1664.
- Стандартный протокол (разбег 6 м, ступеньки 3–9, h ≈ 1,05 м) — Kalamen J. L. Measurement of maximum muscular power in man: doct. diss. Columbus: Ohio State University, 1968.
- Нормативная классификация по полу и возрасту — Fox E. L., Mathews D. K. Interval Training: Conditioning for Sports and General Fitness. Philadelphia: W. B. Saunders, 1974 (оригинал в кгм/с, переведено в ватты ×9,81).
- Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с² — стандартное значение для расчёта работы против силы тяжести.