Добрый день!
Попробую ответить на Ваши вопросы. Начну с конца.
Работа на верхнюю часть туловища для бега не дает ничего. При беге, конечно, работают все мышцы, но для бега на длинные дистанции нужно укреплять мышцы спины (особенно поясница) и пресса. Часто на соревнованиях я видел, как люди бежали последние километры держась за поясницу, из-за чего темп сильно снижался. Человека со слабой спиной часто можно определить по манере бега (корпус при движениях руками вращается вправо-влево и (или) при каждом шаге качается из стороны в сторону. Важны также и мышцы рук. На 15-ке в Тихвине я до половины дистанции "тащил" парнишку лет 17 - 19, который не мог долго держать руки согнутыми в локтях. Они у него постоянно опускались, он их встряхивал буквально каждые полминуты.
Причиной боли в коленях могут быть различные факторы. Это и лишний вес (а его у Вас порядка 15 кг) и полученные ранее травмы, и резкое увеличение нагрузки, и техника бега. Когда я начинал бегать, у меня было 20 кг лишнего веса. После первого месяца занятий по утрам очень долго болели ступни. Сейчас осталось лишних 5 кг, все пришло в норму. В марте этого года, на работе стукнулся коленом о металлическую трубу 2 раза в течение 10 минут. Была резкая боль, которая быстро прошла, но после нескольких длинных пробежек колено заболело и до сих пор боль напоминает о себе.
Выбежать 5-ку из 20 за три месяца? Вы куда-то торопитесь? Не иначе на летнюю Олимпиаду? Спешка - одна из причин травм, приводящим к болям в различных суставах. Тренироваться нужно планомерно, не форсируя события, в комфортном для себя темпе и следите за пульсом, для Вашего возраста он должен находиться в пределах от 130 до 160 (если грубо). Результаты долго себя ждать не заставят. и обязательно участвуйте в соревнованиях. Только обязательно на тех дистанциях, на которые Вы готовы.
Для бега важны все мышцы ног начиная с икроножных и кончая ягодичными. Для рывков очень полезен бег по пересеченке (по холмам) или по лестнице (и вверх и вниз). Из упражнений лучшее, наверное, приседания с выпрыгиванием (но не для больных коленей) и выпады с гантелями. При отсутствии времени и наличии штанги, можно выполнять все виды становой тяги, которые прорабатывают практически все группы мышц. Для икроножных мышц есть только 2 упражнения-это подъемы на носки с весом стоя и сидя.
Выйти из трех минут на километр. Вопрос не корректный. На какой дистанции? Если на 100 м, то это любой школьник пробежит, если на 400 м, это по нормативу 3 юн. разряда, если 1000 м, это уже норматив 3 разряда, а на полумарафоне нужно быть уже МСМК. Все зависит от Вашей подготовки. Возраст Ваш позволяет улучшать результаты еще лет 10. Обычно спад начинается после 35 лет. Времени у Вас достаточно, дерзайте.