Obszerne ruchy miednicy w dwóch p³aszczyznach, czo³owej i poprzecznej, stanowi¹ kluczowy element techniki chodu sportowego.

Transkrypt

1 40 Biomechanika sportu Obszerne ruchy miednicy w dwóch p³aszczyznach, czo³owej i poprzecznej, stanowi¹ kluczowy element techniki chodu sportowego. Tadeusz Ruchlewicz, Robert Staszkiewicz, Wies³aw Chwa³a Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? Maj¹c na celu precyzyjny opis techniki czo³owych chodziarzy, Autorzy zastosowali w swych badaniach system trójwymiarowej analizy ruchu Vicon 250. Analiza zarejestrowanych danych wykaza³a, e obroty miednicy na boki s¹ czynnikiem minimalizuj¹cym pionowe ruchy œrodka masy cia³a, zaœ obroty wokó³ osi pod³u nej pozwalaj¹ na zwiêkszenie d³ugoœci kroku. Dziêki wykorzystaniu tych elementów zawodnik poprawia efektywnoœæ techniki chodu; rozwija znaczn¹ prêdkoœæ, minimalizuje wydatek energetyczny oraz zachowuje poprawnoœæ struktury ruchu, zgodn¹ z przepisami (nie dopuszcza do wyst¹pienia faz lotu). S OWA KLUCZOWE: biomechanika sportu chód sportowy optymalizacja techniki. Wstêp Ka da forma aktywnoœci ruchowej cz³owieka wi¹ e siê z wydatkowaniem Z Zak³adu Biomechaniki AWF w Krakowie. energii. W niektórych dyscyplinach sportu (np. w biegach sprinterskich) mo na sobie pozwoliæ na olbrzymi wydatek energii, gdy pokrycie zad³u enia energetycznego nastêpuje zaraz po zakoñ- Sport Wyczynowy 2006, nr 3-4/

2 Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 41 czeniu wysi³ku, w innych zaœ zasoby energetyczne nale y oszczêdzaæ przez ca³y czas wysi³ku (biegi d³ugodystansowe i chód sportowy). Kiedy obserwuje siê naturalny chód cz³owieka, mo na zauwa yæ, e przy zmianie prêdkoœci ruchu dobiera on intuicyjnie odpowiedni¹ d³ugoœæ i czêstotliwoœæ kroków. Czy mo na iœæ z tak¹ sam¹ prêdkoœci¹, wyd³u aj¹c kroki, a zmniejszaj¹c ich czêstotliwoœæ? Oczywiœcie mo na. A mo e lepiej by³oby zmniejszyæ d³ugoœæ kroków, a zwiêkszyæ ich czêstotliwoœæ? I to jest mo liwe. Prêdkoœæ ruchu zostaje zachowana, ale te w obu przypadkach u obserwowanej osoby wyraÿnie wzroœnie czêstoœæ têtna, co oznacza, e zwiêkszy³a siê moc wysi³ku, a wiêc tak e koszt energetyczny. Na co zu ywana jest energia podczas ruchów lokomocyjnych cz³owieka? Mo na tu wyró niæ kilka podstawowych zadañ: Pokonanie oporów zewnêtrznych W terenie p³askim dotyczy to g³ównie oporów powietrza, w terenie nachylonym tak e czêœci w³asnego ciê aru. Opory powietrza, wystêpuj¹ce podczas chodu, poch³aniaj¹ niewielk¹ czêœæ zu ywanej energii. Nawet w trakcie biegu sprinterskiego, kiedy wielkoœæ oporu powietrza jest najwy sza, moc zu yt¹ na ten cel szacuje siê najwy ej na 13% mocy ca³kowitej (4). Zu ycie energii roœnie na podejœciach i podbiegach, poniewa id¹cy lub biegn¹cy napotyka na dodatkowy opór o wartoœci mg sin a (a k¹t nachylenia trasy). Unoszenie masy cia³a w górê przeciwko sile ciê koœci Aparat ruchowy cz³owieka jest biomaszyn¹ krocz¹c¹. Wykonanie kroku wymaga wysuniêcia jednej koñczyny dolnej do przodu, a to powoduje obni- enie œrodka masy cia³a (œrodka ciê koœci). W fazie odbicia masê tê nale y dÿwign¹æ w górê, oznacza to koniecznoœæ wykonania pracy zwiêkszaj¹cej energiê potencjaln¹ cia³a. Wielkoœæ wykonanej pracy, a tym samym zwiêkszenie energii potencjalnej, mo na zapisaæ w postaci wzoru W = mgdh, gdzie: W praca mechaniczna [J], m masa cia³a [kg], Dh wysokoœæ uniesienia œrodka masy cia³a [m]. Zmiany energii kinetycznej Prêdkoœæ chodu i biegu ulega cyklicznym zmianom w ka dym kroku. Po nawi¹zaniu kontaktu stopy z pod³o em wystêpuje hamowanie ruchu postêpowego (reakcja pod³o a jest skierowana ukoœnie do ty³u), natomiast w fazie odbicia prêdkoœæ roœnie. Zarówno hamowanie (w fazie amortyzacji), jak i przyspieszanie ruchu powoduj¹ zu ycie energii. Nie mo na te zapominaæ, e czêœæ energii wyzwalanej w trakcie chodu ulega rozproszeniu, powoduj¹c ogrzanie pod³o a czy te efekty akustyczne, jakie towarzysz¹ zderzaniu stóp z pod- ³o em. Z kolei pewna jej czêœæ jest zwracana i wykorzystywana do wykonania zadañ ruchowych. Dotyczy to energii sprê ystej, gromadzonej miêdzy innymi w œciêgnach, a tak e czêœci Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 41

3 42 energii potencjalnej (koñczyna wykroczna, uniesiona po odbiciu, opada na pod- ³o e pod wp³ywem si³y ciê koœci). Jak wspomniano na wstêpie, cz³owiek dobiera sobie optymalne parametry chodu, tj. d³ugoœæ i czêstotliwoœæ kroków, dla danej prêdkoœci. Je eli prêdkoœæ ulega zwiêkszeniu, to parametry te rosn¹ liniowo (1, 7, 11). Wyd³u anie kroków poci¹ga za sob¹ zwiêkszanie oscylacji œrodka masy cia³a, co sprawia, e wydatek energetyczny znacznie wzrasta. Zale noœæ pomiêdzy moc¹ rozwijan¹ w trakcie chodu a prêdkoœci¹ jest w przybli eniu funkcj¹ kwadratow¹. St¹d te mniej wiêcej do prêdkoœci 2,5 m/s (9 km/h) cz³owiek porusza siê chodem. Po osi¹gniêciu tej prêdkoœci zaczynamy biec. Dzieje siê tak po pierwsze dlatego, e bieg jest mniej kosztowny energetycznie, oraz po drugie e, maksymalna prêdkoœæ chodu jest œciœle zwi¹zana z wielkoœci¹ oscylacji œrodka masy cia³a. Ernst (4) przedstawi³ zale noœæ pomiêdzy wskaÿnikiem prêdkoœci chodu a amplitud¹ oscylacji œrodka masy cia³a w nastêpuj¹cej postaci: V = 1/Ö _ h gdzie: V prêdkoœæ chodu, h amplituda (w pionie) œrodka masy cia³a. Zgodnie z tym równaniem cz³owiek móg³by iœæ na przyk³ad z prêdkoœci¹ 4 m/s, ale tylko wówczas, gdyby oscylacje œrodka masy jego cia³a wynosi³y nieco powy ej 6 cm. Przy takiej prêdkoœci chodu wymagana d³ugoœæ kroków by³aby na tyle du a, e amplituda œrodka masy cia³a musia³aby dochodziæ do 15 cm. Gdy jednak tak du e wartoœci oscylacji podstawi siê do wzoru, obliczona prêdkoœæ wyniesie zaledwie 2,58 m/s. Okazuje siê, e zawodnicy uprawiaj¹cy chód sportowy potrafi¹ rozwijaæ prêdkoœci zdecydowanie przekraczaj¹ce 4 m/s, ale sposób ich poruszania siê odbiega znacznie od wzorca ruchowego, okreœlanego mianem chodu naturalnego czy fizjologicznego. Ten nietypowy sposób poruszania siê musi ponadto: 1. Spe³niaæ warunki okreœlone przez przepisy techniczne, które stanowi¹, e zawodnik musi mieæ sta³y kontakt z pod³o em co najmniej jedn¹ stop¹ (nie wolno przejœæ do biegu, który charakteryzuje siê wystêpowaniem faz lotu). 2. Zapewniaæ oszczêdzanie energii (zmniejszenie pionowych oscylacji œrodka masy cia³a). Aby spe³niæ te dwa warunki, œciœle zreszt¹ z sob¹ zwi¹zane, zawodnicy musz¹ dysponowaæ specjaln¹ technik¹, ró ni¹c¹ siê zdecydowanie od techniki chodu naturalnego. Oto jej krótki opis: 1. Po postawieniu stopy na pod³o u cz³owiek zwykle lekko ugina staw kolanowy, co powoduje obni enie œrodka masy cia³a. Zawodnik uprawiaj¹cy chód sportowy stara siê nie zginaæ kolana, aby nie obni aæ œrodka masy cia³a, poniewa wie, e konsekwencj¹ tego naturalnego ruchu bêdzie póÿniej zwiêkszenie energii potencjalnej cia³a. 2. Podczas chodu naturalnego obroty miednicy wokó³ osi strza³kowej s¹ niewielkie i nie przekraczaj¹ zwykle kilku stopni w jedn¹ stronê. Techni- 42

4 Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 43 ka chodu sportowego w tej fazie manifestuje siê bardzo wyraÿnie biodro przenoszonej nogi opada, gdy koñczyna podporowa jest w pe³nym wyproœcie, a celem jest zminimalizowanie uniesienia œrodka masy cia³a. 3. Obroty miednicy wokó³ osi pod³u - nej cia³a w chodzie naturalnym s¹ niewielkie i nie przekraczaj¹ kilku stopni. Chodziarze sportowi celowo zwiêkszaj¹ wielkoœæ k¹ta obrotu. Dziêki wiêkszemu wysuniêciu biodra w przód mo na bowiem zwiêkszyæ d³ugoœæ kroków bez dodatkowego obni ania œrodka masy cia³a. Jak wygl¹da technika chodu w praktyce? Czy rzeczywiœcie zawodnicy chodz¹ krótkimi krokami? Jak du e s¹ oscylacje œrodka masy cia³a i jak obszerne ruchy wykonuje miednica? Aby odpowiedzieæ na te pytania i wyjaœniæ ewentualne w¹tpliwoœci, w Zak³adzie Biomechaniki Akademii Wychowania Fizycznego w Krakowie przeprowadzono badania kilku czo³owych zawodników uprawiaj¹cych tê konkurencjê. Materia³ i metodyka badañ Badania, w których uczestniczy³o 5 chodziarzy, legitymuj¹cych siê klas¹ mistrzowsk¹ miêdzynarodow¹, wykonano w latach Wszyscy badani (BK, GS, RM, IM, RK) byli uczestnikami zawodów olimpijskich w Atenach w roku 2004, zajmuj¹c miejsca od 1 do 12. W grupie znalaz³o siê czterech Polaków, w tym trzykrotny z³oty medalista olimpijski. Masa badanych zawodników mieœci³a siê w przedziale 62,0-71,3 kg, wysokoœæ cia³a 1,72-1,82 m. Ruchy sportowców rejestrowano z zastosowaniem systemu trójwymiarowej analizy ruchu Vicon 250, sk³adaj¹cego siê z zestawu 5 kamer oraz stacji danych wraz z oprogramowaniem. Kamery filmuj¹ce pracowa³y z czêstotliwoœci¹ 120 Hz, rejestruj¹c zmiany po³o enia markerów naklejonych na cia³o badanego w œciœle okreœlonych punktach, wybranych zgodnie z metodyk¹ modelu GOLEM (opracowanego przez producenta dla potrzeb systemu Vicon, Vicon Software Manual). Badani zawodnicy przemieszczali siê w przestrzeni pomiarowej, zgodnie z przepisami chodu sportowego. Zastosowano trzy prêdkoœci chodu: a) 2,5 m/s (9 km/h) v 1 b) 3,5 m/s (12,6 km/h) v 2 c) prêdkoœæ maksymaln¹, nie mniejsz¹ ni 4,5 m/s, czyli 16,2 km/h v 3 Ruch odbywa³ siê na p³askiej nawierzchni, nie na bie ni ruchomej. W zwi¹zku z tym, e prêdkoœæ ruchu nie by³a narzucana, mierzono j¹ dopiero po sfilmowaniu ruchu. St¹d te za³o one na wstêpie wartoœci mia³y charakter orientacyjny. W rzeczywistoœci we wszystkich wariantach chodu prêdkoœæ by³a nieco wy sza. A w ostatnim, najszybszym, dochodzi³a nawet do 5 m/s. W ka dym wariancie chodu zawodnicy wykonywali po 5-6 przejœæ. W ka - dym z nich rejestrowano co najmniej 4 pe³ne cykle chodu (8 kroków). Ka dorazowo umo liwiano zawodnikom rozpêdzenie siê poza przestrzeni¹ pomiarow¹ systemu Vicon. W czasie pomiarów w laboratorium wszyscy zawodnicy ubrani byli w stroje Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 43

5 44 i obuwie, jakiego u ywali podczas zawodów. Na podstawie uzyskanych danych okreœlano m.in. wielkoœci oscylacji œrodka masy cia³a w pionie i na boki oraz wielkoœci k¹towe, charakteryzuj¹ce obroty miednicy wokó³ osi pod³u nej (pionowej) i strza³kowej (opadanie miednicy na boki). Zakres ruchów miednicy w p³aszczyÿnie czo³owej (wokó³ osi strza³kowej) oraz poprzecznej (wokó³ osi pod³u nej cia³a) okreœlano wed³ug powszechnie przyjêtej metodyki (5). Tabela 1 Oscylacje poprzeczne œrodka masy cia³a przy ró nych prêdkoœciach u zawodników uprawiaj¹cych chód sportowy [cm]. Zawodnik v 1 v 2 v 3 BK 3,8 4,0 4,3 GS 3,4 2,9 2,8 RM 4,1 3,5 3,4 IM 3,3 4,1 2,8 RK 4,1 4,5 4,4 Wyniki Oscylacje poprzeczne œrodka masy cia³a u badanych zawodników (tab. 1, ryc. 1) wynios³y od 2,8 do 4,5 cm. Niemal ka dy z nich nieco inaczej reagowa³ na zmiany prêdkoœci przemieszczania siê. Wzrost prêdkoœci chodu nie powodowa³ œciœle ukierunkowanych zmian bocznych wychyleñ œrodka masy cia³a. U niektórych zawodników wzrost prêdkoœci chodu wywo³ywa³ niewielki wzrost przemieszczeñ bocznych, u innych wychylenia boczne mala³y lub zmienia³y siê w sposób ca³kowicie przypadkowy. Jak widaæ, oscylacje poprzeczne najwyraÿniej nie wi¹ ¹ siê z prêdkoœci¹ chodu. Wartoœci prezentowane na rycinie 2 i w tabeli 2 opisuj¹ pionowe oscylacje œrodka masy cia³a (OSC), a wiêc zmiany, które w znacznym stopniu mog¹ wp³ywaæ na wielkoœæ wydatku energetycznego. Wynios³y one od 1,1 do 3,4 cm i zwiêksza³y siê wraz ze wzrostem prêdkoœci ruchu (z wyj¹tkiem GS, Ryc. 1. Oscylacje poprzeczne OSC u chodziarzy sportowych na przyk³adzie mistrza olimpijskiego. 44

6 Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 45 u którego oscylacje pionowe by³y praktycznie sta³e). Jak widaæ, w próbie z najmniejsz¹ prêdkoœci¹ (v 1 ) przemieszczenia pionowe œrodka masy cia³a wynosi³y zwykle mniej ni 2 cm, natomiast w chodzie z maksymaln¹ prêdkoœci¹ przekracza³y 3 cm. Przeprowadzona analiza nie wskazuje, aby istnia³ zwi¹zek pomiêdzy wielkoœciami oscylacji pionowych i poprzecznych. Jedynie w trakcie chodu z najmniejsz¹ prêdkoœci¹ (v 1 ) u zawodników, których technika charakteryzuje siê niewielkimi oscylacjami pionowymi œrodka masy cia³a, obserwowano stosunkowo du e przemieszczenia tego punktu wzd³u osi poprzecznej. W technice chodu sportowego ruchom odbywaj¹cym siê wokó³ osi strza³kowej (tab. 3) przypisuje siê istotne znaczenie: obni anie biodra koñczyny wolnej, przenoszonej nad pod³o em, jest jednym z podstawowych zabiegów prowadz¹cych do zmniejszenia oscylacji œrodka masy cia³a. U sportowców uprawiaj¹cych chód obroty miednicy w p³asz- czyÿnie czo³owej s¹ znaczne dochodz¹c nawet do 20 w ka d¹ stronê. Wartoœci k¹tów podanych w tabeli wskazuj¹, e ruchy miednicy w górê i w dó³ s¹ zwykle symetryczne, a obserwowane niewielkie ró nice nie przekraczaj¹ jednego stopnia. Wyj¹tkowo du e obroty, wiêksze od przeciêtnych, obserwowano u mistrza olimpijskiego (ryc. 3). Mo na zatem stwierdziæ, e ruchy miednicy s¹ nieco wiêksze przy prêdkoœciach, z jakimi zawodnicy poruszaj¹ siê na zawodach. Tabela 2 Oscylacje pionowe œrodka masy w zale noœci od prêdkoœci chodu [cm]. Zawodnik v 1 v 2 v 3 BK 1,7 3,1 3,4 GS 2,9 3,0 3,0 RM 1,1 2,4 2,5 IM 1,9 3,0 3,3 RK 1,3 2,9 3,3 Ryc. 2. Oscylacje pionowe œrodka masy cia³a u mistrza olimpijskiego podczas chodu z prêdkoœci¹ - v 3. Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 45

7 46 Ryc. 3. Ruchy miednicy w p³aszczyÿnie czo³owej u mistrza olimpijskiego, przemieszczaj¹cego siê z najmniejsz¹ badan¹ prêdkoœci¹ (v 1 ). Tabela 3 Maksymalne wartoœci k¹tów obrotu miednicy wokó³ osi strza³kowej w zale noœci od prêdkoœci chodu (I najwy sze po³o enie miednicy; II po³o enie najni sze). Zawod- v 1 v 2 v 3 nik I II I II I II BK GS RM IM RK W tabeli 4 podano maksymalne wartoœci k¹tów opisuj¹cych ruch miednicy wokó³ osi pod³u nej. Rotacja tej czêœci cia³a u zawodników jest znaczna i przekracza nawet 20 (11 do 22 ) (ryc. 4). Wiêkszoœæ zawodników (z wyj¹tkiem GS) obraca miednicê niezwykle symetrycznie w lewo i w prawo. Tylko w chodzie z maksymaln¹ prêdkoœci¹ (v 3 ) widaæ zanik symetrii obrotów w obie strony. Obroty miednicy wokó³ osi pod³u - nej cia³a zwi¹zane s¹ z wykonaniem poszczególnych kroków. W momencie postawienia koñczyny na pod³o u miednica jest obrócona w kierunku nogi przeciwnej (na zewn¹trz). Jak widaæ na rycinie 4, maksymalny k¹t obrotu (do- Tabela 4 Maksymalne wartoœci k¹ta obrotu miednicy wokó³ osi pod³u nej cia³a (I obrót na zewn¹trz, II do wewn¹trz). Zawod- v 1 v 2 v 3 nik I II I II I II BK GS RM IM RK

8 Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 47 Ryc. 4. Rotacja miednicy u mistrza olimpijskiego podczas chodu sportowego z prêdkoœci¹ 4 m/s. datni) wystêpuje w³aœnie w momencie postawienia stopy na pod³o u. K¹t minimalny (ujemny), oznaczaj¹cy obrót w przeciwn¹ stronê, notowany jest w po- ³owie cyklu dwukroku, a wiêc przy nawi¹zaniu przez stopê koñczyny przeciwnej kontaktu z pod³o em. Dyskusja W chodzie sportowym spotykamy siê dzisiaj z prêdkoœciami przekraczaj¹cymi 4,5 m/s, co odpowiada ponad 16 km/h. Przypomnijmy, chód naturalny odbywa siê najwy ej z prêdkoœci¹ 2,5 m/s, czyli 9 km/h. Pokonuj¹c dystans 20 czy 50 km z tak du ¹ prêdkoœci¹ zawodnik zmuszony jest poszukiwaæ takiej techniki, która umo liwia³aby zmniejszenie wydatku energetycznego. Za najwa niejsze kryterium tak pojmowanej efektywnoœci techniki chodu sportowego nale y przyj¹æ wielkoœæ oscylacji pionowych œrodka masy cia³a zawodnika. Whittle (14) podaje, e oscylacje pionowe œrodka masy cia³a podczas chodu naturalnego z niewielk¹ prêdkoœci¹ wynosz¹ dla doros³ych oko³o 3,4 cm, natomiast poprzeczne przemieszczenia œrodka masy cia³a siêgaj¹ 3,0 cm. Gard i wspó³pr. (5) donosz¹, e w miarê zwiêkszania prêdkoœci chodu od 0,83 do 2,02 m/s pionowe oscylacje œrodka masy cia³a rosn¹ liniowo od ok. 3 cm do ponad 6 cm. Perry (9) podaje za Thorstenssonem, e podczas chodu z prêdkoœci¹ 1,5 m/s oscylacje pionowe wynosz¹ oko³o 2,7 cm, a przy zwiêkszeniu prêdkoœci ruchu do 2,5 m/s wzrastaj¹ do 6,8 cm. Wyniki niniejszych badañ wskazuj¹, e w chodzie sportowym nawet przy prêdkoœciach przekraczaj¹cych znacznie 4 m/s oscylacje pionowe œrodka masy cia³a wynosz¹ niewiele ponad 3 cm. Dane te, w œwietle wartoœci parametrów opisuj¹cych chód naturalny, œwiadcz¹ o tym, e wspó³czeœni mistrzowie tej konkurencji lekkoatletycznej dysponuj¹ technik¹ pozwalaj¹c¹ na bardzo znacz¹ce zmniejszenie amplitudy œrodka masy cia³a. Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 47

9 48 Gdyby skorzystaæ z zale noœci na prêdkoœæ, stanowi¹cej funkcjê amplitudy œrodka masy cia³a, podanej przez Ernsta (4), mo na obliczyæ, e przy oscylacjach rzêdu 2 cm nale na prêdkoœæ powinna wynosiæ ponad 7 m/s, a przy amplitudzie 3 cm prawie 6 m/s, co oczywiœcie nie jest mo liwe, ale pokazuje, jak bardzo specjaliœci chodu zmniejszaj¹ pionowy ruch œrodka ciê koœci cia³a. Poprzeczne przemieszczenia œrodka masy cia³a, zarejestrowane u specjalistów chodu sportowego, wynosz¹ oko³o 4 cm i jak widaæ nie wi¹ ¹ siê zbyt wyraÿnie z prêdkoœci¹ chodu. Podobne rezultaty podaj¹ Chwa³a i wspó³pr. (3) dla zawodników chodu sportowego, a tak e Perry (9) dla osób doros³ych nie uprawiaj¹cych chodu sportowego (4,5 cm). Jak widaæ, boczne ruchy œrodka ciê koœci cia³a, zwi¹zane g³ównie z przemieszczaniem œrodka ciê koœci z nogi na nogê, s¹ podobne zarówno w chodzie sportowym, jak i w naturalnym i wi¹ ¹ siê przede wszystkim z konstrukcj¹ aparatu ruchowego cz³owieka. Wielkoœci k¹towe podane w tabelach 3-4, opisuj¹ce dwa podstawowe ruchy miednicy, tj. sk³ony boczne w p³aszczyÿnie czo³owej, tak charakterystyczne dla techniki stosowanej przez zawodników uprawiaj¹cych chód, i rotacje wokó³ osi pod³u nej, niewiele mówi¹ Czytelnikowi, je eli nie przedstawi siê ich na tle parametrów chodu naturalnego. Okazuje siê, e wielkoœæ obrotów miednicy w p³aszczyÿnie czo³owej podczas chodu naturalnego jest bardzo niewielka. Dostêpne dane (8, 9) szacuj¹ wartoœæ k¹ta obrotu znacznie poni ej 10. Morecki i wspó³pr. (9) podaj¹, e zakres ruchów miednicy w tej p³aszczyÿnie, podczas przemieszczania siê z niewielk¹ prêdkoœci¹, wynosi ok. 4 w górê i tyle samo w dó³. Perry (9), na podstawie nowszych badañ, twierdzi, i ten ruch miednicy mo e byæ nieco obszerniejszy i wynosiæ ok. 7 w ka d¹ stronê. Wyniki naszych badañ wskazuj¹ natomiast, e zakres ruchu miednicy w tej p³aszczyÿnie, w trakcie chodu sportowego, jest 3-5 razy wiêkszy ni w chodzie naturalnym. Te specyficzne ruchy miednicy wokó³ osi strza³kowej s¹ jednym z najbardziej widocznych elementów techniki chodu sportowego. Ich wystêpowanie jest podyktowane d¹ eniem do maksymalnego obni enia œrodka masy cia³a w chwili, gdy jest on po³o ony najwy ej. Te ruchy miednicy s¹ ³¹czone z ruchami obrêczy barkowej, dziêki czemu obni eniu lewego biodra towarzyszy obni enie barku przeciwnej strony cia³a. Technika chodu sportowego powoduje, e biodro znajduje siê w najwy szym po³o eniu, gdy ciê ar cia³a spoczywa na nodze podporowej, zaœ najni ej, gdy koñczyna przenoszona jest w powietrzu. Tego rodzaju ruchy s¹ dla chodu sportowego szczególnie wa ne i dlatego jest to element regularnie æwiczony (1, 6). Jak wspomniano we wstêpie, w chodzie sportowym zawodnik nie powinien poruszaæ siê d³ugimi krokami, jak to siê dzieje w chodzie naturalnym, kiedy cz³owiek chce zwiêkszyæ prêdkoœæ ruchu. 48

10 Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 49 Wyd³u enie kroków powoduje bowiem natychmiast zwiêkszenie oscylacji pionowych œrodka masy cia³a. Okazuje siê jednak, e mo na wyd³u yæ kroki bez wyraÿnego zwiêkszania amplitudy pionowych przemieszczeñ œrodka masy cia³a. Tak¹ szansê daje wykonywanie obszernych obrotów miednicy wokó³ pod³u nej osi cia³a. Bober (1) twierdzi nawet, e wzrost d³ugoœci kroków w chodzie sportowym jest uzyskiwany w po- ³owie dziêki wzmo onym ruchom obrotowym miednicy w p³aszczyÿnie poprzecznej. Potwierdzaj¹ to prezentowane przez nas wyniki badañ. Podczas chodu naturalnego z niewielk¹ prêdkoœci¹ obroty miednicy w jedn¹ stronê szacowane s¹ na od 3 (8) do 7 (9). Wyniki naszych badañ chodziarzy pokazuj¹, e rotacja miednicy mo e byæ nawet piêciokrotnie wiêksza ni w chodzie naturalnym. Wyniki obserwacji przeprowadzonych przez nasz zespó³ dowodz¹, i obszerne ruchy miednicy w dwóch p³aszczyznach: czo³owej i poprzecznej stanowi¹ najwa niejszy element tej formy lokomocji. Obroty miednicy na boki stanowi¹ bezpoœredni czynnik minimalizacji ruchów pionowych œrodka masy cia³a, zaœ obroty wokó³ osi pod³u nej to czynnik wp³ywaj¹cy na zwiêkszenie d³ugoœci kroku. Wszystkie opisane ruchy s¹ tak dobrane, aby zawodnik móg³ rozwin¹æ znaczn¹ prêdkoœæ, przy mo liwie minimalnym wydatkowaniu energii, zachowuj¹c strukturê ruchu zgodn¹ z przepisami, a wiêc bez wystêpowania faz lotu. Jak wspomniano we wstêpie, w chodzie sportowym zawodnik nie powinien poruszaæ siê d³ugimi krokami, jak to siê dzieje w chodzie naturalnym, kiedy cz³owiek chce zwiêkszyæ prêdkoœæ ruchu. Wyd³u enie kroków powoduje bowiem natychmiast zwiêkszenie oscylacji pionowych œrodka masy cia³a. Okazuje siê jednak, e mo na wyd³u yæ kroki bez wyraÿnego zwiêkszania amplitudy pionowych przemieszczeñ œrodka masy cia³a. Tak¹ szansê daje wykonywanie obszernych obrotów miednicy wokó³ pod³u nej osi cia³a. Bober (1) twierdzi nawet, e wzrost d³ugoœci kroków w chodzie sportowym jest uzyskiwany w po³owie dziêki wzmo onym ruchom obrotowym miednicy w p³aszczyÿnie poprzecznej. Potwierdzaj¹ to prezentowane przez nas wyniki badañ. Podczas chodu naturalnego z niewielk¹ prêdkoœci¹ obroty miednicy w jedn¹ stronê szacowane s¹ na od 3 (8) do 7 (9). Wyniki naszych badañ chodziarzy pokazuj¹, e rotacja miednicy mo e byæ nawet piêciokrotnie wiêksza ni w chodzie naturalnym. Dziêki tej rotacji wyd³u enie kroków mo e byæ bardzo znaczne. U mistrza olimpijskiego (RK, wysokoœæ cia³a 1,72 m) w trakcie chodu z prêdkoœci¹ 3 m/s przeciêtna d³ugoœæ kroków wynosi³a 0,9 m, natomiast w chodzie z maksymaln¹ prêdkoœci¹ (5 m/s) osi¹ga³a 1,35 m. Jeszcze d³u sze kroki obserwowano przy maksymalnej prêdkoœci chodu u zawodnika IM (wysokoœæ cia³a 1,76) 1,45 m. Warto jednak zaznaczyæ, e w badanym fragmencie chodu osi¹gn¹³ on prêdkoœæ 5,6 m/s. Chód sportowy jak oszczêdzaæ energiê? 49

11 50 Piœmiennictwo 1. Bober T.: Biomechanika chodu i biegu. Wroc³aw AWF. 2. Bober T.: Technika sportowa ujêcie biomechaniczne. [w:] Zagadnienia biomechaniki sportu technika ruchu. [red.] C. Urbanik. Warszawa AWF. 3. Chwa³a W., Mirek W., Mleczko E., Ruchlewicz T.: Wp³yw indywidualnego wzorca koñczyn dolnych chodziarza na zakresy ruchów tu³owia i koñczyn górnych w ruchu z prêdkoœci¹ startow¹. Antropomotoryka 2005, vol. 15, nr 30, Ernst K.: Fizyka sportu. Warszawa Wydawnictwo Naukowe PWN. 5. Gard S. A., Miff S. C., Kuo A. D.: Comparison of kinematic and kinetic methods for computing the vertical motion of the body center of mass during walking. Human Movement Science 2004, 22, Kisiel K.: Kontrola treningu w chodzie sportowym. [w:] Wybrane zagadnienia kontroli procesu treningu w sporcie wyczynowym [red.] T. Gabryœ, A. Kosmol. Warszawa Alma-Press. 7. Matsuo A., Fukunaga T., Fujimatsu H.: Biomechanical Analysis of Walking. Biomechanics VII-B, PWN-Polish Publishers, Warszawa Baltimore University Park Press. 8. Morecki A., Jaworek K., Zieliñska T.: Biomechaniczne aspekty funkcji manipulacyjno-lokomocyjnych cz³owieka i zwierz¹t. Problemy biocybernetyki i in ynierii biomedycznej. Biomechanika t. V. Warszawa Wydawnictwo Komunikacji i ¹cznoœci. 9. Perry J.: Gait Analysis. Thorofare 1992, Slack. 10. Ruchlewicz T., Staszkiewicz R., Chwa³a W., Laska J.: Parametry biomechaniczne chodu sportowego na przyk³adzie badañ zawodnika klasy mistrzowskiej miêdzynarodowej. [w:] Zagadnienia biomechaniki sportu technika ruchu, [red.] C. Urbanik. Warszawa AWF. 11. Staszkiewicz R., Ruchlewicz T., Nosiadek L.: Zmiany wybranych parametrów chodu w zale noœci od prêdkoœci. Acta of Bioengineering and Biomechanics 1999, vol. 1, suppl. 1: Szopa J., Mleczko E., ak S.: Podstawy antropomotoryki. Kraków-Warszawa PWN Vicon 512 Users Manual. Oxford Metrics Ltd. 14. Whittle M.W.: Three-dimensional motion of the center of gravity of the body during walking. Human Movement Science 1997, 16, ss Zagrobelny Z., WoŸniewski M.: Biomechanika kliniczna czêœæ ogólna. Wroc³aw AWF. 16. o³¹dÿ J.: Wydolnoœæ fizyczna cz³owieka. [w:] Fizjologiczne podstawy wysi³ku fizycznego, [red.] J. Górski. Warszawa PZWL. 50