Biegi krótkie: technika, trening: nowe spojrzenie- perspektywy i problemy

Transkrypt

1 Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu Wydział Wychowania Fizycznego Biegi krótkie: technika, trening: nowe spojrzenie- perspektywy i problemy Dr hab. Krzysztof Maćkała AWF Wrocław

2 2 Wprowadzenie Sprint Aspekt naukowy Technika biegu Mechanika biegu Analiza kinematyczna, Analiza kinetyczna EMG Prędkość Częstotliwość kroku Aplikacja praktyczna

3 3 Zastosowanie biomechaniki w analizie ruchu Kinematyka odnosi się do obszaru badań, które zajmują się czynnikami czasu i przestrzeni w ruchu: długość czas kąt prędkość przyśpieszenie Kinetyka odnosi się do obszaru badań, które dotyczą sił działających na układ siła Impuls pęd Elektromiografia (EMG) - technika stosowana do wykrywania i zapisu poziomu aktywności mięśni

4 Wprowadzenie Zrozumienie czynników biomechanicznych biegów krótkich jest przydatna ze względu na ich wartość krytyczną w stosunku do uzyskanego wyniku sportowego (czasu). Istotnymi czynnikami są: czas reakcji, technika elektromiografia (EMG) mięśnia, generowanie siły, czynniki nerwowe struktura mięśni 4Hay

5 5 Aspekty naukowe w biegach krótkich Ważne dla poprawy zdolności biegu sprinterskiego 1. Sprawność mechaniczna w biegu sprinterskim 2. Wspólny moment obrotowy i moc w biegu sprinterskim 3. Aktywność mięśniowa w biegu sprinterskim Ważne dla praktycznej aplikacji 1. Związek między aktywnością mięśniową a strukturą ruchu biegu sprinterskiego m jako wzorzec do analizy czasu, długości i częstotliwością kroku 3. Związek między strukturą ruchu biegu sprinterskiego (technika) a prędkością

6 6 Biegi krótkie Poprawa skuteczności biegu sprinterskiego, nie nastąpi tylko poprzez wzrost samej prędkości biegowej, ale przede wszystkim po znacznej poprawie umiejętności technicznych sprintera, które powinny być dostosowane do wzrostu poziomu jego/jej zdolności motorycznych

7 7 Technika biegu Technika biegu można zdefiniować jako sposób wykonywania szczególnego wzorca ruchu, który zapewnienia właściwego wykorzystanie siły zawodnika i sił zewnętrznych, które działają na niego w celu uzyskania maksymalnej / optymalnej prędkość i utrzymania jej w możliwie jak najdłuższym czasie

8 9 Udział poszczególnych składowych przebiegu ruchu w biegu na 100 m stopień obniżenia maksymalnej prędkości 12% utrzymanie maksymalnej prędkości 18% przyspieszenie startowe 64% wyjście z bloku startowego 5% czas reakcji 1% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

9 Technika biegu w fazie maksymalnej prędkości Wysoko na śródstopiu Pieta wysoko uniesiona Udo uniesione wysoko równolegle do podłoża Biodra wysoko uniesione Mocny tylny i przedni wymach Mocna naprzemianstronna praca kończyn górnych Krok wysoko wyprowadzony (na wysokości przeciwległego kolana) 10

10 Charakterystyczne położenie ciała w pojedynczym kroku sprinterskim Faza biegu: a) podporowa b) lotu Fazy cyklu ruchu kończyn dolnych 1. faza amortyzacji (przedni podpór)) 2. faza odbicia (tylny podpór) 3. tylny wymach 4. przedni wymach 11

11 Cykl ruchu kończyn dolnych 12

12 Cykl ruchu kończyn dolnych - faza wymachowa Faza tylnego wymachu rozpoczyna się w chwili odbicia i trwa do momentu biegu udo nogi wymachowej jest ułożone pionowo do podłoża Faza przejścia - z tylnego wymachu do przedniego rozpoczyna się od momentu, gdy uda nogi wymachowej jest ustawione pionowo, dalszy ruch kolana do momentu maksymalnego jego uniesienia, to jest do momentu kiedy udo nogi wymachowej jest ułożone poziomo do podłoża Faza przedniego wymachu rozpoczyna się momencie wysokiego ustawienia kolana i kontynuuje do momentu kiedy biodro i kolano jest wyprowadzone w przód i przygotowane do lądowania 13

13 Cykl ruchu kończyn dolnych - faza podporowa Faza przedniego podporu rozpoczyna się w chwili lądowania i trwa w przybliżeniu połowę całej fazy podporowej Faza tylniego podporu zaczyna się w przybliżeniu w połowie fazy podporowej i trwa do chwili dobicia (oderwania stopy od podłoża) 14

14 Kinematic analysis of running stride s [cm] długość kroku t1 t4 [s] czas wykonania czterech kroków T k czas kontaktu stopy z podłożem λ [ ] kat uniesienia uda γ - [ ] kat w momencie lądowania ή - [ ] kat tułowia φ - [ ] kat miedzy tułowiem a udem nogi wymachowej έ - [ /s²] średnie przyspieszenie kątowe uda 15

15 Definicja wspólnych katów w analizie kinetycznej _TD [º] - kąt w stawie kolanowym w momencie lądowania _TD [º] - zgięcie w stawie kolanowym w czasie d /dt śred. [º/s] - średnia prędkość zgięcia w stawie kolanowym d /dt maks. [º/s] - maksymalna prędkość chwilowa zgięcia w stawie kolanowym d /dt_ TD [º/s] - prędkość wyprostu biodra w momencie lądowania v x Tip [m/s] - prędkość pozioma przemieszczenia się końca stopy w momencie poprzedzającym lądowanie _ TD [º] kąt tułowia w momencie lądowania 16

16 Przebieg ruchu stopy podczas pojedynczego kroku w biegu sprinterskim 17

17 Schemat drogi przemieszczenia się OSC w fazie pojedynczego cyklu kroku biegowego kroku a 1,2 = poziome przemieszczenie w fazie lotu, b 1,2 = poziome przemieszczenie w fazie podporu (1 faza ekscentryczna, 2- faza koncentryczna), h 1-4 = pionowe przemieszczenie 18

18 Krzywa sił reakcji podłoża podczas biegu na palcach z prędkością 9,2 m/s, (y) pozioma (z) pionowa (x) boczna 19

19 Aktywność mięśniowa (EMG) w obrębie stawu kolanowego i biodrowego

20 Kinematyczna i mięśniowa czynność (EMG) w czasie jednego pełnego kroku w biegu sprinterskim

21 Mięśniowa czynność (EMG) w czasie jednego pełnego kroku w biegu sprinterskim 22

22 Prędkość biegowa lub prędkość lokomocyjna Jest określona jako zdolność do przemieszczania się na określoną odległości w jak najmniejszym przedziale czasu z maksymalną szybkością przemieszczania się przy wysokim poziomie koordynacji nerwowo-mięśniowej. Dlatego czysta prędkość ruchu musi być analizowana jako bieg po prostym odcinku z maksymalną prędkością (100m ) lub z mechanicznego punktu widzenia, jako prędkości liniowa. Prędkość obrotowa lub prędkość liniowa ("V") zależy od czterech czynników: Prędkości początkowej (Vi) Wielkości i kierunku przyłożenia siły (wypadkowej) (F) masy ciała (M) czas aplikacji siły (T) Innymi słowy prędkość biegowa lub prędkość lokomocji jest po prostu zależna od czasu potrzebnego na pokonanie określonego dystansu tak szybko jak jest to możliwe. Jest to również wypadkowa dwóch bardzo ważnych parametrów: długość kroku i częstotliwości krok 23

23 Prędkość biegowa 24

24 Mechanicznie mówiąc - prędkości jest określona przez iloczyn długości kroku i częstotliwości 25

25 Schemat czynników biomechanicznych biegu sprinterskiego 26Hay

26 Prędkość biegowa Długość kroku x częstotliwość kroku Przy większych prędkościach biegu (powyżej 7 m / s) częstotliwość kroku wzrasta bardziej niż długość kroku - Do 2,6 m długości kroku - 5 Hz Częstotliwość kroku Wyzwalana siła wzrasta wraz ze wzrostem prędkości biegu - Do 4,6 x masy ciała - Ciężar 5,5 x NB ciała dla pięty na 9, 5 m / s Maksymalna prędkość kontaktu stopy z podłożem zawiera się między 0,08-0,1 s Zwiększenie długości kroku, częstotliwości kroku, wyzwolenia siły lub spadek czasu kontaktu stopy z podłożem spowoduje wzrost prędkości biegu 27

27 Determinanty wyznaczające długość kroku 28

28 Determinanty wyznaczające częstotliwość kroku 29Hay

29 Najbardziej przydatne parametry prędkości biegowej Czas trwania fazy podporowej Czas trwania fazy hamowania (oporowej) Minimalna impuls fazy hamowania (oporowej) Maksymalna impulsem w fazie odbicia Utrzymanie maksymalnej prędkości poziomej SC w fazie hamowania Maksymalna prędkość tzw. łapania podłoża przez stopę w fazie przedniego wymachu 30

30 Długość kroku i częstotliwość wykonania kroku są wzajemnie zależne i zależą od: Cech morfologicznych Czasu trwania fazy podporowej Siły generowanej w fazie przedniego i tylnego podporu 31

31 Składki wyznaczające łączną długość kroku Odległość w fazie odbicia - pozioma odległość w której ŚC jest przesunięty do przodu w fazie odbicia, w momencie kiedy sprinter opuszcza podłoże Faza podporowa Odległość w fazie lotu - pozioma odległość, w której ŚC przemieszcza się, kiedy sprinter jest w powietrzu Faza lotu Odległość w fazie lądowania - pozioma odległość, w której stopa nogi lądującej na podłoże jest z przodu ŚC zawodnika Faza podporowa 32

32 Długość kroku Posumowanie: Odległość w fazie odbicia - pozioma odległość w której ŚC jest przesunięty do przodu w fazie odbicia, w momencie kiedy sprinter opuszcza podłoże Odległość w fazie lotu - pozioma odległość, w której ŚC przemieszcza się, kiedy sprinter jest w powietrzu Odległość w fazie lądowania - pozioma odległość, w której stopa nogi lądującej na podłoże jest z przodu ŚC zawodnika 33

33 Posumowanie: Częstotliwość kroku Kombinacja czasu kontaktu stopy z podłożem i czasu fazy lotu Stosunek czasu kontaktu z czasem fazy lotu 2: 1 podczas startu 1: 1,3 / 1: 1,5 przy maksymalnej prędkości Start - 67% czasu kontaktu Prędkość maksymalna % czasu kontaktu Czas kontaktu stopy z podłożem jest regulowany przez: prędkość odbicia z poprzedniego kroku prędkość przemieszczania stopy nogi podporowej przemieszczenie ciało do przodu i do góry w następnej fazie lotu 34

34 Długość kroku (SL) oraz częstotliwość kroku (SR) przy różnych prędkościach biegu 35

35 Możliwości poprawy prędkości biegu w zależności od zmian długości i częstotliwości kroku V + V = (L + L) f where (f ~ constant), V + V = L (f + f) where(l ~ constant), V + V = (L + L) (f + f), V + V = (L + L) (f f); [(L + L) (f f) > L f,]. V + V = (L L) (f + f); [(L L) (f + f) > L f]. V const= (L + L) (f f); (L L) (f + f). 36

36 Krzywa zmian prędkości (prędkość chwilową) dla przeciętnego sprinter (10,78 s) 37

37 Graficzna ilustracja treningu w biegu na 100 m 38

38 Koncepcja wielowymiarowej struktury kształtowania zdolności szybkościowych w treningu biegów krótkich 39

39 Praktyczne zastosowanie Aplikacja ćwiczeń, które wykorzystują te same grupy mięśniowe i wielkość wyzwolonej siły w zadaniu (struktura ruchowa) startowym Skip A, B, C Skip D (nożyce) Turn-overs Wieloskoki Na jednej nodze naprzemienny Odbicie z dwóch stóp Continuous Przyspieszenia Odcinki biegowe z maksymalna prędkością 40

40 Dziękuję za uwagę