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

problemy

Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu

Wydział Wychowania Fizycznego

Dr hab. Krzysztof Maćkała

AWF Wrocław

2

Wprowadzenie

Sprint

Aspekt naukowy

Technika biegu

Mechanika biegu

Analiza kinematyczna,

Analiza kinetyczna

EMG

Prędkość

Częstotliwość kroku

Aplikacja praktyczna

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

4Hay

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

Wprowadzenie

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

2. 100 m jako wzorzec do analizy czasu, długości i częstotliwością kroku

3. Związek między strukturą ruchu biegu sprinterskiego (technika) a prędkością

6

Biegi krótkie

Poprawa skuteczności biegu sprinterskiego, nie nastąpitylko poprzez wzrost samej prędkości biegowej, ale przedewszystkim po znacznej poprawie umiejętności technicznychsprintera, które powinny być dostosowane do wzrostupoziomu jego/jej zdolności motorycznych

7

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

Technika biegu

9

Udział poszczególnych składowych

przebiegu ruchu w biegu na 100 m

1%

5%

64%

18%

12%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

czas reakcji

wyjście z bloku startowego

przyspieszenie startowe

utrzymanie maksymalnej prędkości

stopień obniżenia maksymalnej prędkości

10

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)

Charakterystyczne położenie ciała w pojedynczym

kroku sprinterskim

11

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

12

Cykl ruchu kończyn dolnych

13

Faza tylnego wymachu rozpoczyna się w chwili odbicia i trwado momentu biegu udo nogi wymachowej jest ułożone pionowodo podłoża

Faza przejścia - z tylnego wymachu do przedniego rozpoczynasię od momentu, gdy uda nogi wymachowej jest ustawionepionowo, dalszy ruch kolana do momentu maksymalnego jegouniesienia, to jest do momentu kiedy udo nogi wymachowej jestułożone poziomo do podłoża

Faza przedniego wymachu rozpoczyna się momenciewysokiego ustawienia kolana i kontynuuje do momentu kiedybiodro i kolano jest wyprowadzone w przód i przygotowane dolądowania

Cykl ruchu kończyn dolnych - faza

wymachowa

14

Cykl ruchu kończyn dolnych - faza

podporowa

Faza przedniego podporu rozpoczyna się w chwililądowania i trwa w przybliżeniu połowę całej fazypodporowej

Faza tylniego podporu zaczyna się w przybliżeniu wpołowie fazy podporowej i trwa do chwili dobicia(oderwania stopy od podłoża)

15

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

16

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

17

Przebieg ruchu stopy podczas

pojedynczego kroku w biegu sprinterskim

18

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

19

Krzywa sił reakcji podłoża podczas biegu na

palcach z prędkością 9,2 m/s,

• (y) pozioma

• (z) pionowa

• (x) boczna

Aktywność mięśniowa (EMG) w obrębie stawu

kolanowego i biodrowego

Kinematyczna i mięśniowa czynność (EMG) w czasie jednego

pełnego kroku w biegu sprinterskim

22

Mięśniowa czynność (EMG) w czasie jednego

pełnego kroku w biegu sprinterskim

23

Prędkość biegowa lub prędkość lokomocyjna

Jest określona jako zdolność do przemieszczania się na określoną odległości w jak najmniejszymprzedziale czasu z maksymalną szybkością przemieszczania się przy wysokim poziomiekoordynacji nerwowo-mięśniowej. Dlatego czysta prędkość ruchu musi być analizowana jako biegpo prostym odcinku z maksymalną prędkością (100m ) lub z mechanicznego punktu widzenia, jakoprędkości 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

24

Prędkość biegowa

25

Mechanicznie mówiąc - prędkości jest

określona przez iloczyn długości kroku iczęstotliwości

26Hay

Schemat czynników biomechanicznych biegu

sprinterskiego

27

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

28

Determinanty wyznaczające długość kroku

29Hay

Determinanty wyznaczające częstotliwość

kroku

30

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

31

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

Składki wyznaczające łączną długość

kroku

32

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

33

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

34

Częstotliwość kroku

Posumowanie:

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 - 40-45% 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

35

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

36

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).

37

Krzywa zmian prędkości (prędkość chwilową) dla

przeciętnego sprinter (10,78 s)

Graficzna ilustracja treningu w biegu

na 100 m

38

Koncepcja wielowymiarowej struktury

kształtowania zdolności szybkościowych w

treningu biegów krótkich

39

40

Praktyczne zastosowanie

Aplikacja ćwiczeń, które wykorzystują te same grupy mięśniowe iwielkość 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

Dziękuję za uwagę