Zderzenie dwóch obiektów ma charakter czysto fizyczny. Dotyczy to zarówno samochodu pędzącego z dużą prędkością na autostradzie, kuli bilardowej toczącej się po filcowym stole, jak i biegacza zderzającego się z ziemią z prędkością 180 kroków na minutę.
Specyficzne cechy kontaktu stóp z podłożem determinują prędkość biegu biegacza, ale większość biegaczy rzadko poświęca czas na badanie „dynamiki zderzeń”. Biegacze zwracają uwagę na liczbę przebytych tygodniowo kilometrów, dystans biegu długodystansowego, prędkość biegu, tętno, strukturę treningu interwałowego itp., ale często pomijają fakt, że zdolność biegowa zależy od jakości interakcji biegacza z podłożem, a wyniki wszystkich kontaktów zależą od kąta, pod jakim przedmioty stykają się ze sobą. Ludzie rozumieją tę zasadę, grając w bilard, ale często pomijają ją podczas biegania. Zazwyczaj nie zwracają w ogóle uwagi na kąty, pod którymi ich nogi i stopy stykają się z podłożem, mimo że niektóre kąty są ściśle związane z maksymalizacją siły napędowej i minimalizacją ryzyka kontuzji, podczas gdy inne generują dodatkową siłę hamowania i zwiększają prawdopodobieństwo kontuzji.
Ludzie biegają swoim naturalnym chodem i mocno wierzą, że jest to najlepszy tryb biegania. Większość biegaczy nie przywiązuje wagi do punktu przyłożenia siły w kontakcie z podłożem (czy dotykają podłoża piętą, podeszwą całej stopy czy przednią częścią stopy). Nawet jeśli wybiorą niewłaściwy punkt kontaktu, który zwiększa siłę hamowania i ryzyko kontuzji, nadal generują większą siłę przez nogi. Niewielu biegaczy bierze pod uwagę twardość swoich nóg w kontakcie z podłożem, chociaż twardość ma istotny wpływ na wzór siły uderzenia. Na przykład, im większa sztywność podłoża, tym większa siła przekazywana z powrotem do nóg biegacza po uderzeniu. Im większa twardość nóg, tym większa siła do przodu generowana podczas odpychania się od podłoża.
Zwracając uwagę na takie elementy, jak kąt kontaktu nóg i stóp z podłożem, punkt styku oraz twardość nóg, można przewidzieć i powtarzać kontakt biegacza z podłożem. Co więcej, ponieważ żaden biegacz (nawet Usain Bolt) nie porusza się z prędkością światła, prawa ruchu Newtona mają zastosowanie do rezultatu kontaktu, niezależnie od intensywności treningu, tętna czy wydolności tlenowej biegacza.
Z perspektywy siły uderzenia i prędkości biegu, trzecia zasada dynamiki Newtona jest szczególnie ważna: mówi nam, że jeśli noga biegacza jest stosunkowo prosta w momencie kontaktu z podłożem, a stopa znajduje się przed ciałem, to stopa ta będzie dotykać podłoża do przodu i w dół, podczas gdy podłoże będzie popychać nogę i ciało biegacza w górę i w tył.
Jak powiedział Newton: „Wszystkie siły mają siły reakcji o równej wartości, ale przeciwnych kierunkach”. W tym przypadku kierunek siły reakcji jest dokładnie przeciwny do kierunku ruchu, na który liczy biegacz. Innymi słowy, biegacz chce się poruszać do przodu, ale siła powstająca po zetknięciu z podłożem będzie go odpychać w górę i do tyłu (jak pokazano na poniższym rysunku).
Gdy biegacz dotyka podłoża piętą, a stopa znajduje się przed ciałem, kierunek początkowej siły uderzenia (i wynikającej z niej siły ciągu) jest skierowany w górę i do tyłu, co jest dalekie od oczekiwanego kierunku ruchu biegacza.
Gdy biegacz dotyka podłoża pod niewłaściwym kątem, prawo Newtona głosi, że generowana siła nie może być optymalna, a biegacz nigdy nie osiągnie najwyższej prędkości biegu. Dlatego biegacze muszą nauczyć się używać prawidłowego kąta kontaktu z podłożem, co jest fundamentalnym elementem prawidłowego wzorca biegu.
Kluczowy kąt w kontakcie z podłożem nazywa się „kątem piszczeli”, który jest określany przez stopień kąta utworzonego między kością piszczelową a podłożem, gdy stopa po raz pierwszy dotyka podłoża. Dokładny moment pomiaru kąta piszczeli to moment pierwszego kontaktu stopy z podłożem. Aby określić kąt kości piszczelowej, należy narysować prostą równoległą do kości piszczelowej, zaczynając od środka stawu kolanowego i prowadząc do podłoża. Kolejna linia zaczyna się od punktu kontaktu linii równoległej do kości piszczelowej z podłożem i jest narysowana prostopadle do podłoża. Następnie odejmij 90 stopni od tego kąta, aby uzyskać rzeczywisty kąt kości piszczelowej, który jest stopniem kąta utworzonego między kością piszczelową w punkcie kontaktu a prostą prostopadłą do podłoża.
Na przykład, jeśli kąt między podłożem a kością piszczelową w momencie pierwszego kontaktu stopy z podłożem wynosi 100 stopni (jak pokazano na poniższym rysunku), to rzeczywisty kąt kości piszczelowej wynosi 10 stopni (100 stopni minus 90 stopni). Należy pamiętać, że kąt kości piszczelowej to w rzeczywistości kąt między linią prostą prostopadłą do podłoża w punkcie styku a kością piszczelową.
Kąt piszczelowy to kąt między kością piszczelową w punkcie styku a linią prostą prostopadłą do podłoża. Kąt piszczelowy może być dodatni, zerowy lub ujemny. Jeśli kość piszczelowa odchyla się do przodu od stawu kolanowego w momencie kontaktu stopy z podłożem, kąt piszczelowy jest dodatni (jak pokazano na poniższym rysunku).
Jeżeli kość piszczelowa jest dokładnie prostopadła do podłoża w momencie jego kontaktu ze stopą, kąt piszczeli wynosi zero (jak pokazano na poniższym rysunku).
Jeśli kość piszczelowa odchyla się do przodu od stawu kolanowego w kontakcie z podłożem, kąt piszczelowy jest dodatni. W kontakcie z podłożem kąt piszczelowy wynosi -6 stopni (84 stopnie minus 90 stopni) (jak pokazano na poniższym rysunku), a biegacz może upaść do przodu w kontakcie z podłożem. Jeśli kość piszczelowa odchyla się do tyłu od stawu kolanowego w kontakcie z podłożem, kąt piszczelowy jest ujemny.
Powiedziawszy to wszystko, czy zrozumiałeś elementy schematu biegu?
Czas publikacji: 22-04-2025