Biomechanika biegu

BIOMECHANIKA BIEGU
Bieg charakteryzuje asymetryczne poruszanie nogami, z których tylko połowa może równocześnie dotykać ziemi (u czworonogów 2 nogi, u ludzi 1 noga). W fazie lotu wszystkie nogi wraz z ciałem unoszą się w powietrzu. W biegu czas fazy lotu jest do dwóch razy dłuższy od czasu fazy podporowej. Podczas biegu nie może nastąpić bardzo silne odbicie tylną kończyną bo wówczas wydłuża się faza lotu przy skróconym czasie fazy podporowej (odbicie) ? taka forma charakteryzuje skok.

Bieg ? jest formą lokomocji charakteryzującą się przemieszczaniem ciała człowieka
w przestrzeni i czasie w wyniku rozwijania sił napędowych kończynami dolnymi
w jedno podporowych występujących po sobie fazach.

Bieg ? struktura kinematyczna.

W biegu stosujemy dwie techniki stawiania stopy:
technika piętowa,
technika śródstopia.

a ? faza podparcia,
b ? faza lotu,
a1,a2 ? faza odbicia,
b1, b2 ? podział na wznoszenie i opadanie ciała.

Jedną z form ruchawych gdzie wykorzystujemy bieg ze średnią lub max. V jest sport. Najszybciej biegają sprinterzy którzy osiągają V od 10 do 15 m/s w zależności od dystansu 100 ? 200 m. Ze średnią prędkością biegają np. maratończycy (40 km ? około 2,10 h) V ? 5,5 m/s. Prędkość kobiet i mężczyzn różni się zasadniczo. Okazuje się, że kobiety ustępują mężczyzną pod względem prędkości biegu o około 8-10 % na dystansach 100 do 5000 m i około 15 % na dystansach 10 km i dłuższych.

W biegu (w jednym kroku) wyróżniamy fazę podporu na jednej nodze, fazę lotu, czyli moment gdy obydwie stopy są równocześnie oderwane od podłoża. Fazę podporu można podzielić na fazę amortyzacji i odbicia, fazę lotu zaś na wznoszenie i opadanie. Faza amortyzacji zaczyna się z chwilą zetknięcia się stopy z podłożem i trwa do momentu gdy ciało znajduje się w najniższym położeniu. Faza odbicia jest to dalsza część podporu. W tej fazie ma miejsce wznoszenie ogólnego środka ciężkości (OSC) i prostowanie kończyny podporowej w stawie biodrowym, w końcu fazy dochodzi do tyłozgięcia oraz zginania podeszwy stopy. Kolejną fazą całego cyklu nóg jest tylny wymach i po tym zaczyna się faza przedniego wymachu. W tej fazie udo prostuje się w przód wraz ze stawem kolanowym. Wysuwanie stopy w przód pokrywa się z odbiciem drugiej nogi, wzlotem ciała,
a następnie opadaniem. Wykonanie przedniego wymachu jest przygotowaniem
do lądowania na tej nodze i rozpoczęcia następnego cyklu pracy.

CO SIĘ DZIEJE ZE STOPĄ PODCZAS BIEGU?

W biegu, w trakcie przenoszenia ciężaru ciała z piety na palce stopa wykonuje poprzeczne ruchy, do wewnątrz i na zewnątrz- pronuje i supinuje. Właściwe połączenie tych ruchów, w odpowiednich proporcjach pozwala utrzymać nogę w prostej pozycji, zamortyzować siłę uderzenia i znacznie obniżyć ryzyko kontuzji. Stopa pronuje aby zamortyzować uderzenie i znaleźć podparcie.

FAZA KONTAKTU:
Faza kontaktu- uderzenie częściej zewnętrzną częścią pięty to pierwszy, amortyzujący kontakt z podłożem. Stopa zaczyna pronować- kostka skręca się do środka stopa opuszcza do momentu w którym przednia jej część uzyskuje kontakt z podłożem. Ta faza trwa około 25% łącznego czasu w jakim stopa styka się z podłożem.

FAZA ŚRODKOWEGO WSPARCIA:

Faza środkowego wsparcia- cała stopa styka się z podłożem. Do tego momentu pronacja powinna się zakończyć stopa musi zachowywać się jak stabilna platforma gdyż waga całego ciała spoczywa teraz na niej(druga stopa w tym momencie jest w fazie lotu).Na struktury stopy działają teraz bardzo duże siły ale niezmiernie ważne dla jej prawidłowego funkcjonowania jest aby jej podeszwa zachowała swoja łukowatość. Tylko wtedy zapewni stawowi właściwa stabilność. Jednym z najważniejszych obciążanych elementów jest rozcięgno podeszwowe, które działa jak elastyczny pas zapobiegający spłaszczeniom stopy i magazynujący energie, która ma następnie zostać użyta przy odbiciu. Ta faza trwa ok.50% łącznego czasu zetknięcia z podłożem. Niestety u większości populacji struktury wewnątrz stopy są w jakimś stopniu ułomne, osłabione, uszkodzone. Przyczyny tego mogą być różne. Jednak to powoduje ze stopa w trakcie naprężenia ścięgien nadal pronuje a zatem jest niestabilna. to w efekcie może być przyczyną różnych kontuzji- np. Ścięgna Achillesa, kolan (choćby łąkotek)

Na zdjęciu widać nieprawidłowa pronującą stopę, kostka przechyla się w lewo, jej środek ciężkości nadal się obniża (i skręca ku wnętrzu).

FAZA ODBICIA:
Faza odbicia zaczyna się kiedy tylko pieta przestaje stykać się z podłożem. System kości i ścięgien dzieła jak mechanizm dźwigniowy. Stopa powinna w tym momencie SUPINOWAĆ ( czyli skręcać się ku swej zewnętrznej krawędzi).Wtedy wszystkie kości przedniej jej części stopy mogą spiąć się względem siebie tworząc platformę utrzymującą całe ciało. Jeśli działanie wspomnianego mechanizmu dźwigniowego jest opóźnione choćby z powodu niepoprawnego(zbyt długiego)pronowania stopy, to może uniemożliwić prawidłowe (mocne i dynamiczne) odbicie oraz zwiększać ryzyko kontuzji.