Trój-płaszczyznowość pronacji u biegowej elity

W jednym z ostatnich wpisów omawialiśmy ciekawą różnicę w technice biegu, która wydaje się oddzielać biegową elitę od amatorów. Parametr, na podstawie którego powstał tamten wpis, skupiał się na przyspieszeniu w osi przód-tył. Okazuje się jednak, że spojrzenie na inne osie odsłania przed nami wcale nie mniej zadziwiające wnioski.

W dzisiejszej analizie przyjrzymy się bliżej temu co dzieje się z kompleksem stopa-łydka, w momencie uderzenia o ziemię, patrząc z perspektywy osi góra-dół.

Oto przykładowy wykres przeciążeń w pionie, działających na kostkę
wybranego biegacza-amatora, w czasie kontaktu z stopy z podłożem:

Pozioma oś to milisekundy. Pionowa to przeciążenie mierzone jako wielokrotność przyspieszenia ziemskiego.

Gdy wykres znajduje się po stronie dodatniej, oznacza to, że kostka biegacza poddawana jest przyspieszeniu działającymi w górę (w kierunku przeciwnym do kierunku działania grawitacji). Wartości ujemne na wykresie oznaczają przyspieszenie w dół (w kierunku zgodnym z kierunkiem grawitacji).

Jak widać na wykresie w okolicy 50 – 100 ms od rozpoczęcia pomiaru, (na tym etapie nie mamy jeszcze kontaktu z podłożem) kostka poddawana jest przyspieszeniu w górę. Jest to związane z wymachem stopy w przód, tak aby wyprzedzała ona ciało, tak jak widać to na zdjęciu poniżej:

Kolejny kluczowy moment pojawia się na wykresie w okolicy 155 ms. Jest to moment Initial Contact (IC), czyli moment pierwszego kontaktu stopy z podłożem (zdjęcie poniżej):

Krótko po tym momencie wykres zaczyna intensywnie rosnąć, aby ok.
20 ms po IC osiagnąć apogeum przyspieszenia działającego w górę. Jest to przyspieszenie wynikające z tego, że ziemia wyhamowuje stopę biegacza (nie pozwala jej dalej spadać w kierunku jądra ziemi).

Nie oznacza to, że biegacz już na tym etapie wytwarza jakąkolwiek prędkość w górę. To co się tu dzieje to sytuacja, w której biegacz jeszcze przed chwilą miał pewną prędkość w kierunku w dół (do ziemi), ale kontakt z ziemią poprzez dodatnie przyspieszenie w kierunku w górę, wyzerował tę wcześniej posiadaną prędkość.

Następnie, jak widzimy na wykresie, w przedziale od 200 do 280 ms, ma miejsce cała seria przeciążeń korekcyjnych, których natury nie będziemy dziś dokładniej omawiać, aż wreszcie w okolicy 280 ms znów zaczyna pojawiać się dodatnie przyspieszenie związane z odrywaniem stopy od podłoża, które ma miejsce okolicy 300 ms (Last Foot Contact – LFC).

Oczywiście kształt tego wykresu będzie nieco różnił się w zależności od osoby, która biegnie i prędkości z jaką biegnie, jednak ogólne następowanie po sobie omawianych faz jest zawsze takie same.

A jak robi to elita?

Niebieska linia na poniższym wykresie jest tą samą, którą omawialiśmy przed chwilą. Czerwona z kolei pokazuje jak ten sam wykres wygląda w przypadku przykładowego przedstawiciela biegowej elity.

O ile pomniejszych różnic można znaleźć sporo, to jedna, kluczowa, na której skupimy się dzisiaj pojawia się tuż w okolicy 160 ms na wykresie, tuż po IC, ale jeszcze przed pikiem pionowego uderzenia o ziemię.

Pik w dół na czerwonej linii jest w tej okolicy bardzo wyraźny, wygląda wręcz jak jakiś artefakt, a nie prawidłowy pomiar.

To nie artefakt

Aby lepiej zbadać dziwny dodatkowy pik u biegowego zawodowca poprosiłem grupę 13 osób (4 biegowych zawodowców i 9 amatorów) o bieg z tempem 3:20 min / km, a następnie u każdej z tych osób zmierzyłem głębokość na jaką sięgał ewentualny pik, który miałby się pojawić w tym konkretnych momencie.

Oto wyniki takiego eksperymentu:

Wykres ten pokazuje jak głęboki był wspomniany pik u 13 różnych osób. Niebieskie słupki to amatorzy. Czerwone to zawodowcy. Okazuje się, że wyniki dość łatwo można podzielić na dwie grupy:

• osoby, które miały płytkie tajemnicze dołki (< 1g)
• osoby, które miały głębokie tajemnicze dołki (> 2g)

Tak sztywny podział jest możliwy, gdyż akurat w tym badaniu nikt nie osiągnął wartości pośrednich, większych od 1g, ale mniejszych od 2g.

Patrząc na wykres widzimy, że:

• W grupie z głębokimi dołkami znalazło się aż 75% (3/4) zawodowców i tylko 33% (3/9) amatorów.
• W grupie z płytkimi dołkami znalazło się tylko 25% (1/4) zawodowców i aż 66% (6/9) amatorów.

Oznacza to, że:

Umiejętność wygenerowania wyraźnego piku przyspieszenia w dół, już po IC, ale przed pikiem uderzenia o ziemię, jest cechą bliższą lepszym technicznie biegaczom.

Jednocześnie patrząc na fakt, że część amatorów była w stanie wygenerować tego typu głęboki pik, może świadczyć o tym, że umiejętność ta jest pomocna w efektywnym biegu, ale sama w sobie nie jest wystarczająca do jego osiągnięcia.

Czym jest tajemniczy dołek?

Dołek na wykresie, który dziś omawiamy, jeśli już ma się na nim pojawić, zaczyna pojawiać się równocześnie z początkiem pronacji mierzonej w osi przyśrodkowo-bocznej i kończy się zanim pronacja osiągnie swoje apogeum.

Oznacza to, że najprawdopodobniej jest to wynik tego samego ruchu pronacji, widziany pod innym kątem (z punktu widzenia innej osi). Jak wiemy, ruch pronacji odbywa się we wszystkich 3 płaszczyznach jednocześnie, stąd możliwość obserwacji jego poszczególnych składowych na różnych osiach.

Ta teoria dobrze tłumaczy dlaczego w ogóle pojawia się tego typu dołek. Nie tłumaczy jednak tego, dlaczego u nieco ponad połowy badanych biegaczy, takiego dołka nie ma. Czy pronacja u tych osób nie jest trój-płaszczyznowa? Czy stopy / kostki tych osób są zbyt sztywne, przez co jedna komponenta pronacji dominuje nad inną? Na te pytania nie mamy na razie odpowiedzi.