Biomekanik Lari

Biomekanik Lari

Oleh :Muharil.S.Pd

Berlari melibatkan fase akselerasi cepat diikuti dengan tahap pemeliharaan kecepatan. Selama tahap awal berlari, pelari memiliki tubuh bagian atas mereka miring ke depan untuk mengarahkan pasukan reaksi tanah lebih horizontal. Saat mereka mencapai kecepatan maksimum mereka, batang tubuh meluruskan keluar ke posisi tegak. Tujuan dari berlari adalah untuk mencapai dan mempertahankan kecepatan tinggi atas untuk menutupi jarak tertentu dalam waktu sesingkat mungkin. Banyak penelitian telah diinvestasikan dalam mengukur faktor-faktor biologis dan matematika yang mengatur berlari. Untuk mencapai ini kecepatan tinggi, telah ditemukan bahwa pelari harus menerapkan sejumlah besar kekuatan ke tanah untuk mencapai percepatan yang diinginkan, daripada mengambil langkah-langkah yang lebih cepat.

Isi

    1 Mengukur mekanik berlari dan persamaan yang mengatur
    2 Kinetics
        2.1 Leg Muscle Aktivasi
        2.2 Arm swing
    3 energetika
    4 efek Kelelahan
        4.1 koordinasi otot submaksimal
        4.2 Hambatan dari teknik aplikasi kekuatan yang efektif
        4.3 Cedera Pencegahan
   

Mengukur mekanik berlari dan persamaan yang mengatur

          Kaki manusia selama berjalan telah mekanis disederhanakan dalam studi sebelumnya untuk satu set pendulum terbalik, sementara jarak berjalan (ditandai sebagai kiprah memantul) telah dimodelkan kaki sebagai mata air. Sampai saat ini, itu telah lama percaya bahwa kecepatan berlari lebih cepat dipromosikan hanya dengan fitur fisiologis yang meningkatkan panjang langkah dan frekuensi; sedangkan faktor-faktor ini tidak berkontribusi terhadap kecepatan berlari, juga telah menemukan bahwa kemampuan pelari untuk menghasilkan pasukan darat juga sangat penting.

Weyand dkk. (2000) [1] datang dengan persamaan berikut untuk menentukan kecepatan lari:

    V = f_ \ text {} langkah F_ \ text {} avg / W_ \ text {b} L_ \ text {c},

di mana V adalah kecepatan lari (m / s), f_ \ text {langkah} langkah frekuensi (1 / s), F_ \ text {avg} kekuatan rata-rata diterapkan pada tanah (N), W_ \ text {b} berat badan (N), dan L_ \ text {c} panjang kontak (m).

Singkatnya, kecepatan sprint bergantung pada tiga faktor utama: langkah frekuensi (berapa banyak langkah yang dapat diambil per detik), gaya vertikal rata diterapkan ke tanah, dan panjang kontak (jarak pusat massa diterjemahkan selama satu periode kontak ). Rumus diuji dengan memiliki subjek berjalan di kekuatan treadmill (yang merupakan treadmill yang berisi piring kekuatan untuk mengukur gaya reaksi tanah (GRF)). Gambar 1 [yang?] Menunjukkan kira-kira apa pembacaan kekuatan piring terlihat seperti selama tiga langkah. Sementara persamaan ini telah terbukti cukup akurat, studi ini dibatasi dalam arti bahwa data dikumpulkan oleh piring kekuatan yang hanya diukur vertikal GRF daripada horisontal GRF. Hal ini menyebabkan beberapa orang untuk berpura-pura palsu yang hanya mengerahkan vertikal (tegak lurus) kekuatan yang lebih besar ke tanah akan menyebabkan percepatan yang lebih besar, yang jauh dari benar (Lihat studi Morin bawah).

Pada tahun 2005, Hunter et al. [2] melakukan studi yang ditentukan hubungan antara kecepatan lari dan impuls relatif di mana kiprah dan gaya reaksi tanah data dikumpulkan dan dianalisis. Ditemukan bahwa selama dipercepat berjalan, fase dukungan khas ditandai dengan fase melanggar diikuti dengan fase pendorong (-FH diikuti oleh + FH). Sebuah kecenderungan umum dalam mata pelajaran tercepat diuji adalah bahwa ada hanya moderat untuk jumlah rendah gaya vertikal dan sejumlah besar pasukan horisontal yang dihasilkan. Studi Post, itu dihipotesiskan oleh penulis bahwa pasukan pengereman yang diperlukan untuk menyimpan energi elastis di otot dan jaringan tendon. Penelitian ini longgar menegaskan pentingnya horisontal maupun vertikal GRF selama fase percepatan berlari. Sayangnya, karena data dikumpulkan pada 16-m mark, itu tidak cukup untuk menarik kesimpulan yang pasti mengenai seluruh fase akselerasi.

Morin et al. (2011) [3] melakukan penelitian untuk menyelidiki pentingnya pasukan reaksi tanah dengan memiliki pelari berjalan di treadmill kekuatan yang diukur baik pasukan reaksi tanah horisontal dan vertikal. Kecepatan belt diukur untuk setiap langkah dan perhitungan dilakukan untuk menemukan "index of teknik aplikasi kekuatan", yang menentukan seberapa baik mata pelajaran dapat menerapkan gaya dalam arah horisontal.

Paruh kedua tes yang terlibat subjek melakukan 100-m lari di jalur buatan manusia menggunakan radar untuk mengukur kecepatan maju dari pelari untuk membuat kurva kecepatan-waktu. Hasil utama dari penelitian ini menunjukkan bahwa teknik aplikasi kekuatan (bukan hanya jumlah total gaya yang diberikan) adalah faktor penentu utama dalam memprediksi kecepatan pelari. Ini belum diintegrasikan ke dalam persamaan yang mengatur berlari.
Ilmu gerak

Kinetika berjalan menggambarkan gerakan pelari menggunakan efek gaya yang bekerja pada atau keluar dari tubuh. Mayoritas faktor yang berkontribusi terhadap kekuatan internal berasal dari aktivasi otot kaki dan lengan ayun.
Leg Muscle Aktivasi

Otot-otot yang bertanggung jawab untuk mempercepat maju pelari yang diperlukan untuk kontrak dengan meningkatkan kecepatan untuk mengakomodasi kecepatan meningkatnya tubuh. Selama fase percepatan berlari, komponen kontraktil otot adalah komponen utama yang bertanggung jawab untuk output daya. Setelah kecepatan steady state telah tercapai dan sprinter adalah tegak, sebagian kecil yang cukup besar kekuasaan berasal dari energi mekanik yang tersimpan dalam 'elemen elastis seri' selama peregangan otot kontraktil yang dilepaskan segera setelah fase kerja yang positif. [ 4] Sebagai kecepatan pelari meningkat, inersia dan hambatan udara efek menjadi faktor pembatas pada kecepatan atas sprinter ini.

Itu diyakini sebelumnya bahwa ada kekuatan kental intramuskular yang meningkat secara proporsional dengan kecepatan kontraksi otot yang menentang kekuatan kontraktil; Teori ini karena telah dibantah. [5]

Dalam sebuah penelitian yang dilakukan di tahun 2004, pola kiprah pelari jarak jauh, pelari, dan non-pelari diukur dengan menggunakan rekaman video. Setiap kelompok berlari 60 meter berjalan pada 5.81 m / s (untuk mewakili jarak berjalan) dan pada kecepatan berjalan maksimal. Studi ini menunjukkan bahwa non-pelari berlari dengan kiprah tidak efisien untuk percobaan kecepatan maksimal sementara semua kelompok berlari dengan penuh semangat gaits efisien untuk sidang jarak. Hal ini menunjukkan bahwa pengembangan bentuk lari jarak jauh ekonomis adalah proses alami saat berlari adalah teknik belajar yang membutuhkan latihan. [6]
Lengan ayun

Bertentangan dengan temuan Mann et al. (1981), [7] lengan ayun memainkan peran penting dalam kedua menstabilkan batang tubuh dan propulsi vertikal. Mengenai badan stabilisasi, lengan ayun berfungsi untuk mengimbangi momentum rotasi diciptakan oleh ayunan kaki, seperti yang disarankan oleh Hinrichs dkk. (1987). [8] Singkatnya, atlet akan memiliki waktu yang sulit mengendalikan rotasi trunk mereka tanpa lengan ayun.

Penelitian yang sama [8] juga menyarankan bahwa, sebagai lawan dengan kepercayaan populer, kemampuan produksi gaya horisontal dari lengan terbatas karena ayunan belakang yang mengikuti ayunan ke depan, sehingga dua komponen saling meniadakan. Ini tidak berarti, bagaimanapun, bahwa lengan ayun tidak memberikan kontribusi propulsi sama sekali selama berlari; pada kenyataannya, itu dapat memberikan kontribusi hingga 10% dari total kekuatan pendorong vertikal yang pelari cepat dapat menerapkan ke tanah. Alasan untuk ini adalah bahwa, tidak seperti gerakan maju-mundur, kedua lengan disinkronisasi dalam gerakan ke atas-bawah mereka. Akibatnya, tidak ada pembatalan pasukan. Pelari yang efisien memiliki swing arm yang berasal dari bahu dan memiliki fleksi dan ekstensi tindakan yang sama besarnya dari fleksi dan ekstensi terjadi pada bahu ipsilateral dan pinggul.
Energetika

Di Prampero et al. [9] matematis mengkuantifikasi biaya fase akselerasi (pertama 30 m) lari berjalan melalui pengujian eksperimental. Subyek berlari berulang di trek sementara radar ditentukan kecepatan mereka. Selain itu, telah ditemukan dalam literatur sebelumnya [10] bahwa energetika berlari di medan datar analog dengan menanjak berjalan pada kecepatan konstan. Proses derivasi matematika secara longgar diikuti bawah:

Pada tahap awal sprint berjalan, total percepatan yang bekerja pada tubuh (g ') adalah jumlah vectoral dari percepatan maju dan percepatan bumi karena gravitasi:

    g '= ((a_ \ text {f} ^ 2 + g ^ 2)) ^ {} 0,5

"Lereng Setara" (ES) ketika berlari di tanah datar adalah:

    \ text {} ES = \ tan \ kiri (90- \ arctan \ kiri (g + a_ \ text {f} \ right) \ right)

The "Setara massa tubuh normal" (EM) kemudian ditemukan:

    \ text {} EM = \ frac {g '} {g} = \ meninggalkan [\ kiri (\ frac {a_ \ text {f} ^ 2} {g ^ 2} 1 \ kanan) \ right] ^ {0,5 }

Setelah pengumpulan data, biaya berlari (C_ \ text {} sr) ditemukan menjadi:

    C_\text{sr}=((155.4\,\text{ES})^5-(30.4\,\text{ES})^4-(43.3\,\text{ES})^3+(46.3\,\text{ES})^2+19.5\,\text{ES} + 3.6) \, \ text {} EM

Persamaan di atas tidak mengambil hambatan angin ke rekening, jadi mengingat biaya menjalankan melawan hambatan angin (C_ \ text {} aer), yang dikenal sebagai:

    C_ \ text {} aer = k 'v ^ 2

Kami menggabungkan dua persamaan untuk tiba di:

    C_\text{sr}=((155.4\,\text{ES})^5-(30.4\,\text{ES})^4-(43.3\,\text{ES})^3+(46.3\,\text{ES})^2+19.5\,\text{ES} + 3.6) \, \ text {} EM + k 'v ^ 2

Di mana g 'adalah percepatan tubuh pelari, a_ \ text {f} percepatan maju, g percepatan gravitasi, k' konstanta proporsionalitas dan v kecepatan.
Efek kelelahan

Kelelahan merupakan faktor penting dalam berlari, dan itu sudah banyak diketahui bahwa menghalangi output daya maksimal dalam otot, tapi juga mempengaruhi percepatan pelari dalam cara yang tercantum di bawah ini.
Koordinasi otot submaksimal

Sebuah studi pada koordinasi otot [11] di mana subyek yang dilakukan berulang-ulang sprint bersepeda 6 detik, atau sprint intermiten durasi pendek (iSSD) menunjukkan korelasi antara penurunan output daya maksimal dan perubahan koordinasi motorik. Dalam hal ini, koordinasi motorik mengacu pada kemampuan untuk mengkoordinasikan gerakan otot dalam rangka mengoptimalkan tindakan fisik, sehingga koordinasi submaksimal menunjukkan bahwa otot-otot tidak lagi mengaktifkan sinkron dengan satu sama lain. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penundaan antara vastus lateralis (VL) dan bisep femoris (BF) otot. Karena ada penurunan daya selama iSSD terjadi seiring dengan perubahan dalam koordinasi VL-BF, itu menunjukkan bahwa perubahan dalam koordinasi antar-otot adalah salah satu faktor yang berkontribusi untuk mengurangi output daya yang dihasilkan dari kelelahan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan berlari sepeda, tetapi prinsip-prinsip terbawa ke berlari dari perspektif seorang pelari.
Halangan teknik aplikasi kekuatan yang efektif

Morin et al. [12] mengeksplorasi efek kelelahan pada produksi kekuatan dan aplikasi kekuatan teknik dalam studi di mana pelari dilakukan empat set dari lima 6 sprint kedua menggunakan setup treadmill yang sama seperti yang disebutkan sebelumnya. Data dikumpulkan pada kemampuan mereka untuk menghasilkan gaya reaksi tanah serta kemampuan mereka untuk mengkoordinasikan rasio pasukan darat (horisontal ke vertikal) untuk memungkinkan percepatan horisontal yang lebih besar. Hasil langsung menunjukkan penurunan yang signifikan dalam kinerja dengan setiap sprint dan penurunan tajam dalam tingkat kinerja penyusutan dengan setiap set data berikutnya. Kesimpulannya, itu jelas bahwa kedua total kemampuan produksi kekuatan dan kemampuan teknis untuk menerapkan pasukan darat yang sangat terpengaruh.
Pencegahan Cedera
IMU mikro alat pengukur oleh perusahaan Selandia Baru I Mengukur U

Menjalankan gaya berjalan (biomekanik) sangat penting untuk tidak hanya efisiensi tetapi juga untuk pencegahan cedera. Sekitar antara 25 dan 65% dari semua pelari mengalami cedera berjalan terkait setiap tahunnya. [13] mekanik berjalan normal sering disebut-sebut sebagai penyebab cedera. Namun, beberapa menyarankan mengubah pola berjalan seseorang untuk mengurangi risiko cedera. Perusahaan teknologi dpt dipakai seperti saya Ukur U menciptakan solusi menggunakan data biomekanik untuk menganalisis kiprah seorang pelari secara real time dan memberikan umpan balik tentang cara mengubah teknik berjalan untuk mengurangi risiko cedera. [14]
                                                                           Referensi

Weyand, Peter G., Deborah B. Sternlight, Matthew J. Bellizzi, dan Seth Wright. "Lebih cepat Menjalankan Top Kecepatan Apakah Dicapai dengan lebih besar Angkatan Darat Tidak Lebih Cepat Leg Mutasi." Journal of Applied Physiology 89 (2000): 1991-999.
Hunter, JP. "Hubungan antara tanah Reaksi Angkatan Impulse dan Kinematika dari Sprint berjalan Percepatan." Journal of Biomekanik 21 (2005): 31-43.
Morin, Jean-Benoît, Pascal Edouard, dan Pierre Samozino. "Kemampuan Teknis Angkatan Aplikasi sebagai Faktor Determinan Kinerja Sprint." Kedokteran & Science in Sports & Exercise 43,9 (2011): 1680-688.
Cavagna, Giovanni A., L. Komarek, dan Stefania Mazzoleni. "Mekanisme Sprint Menjalankan." The Journal of Physiology 217 (1971): 709-21.
Furusawa, K., A. V. Hill, dan J. L. Parkinson. "Dinamika" Sprint "Running." Prosiding Royal Society B: Biological Sciences 102,713 (1927): 29-42.
Bushnell, Tyler Dwight. Sebuah Analisis biomekanik dari Pelari vs Jarak Runners di Equal dan Maksimal Kecepatan. Tesis. Young University Brigham. Departemen Latihan Ilmu, 2004.
Mann, Ralph V. "Sebuah Analisis kinetik dari berlari." Kedokteran & Science in Sports & Exercise 13,5 (1981): 325-28.
Hinrichs, RN "Atas Ekstremitas Fungsi di Running II:. Pertimbangan Momentum Sudut." International Journal of Sport Biomekanik 3 (1987): 242-63.
Di Prampero, PE, S. Fusi, JB Morin, A. Belli, dan G. Antonutto. "Sprint Menjalankan: Pendekatan Energetic Baru." Journal of Experimental Biology 208,14 (2005): 2809-816.
Di Prampero, P. E., S. Fusi, dan G. Antonutto. "Dari Sprint Menjalankan atau Running Uphill?" The Journal of Physiology 543 (2002): 198.
Billaut, F., F. Basset, dan G. Falgairette. "Otot Perubahan Koordinasi selama Intermittent Bersepeda Sprint." Neuroscience Letters 380,3 (2005): 265-69.
Morin, Jean-Benoit, Pierre Samozino, Pascal Edouard, dan Katja Tomazin. "Pengaruh Kelelahan Produksi Force dan Teknik Angkatan Aplikasi selama Sprint berulang." Journal of Biomekanik 44,15 (2011): 2719-723.
Peter Cavanagh, PhD. Biomekanik Jarak Menjalankan. Bab 2, Human Kinetics, 1990
Wearable tech - Mark Finch, saya Ukur U NZ Herald