2013 m. vasario 23 d., šeštadienis

Bėgimo ekonomija

Norintiems trumpų ir konkrečių atsakymų, kitame straipsniuke bandysiu apibendrinti svarbiausius efektyvaus bėgimo niuansus. O čia - mano mėgstamiausia dalis: kas, iš kur ir kodėl :)

Dar nagrinėdama straipsnius bėgančio žmogaus evoliucijos tema aptikau D. Bramble ir D. Liebermani strapsnį. Tą kart viso nuodugniai nenagrinėjau, nes iš karto supratau, kad jis vertas atskiros temos.

Jau seniai visiems aišku, kad žmogus prastas sprinteris. Ir dar, nepaisant tokio kuklaus sprinto greičio, jis gali trukti tik apie 10 sekundžių. Žmogus naudoja pernelyg daug energijos, kur kas daugia nei jos prireikia kitiems gyvūnams. Žinoma dabar galima prisiminti savo smegenis. Vos 2% kūno masės sudarantis raizginėlis naudoja apie 20% visos kūnui reikalingos energijos ramybės metu. Visgi nagrinėjant judesių mechaniką, žmogus negali lygintis su šuoliuoti galinčiais gyvūnais. Būtent bėgimas šuoliais yra greičiausių gyvūnų sprinto būdas. Tačiau šuoliavimas nėra greičiausias būdas įveikti ilgą atstumą. Turbūt visi jau gerai žinome kad žmogaus bėgimo greitis yra labai konkurencingas įveikiant ilgus atstumus. Gyvūnai bėgdami ilgus atstumus pasirenka kitą bėgimo būdą - bėgimą ristele. 




Kodėl taip skiriasi bėgimo ir ėjimo energijos sąnaudų grafikai? Bėgimo ir ėjimo mechanizmas skiriasi iš principo. Nagrinėdami kojų judesių mechaniką, žmogaus ėjimą galima lyginti su švytuokle, o bėgimą - su spyruoklių sistema.


Ėjimo metu veikia dvi jėgos, kurios veikia skirtingu metu ir šiek tiek kompensuoja viena kitą.

Bėgimo metu kinetinė (judesio energija, judant į priekį) veikia vienu metu kaip ir potencinė energija (atsispiriant nuo žemės aukštyn). T.y. mes pakylame ir judame į priekį vienu metu. Deformacijos energija (sausgyslių tamprumo energija) gali mums labai padėti  kompensuoti pirmųjų energijų nuostolius. Įdomiausias dalykas tame, kad šios energijos dauguma mūsų visiškai neišnaudoja! Kad išnaudotume šią energiją mūsų žingsnis turi būti pakankamai staigūs, kad atsispyrimo metu pašoktume kartu su tamprumo energijos impulsu. Dauguma mūsų bėga retais žingsniais. Tuo metu kai tamprumo energija kilsteli mus aukštyn, mes toliau smengame į žemę jai priešinga kryptimi. Dar viena vieta, kur tamprumo energija gali paskęsti yra minkštas bato padas. Tik čia atsargiai! Įsivaizduokim staigiai tempiamą gumą ir virvę. Virvė gali trūkti. Kaip ir mūsų sausgyslės, jei jos nėra išmankštintos.

Kaip bėgti greitai ir ekonomiškai? 

Visų pirma turime bėgti teisingai atsispirdami ir išnaudoti savo kojų "spyruokles" (bei daryti tempimo pratimus, kad palaikytume sausgyslių ir raumenų tamprumą).

Greičio didinimas susideda iš dviejų etapų - didinant žingsnio ilgį ir didinant žingsnių dažnį. Dideli žingsniai naudoja daugiau energijos nes išbalansuoja svorio centrą, ir tam kad išlaikyti pusiausvyrą reikia papildomos energijos. Antra, didinant žingsnį bėgant tuo pačiu tempu turime pamažinti žingsnių dažnį, ko pasekoje iššvaistome sausgyslių tamprumo energijos teikiamą naudą. Žemiau esančiuose grafikuose pavaizduota efektyvaus bėgimo žingsnių ir dažnio kitimas kintant greičiui.


 
Bėgant skirtingu greičiu žingsnių dažnis turėtų kisti labai nedaug ir greitis didinamas tik didinant žingsnio ilgį. Dažniausiai pasitaikanti nuomonė, kad 90 (viena koja) žingsnių per minutę yra optimalus.

Tiesą sakant aš visą laiką jaučiausi kaip tas taksiukas nosimi ariantis žemę ir svajojantis užaugęs tapti ilgakoju kurtu.. Kai tekdavo bėgti paskui Marių sniegui šviežiai pasnigus, matydavau jo pėdų įspaudus beveik dvigubai didesnius už manuosius.. Įvairiuose šaltiniuose mirguliuoja patarimai kokius pratimus atlikti kad tas žingsnis padidėtų. Ir tik dabar pagaliau atsipalaidavau supratus, kad mažaūgiai turi pranašumą dėl savo vikrumo. Trumpa kojelė yra lengvesnė, nenutolsta toli nuo svorio centro ir reikia mažiau energijos stabilumui išlaikyti. Plius, labai tikėtina kad pats žemaūgis svers šiek tiek mažiau nei aukštaūgis ir bėgant nešti savo svorį bus lengviau. Visa tai paaiškina kodėl geriausi maratono bėgikai yra kur kas žemesni nei tarkim sprinteriai.

Jei žingsnio dažnis Jūsų neįtikino, įsivaizduokit 13 km/h greitį. 4:36 min/km paprastiems bėgikams turėtų būti vertas pagarbos. Tokį greitį gali išvystyti pelė. Ką su degtuko ilgio kojomis nuveiktume mes?

9 komentarai:

  1. Sveiki,

    ačiū už blogą. Kabina ir tai apie ką rašote, ir kaip. Po truputį atrandu bėgiojimo džiaugsmą. Džiaugiuosi, kad jūsų dėka bėgiosiu efektyviau ir, bent jau, truputį daugiau žinosiu ką mano kūnas daro. : )

    AtsakytiPanaikinti
    Atsakymai
    1. Ačiū kad skaitote! Smagu žinoti kad rašome ne tik sau patiems :)

      Panaikinti
  2. Ačiū už įdomų straipsnį.
    Aš manau, kad gal būt žmogus įveikia konkurencingai ilgus atstumus dėl savo 20%.
    Jei ponis (ar kitas gyvūnas) turėtų žmogaus smegenis, sąmoningai pasitreniruotų, tai lengvai įveiktų ilgus atstumus, efektyviau ir greičiau negu žmogus.

    Dėl energijos sąnaudų grafiko.
    Įdomu, sportinis ėjimas - kaip pasikeistų U forma.
    Žmogaus bėgimas - beveik horizontali linija. Jei paimtume vidutinį, statistinį žmogų, kiek laiko jis galėtų bėgti 10 ar 20 km/h greičiu? O G2D2? Kaip žmogaus sąmoninga veikla pakeičia visus mikro procesus, vykstančius žmogaus organizme ir ląstelėje. Galėtų pasikeisti ir gyvūne, gal jeigu žmogus sugebėtų jį ištreniruoti.

    Dėl pelytės noriu pasakyti, kad jeigu jos kojyčių statymo dažnumas būtų kaip žmogaus, tai evoliucijos eigoje, jos, matyt, šiandien nepamatytume.

    AtsakytiPanaikinti
    Atsakymai
    1. Nepamirškim, kad žmogus evoliucionavo bėgdamas. Tai, kad dabartinis storulis uždūsta lipdamas laiptais, čia jau kita kalba. Senovės žmogui kiekviena medžioklės diena buvo rimta treniruotė. O ponis kiekvieną dieną turėjo saugotis plėšrūnų, taigi taip pat treniravosi. Klausimas ar dabartinis stajeris greitesnis ar senovinis medžiotojas labai įdomus.

      Ką turi galvoje sakydamas statistinis žmogus? Čia labai skirtingai gautųsi. 10 km/h yra labai normalus greitis tarkim minimalų viršvorį turinčiam trisdešimtmečiui. Tačiau jeigu jis visiškai nebėgiojo, pabėgęs tokiu greičiu greitai pavargtų, imtų gelti šoną, pritrūktų oro ar dar bala žino kas su juo nutiktų. Tačiau jeigu sistemingai pasitreniruotų kelis mėnesius, manau tokiu tempu jau galėtų bėgti 0,5 - 1 val. 20 km/h valandą 99 % mūsų populiacijos jau būtų absoliučiai anaerobinis režimas ir tokį greitį palaikytų itin trumpai arba išviso net nepasiektų. Pavyzdžiui neseniai manieže 1000 m prabėgau per 3 min 00 sek., kas ir yra 20 km/h greitis. Ilgesnį laiką tokio greičio palaikyti jau nebesugebėčiau. Bet geriausi pasaulio maratoninkai sugeba daugiau kaip 2 valandas bėgti tokiu greičiu.

      Panaikinti
    2. Dėl gyvūnų pajėgumų ilguose nuotoliuose yra daug neastsakytų klausimų, nes visai neseniai tik susidomėta tuo ištvermės bėgimu, ir dar nespėta kaip reikiant ištyrinėti (arba jei ištyrinėta, ta informacija dar nėra taip lengvai randama). Taigi kas liečia gyvūnus, galima atskirti tam tiką gyvūnų dalį - klajojančius gyvūnus, kurie gali bėgti labai ilgai ir labai toli, pvz laukiniai afrikos šunys, gnu. Tam tikra pasme jie yra labai gerai treniruoti ir žmogus su jais jau nepasivaržytų. Skirtingai nei lenktyniai žirgai, kuriuos reikia pristabdyti, kad jie nenulėktų iki mirties.

      Kas liečia žmones, tai dauguma jų tiesiog nežino savo galimybių. Dažnai pirmaisiais bėgimo metais džiaugiamės labai sparčiu rezultatų gerėjimu. Tačiau aš manau per tą laiką pasikoreguoja tik tam tikri visai "užžakę" parametrai ir ištiesų bėgame su tuo ką turime, kokie esme ir buvome. Vėliau kai prasideda tikrasis "tobulėjimas", jis vyksta labai palengva ir dedant daug pastangų. Realiai išsinerti iš senojo savo kailio galim tik per 7 metus, kuomet spėja pasikeisti visos žmogaus lastelės. Tokie kaip G2D2 manau yra labai gražus prigimties ir didelių ilgalaikių pastangų rezultatas.

      Dėl greitojo ėjimo atstovų, tai manau jie yra gana aušktai užsikabaroję U kreive į viršų. Tiesiog moka save išsunkti iki paskutinio. Kai teko stebėti 50 km finišą per olimpiadą - absoliučiai visus gaudė su vėžimėliais vos ne prieš finišo liniją.

      Dar dėl mūsų protėvių bėgikų, tai teko skaityti tokį populiariojo mokslo tipo straipsnį (jokių konkrečių įrodymų ar analizės, tik įdomios mintys (kažkaip nedrįstu jų vadinti faktais)), kad mūsų protėvis afrikos bėgikas laisvai galėtų aplenkti Boltą, o moteris neandartalietė sutriuškinti Švarcnegerį viena ranka:)

      Panaikinti
  3. Jeigu panagrinėtume tašką 20 km/val. Be Mariaus ir dar keleto žmonių - aš daugiau nežinau. Tai kaip jis gali būti statistikoje.
    Taip ir su tiesės dalimi - daugiau už 10 km/h. Darbe, namie (aišku be šio ir kitų forumų ir dalyvaujančių varžybose) aš tokių žmonių nesutinku (gal save aš kartais ir sutinku vos virš 10). Tokių irgi yra pakankamai mažai. Tiksliau tarp 10 ir 15 - tai dauguma jauni, sveiki. Virš 15 - labai treniruoti, irgi pagrinde jauni.
    Jeigu pirmasis grafikas vidutinio žmogaus - tai vyras, moteris, vaikas, visokio amžiaus.

    Dar norėčiau pastebėti pirmo grafiko priklausomybę nuo treniruotumo.
    Mes kiekvienas pajutome, kad truputį pasitreniravus, nebėra dusulio, atsiranda lengvumas plaučiuose - mažiau reikia deguonies tam pačiam apkrovimui įvykdyti. Sutinku su jumis, kad yra pažadinama žmogaus prigimtis. Taip pat, matyt, padidėja deguonies įsisavinimo galimybės ir efektyvumas.
    Ta kreivė tada turėtų leistis žemyn. Keniečių, gal iki ponių, gal žemiau. Čia p. Ramono reiktų paklausti.

    Su pavasariu. Sveikatos.

    AtsakytiPanaikinti
    Atsakymai
    1. Na aš to straipsnio originalo kalba neskaičiau, tai gal Dovilė galės geriau pakomentuoti. Bet kaip suprantu, viršutinis grafikas jokiu būtu nėra vidutinio žmogau. Sakyčiau tai yra žmogiškojo potencialo išraiška. Tai, kad žmogus išlepintas civilizacijos panaudoja gerokai mažiau savo potencialo nei gyvūnas yra liūdnas faktas.

      Panaikinti
    2. Ten labai tiksliai nepaminėta, kokie būtent žmonės ištirti, bet šnekama bendrai apie žmogaus galimybes, lyginant su gyvūnų galimybių. Manau imties sudarymo metodologija yra gana sudėtinga ir neverta labai plėstis ta tema. Tačiau jei manot kad žmogaus išvermė lyginant su gyvūnu yra tik žmogaus treniruotumo klausimas, tai kodėl jis negali tiek išsitreniruoti bėgti taip greitai, kad aplenktų gepardą? Negali ne dėl to, kad mažai treniruojasi, o dėl to, kad jo fiziologija yra kitokia. Lygiai taip pat su ištverme. Vienas svarbiausių žmogaus privalumų ištvermės sporte yra tai, kad jis neperkaista. Gal kada susikaupsiu panagrinėti medžiagų apykaitą, nes įtariu tame irgi bus dalis atsakymo.

      O dėl bėgimo greičio, tai tikrai liūdna, kad didžioji dauguma žmonių apie savo galimybes net neįsivaizduoja. O tie žmonės, kuriuos žinot, kad bėga greitai, tai bėga ne dėl to, kad yra kažkokie išskirtiniai, bet kad treniruojasi. Daug treniruojasi.(Nors vistiek turbūt ne tiek daug, kiek lakstė pirmieji žmonės) Aišku šiuolaikinėj visuomenėj išvermės sportas laisvalaikiu yra beveik egoistų sportas. Jis atima tikrai labai daug laiko, todėl po mažu žmonės ir pamiršta ką apskirtai gali :)

      Panaikinti
  4. mėgčiau pamatyti nuorodą į rimtą šaltinį apie tą lastelių pasikeitimą per 7 gyvenimo metus.
    ačiū!

    AtsakytiPanaikinti