CC BY
40БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНИКИ БЕГА ПО ДИСТАНЦИИ СПРИНТЕРОВ ФИНАЛИСТОВ ЧЕМПИОНАТА МИРА
УДК/UDC 796.422.093.354
Поступила в редакцию 29.12.2021 г.
Информация для связи с автором: [email protected]
Кандидат педагогических наук С.И. Баландин1 И.Ю. Баландина2
Кандидат педагогических наук, доцент Д.С. Зайко1 Доцент И.В. Дмитриев1
Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург
2Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
BIOMECHANICAL PARAMETERS OF RUNNiNG TECHNIQUE iN THE DiSTANOE OF SPRINTER FINALISTS OF THE WORLD CHAMPIONSHIP
PhD S.I. Balandin1 I.Yu. Balandina2
PhD, Associate Professor D.S. Zayko1 Associate Professor I.V. Dmitriev1
1 Lesgaft National State University of Physical Education, Sports and Health, St. Petersburg
2 Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, St. Petersburg
Аннотация
Цель исследования - сравнить пространственно-временные, кинематические и угловые характеристики техники бега по дистанции сильнейших спринтеров мира на 100 и 200 м.
Методика и организация исследования. В качестве методологической базы исследования принят один из методов биомеханики - анализ. Анализировались данные пространственно-временных, кинематических и угловых характеристик бега по дистанции, представленные в биомеханическом отчете IAAF мужских финалов на 100 и 200 м Чемпионата мира по легкой атлетике 2017 г.
Результаты исследования и выводы. В середине прямой в беге на 100 м средняя скорость составляет 11,60±0,06 м/с, в беге на 200 м - 10,31±0,09 м/с. Разница в скорости достигается за счет частоты шагов (4,80±0,08 и 4,27±0,05 ш/с, соответственно, р<0,05), так как длина шага на обеих дистанциях идентична и равна в среднем 2,42 м. Большая частота шагов на 100 м достигается благодаря меньшему времени опорного (0,093±0,002 и 0,103±0,002 с, р<0,05) и безопорного (0,116±0,002 и 0,132±0,003 с, р<0,05) периодов. При постановке ноги на опору достоверно значимые различия (р<0,05) наблюдаются в угле наклона туловища, угле между бедром маховой ноги и вертикалью. При снятии ноги с опоры достоверно значимое различие (р<0,05) наблюдается у угла наклона туловища и угла между голенью опорной ноги и горизонталью.
Ключевые слова: спринтерский бег, техника спринтерского бега, бег на 100 и 200 м, пространственно-временные и кинематические характеристики бега, биомеханические параметры спринтерского бега.
Abstract
Objective of the study was to compare the spatio-temporal, kinematic and angular characteristics of the running technique over the distance of the strongest sprinters in the world at 100 and 200 m.
Methods and structure of the study. As a methodological basis for the study, one of the methods of biomechanics, analysis, was adopted. The data of spatiotemporal, kinematic and angular characteristics of distance running, presented in the IAAF biomechanical report of the men's 100 and 200 m finals of the 2017 World Championships in Athletics, were analyzed.
Results and conclusions. In the middle of the straight in the 100 m run, the average speed is 11.60±0.06 m/s, in the 200 m run - 10.31±0.09 m/s. The difference in speed is achieved due to the frequency of steps (4.80±0.08 and 4.27±0.05 sh/s, respectively, p<0.05), since the step length at both distances is identical and equals on average 2.42 m. A greater frequency of steps per 100 m is achieved due to the shorter time of the reference (0.093±0.002 and 0.103±0.002 s, p<0.05) and unsupported (0.116±0.002 and 0.132±0.003 s, p<0.05) periods. When placing the leg on the support, significantly significant differences (p<0.05) are observed in the angle of the torso, the angle between the thigh of the fly leg and the vertical. When removing the leg from the support, a significantly significant difference (p<0.05) is observed in the angle of the torso and the angle between the lower leg of the supporting leg and the horizontal.
Keywords: sprinting, sprinting technique, 100 and 200 m running, spatiotemporal and kinematic characteristics of running, biomechanical parameters of sprinting.
Введение. Эффективная техника является одной из ключевых составляющих в достижении высокого соревновательного результата в спринтерском беге. Изучение и сравнение ее параметров у сильнейших спринтеров мира позволяет
выявить взаимосвязи отдельных звеньев техники, сформировать модельные характеристики. Полученные в работе данные могут быть применены при подготовке бегунов на различные дистанции спринтерского бега, выборе и раз-
работке средств тренировки, упражнений, приближенных по пространственно-кинематическим характеристикам к соревновательному виду.
Цель исследования - сравнить пространственно-временные, кинематические и угловые характеристики техники бега по дистанции сильнейших спринтеров мира на 100 и 200 м.
Методика и организация исследования. Использованы данные биомеханического отчета ИААФ (Международная федерация легкой атлетики) мужских финалов в беге на 100 и 200 м на Чемпионате мира по легкой атлетике 2017 года в г Лондон [3, 4]. В отчете представлены резуль-
/ и
А /А
\ /ч
Li е
А
а
J /
V
V 01
Б
Схематичное изображение положений звеньев тела бегуна при постановке ноги на опору (А) и отталкивании (Б)
таты видеоанализа, проводимого в беге на 100 м в промежутке от 47 до 55 м, в беге на 200 м на отметке 150 м. Проводилось сравнение пространственно-временных и угловых характеристик техники бега финалистов мужчин на 100 и 200 м (по восемь человек в каждой группе). Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Statgraphics Centurion, достоверность различий определялась по t-критерию Стьюдента для независимых выборок.
Результаты исследования и их обсуждение. В табл. 1 представлены средние значения пространственно-временных характеристик исследуемых спринтеров. Основными параметрами, определяющими скорость перемещения по дистанции, являются длина и частота беговых шагов. Чем больше значение длины и частоты шагов, тем выше скорость бега. Средние значения длины бегового шага в беге на 100 и 200 м идентичны - 2,42 м. Минимальные значения на 100 м - 2,26 м, на 200 м - 2,29 м, максимальные, соответственно, 2,70 м и 2,60 м.
Следует, отметить, что, так как в беге на 100 м измерения проводились на отрезке от 47 до 55 м, когда еще наблюдается некоторое увеличение скорости бега, то есть разгон, можно предположить об еще больших максимальных значениях длины шага. Частота шагов на 100 м существенно выше, чем на 200 м, 4,80±0,08 с и 4,27±0,05 с, соответственно, p<0,05. Время опорного и безопорного периодов цикла бегового шага в беге на 100 м статистически меньше, чем на 200 м, p<0,05, но в безопорном эта разница значительнее. Диапазон значений опорного периода на 100 м лежит в пределах 0,08-0,09 с, на 200 м - 0,09-0,10 с; безопорный период на 100 м - 0,11-0,12 с, на 200 м - 0,13-0,15 с. Соотношение длины шага к росту бегуна на обеих дистанциях примерно одинаково и имеет средние значения 1,31-1,33.
В начале опорного периода расстояние от ОЦМТ (общий центр массы тела) до места постановки ноги не имеет статистически значимых различий (p>0,05) и находится в пределах 0,28-0,48 м. В конце опорного периода среднее значение расстояния от места снятия ноги с опоры до ОЦМТ на 100 м достоверно больше (0,62±0,01 м), чем на 200 м (0,56±0,01 м), p<0,05.
В исследовании анализировались угловые характеристики бегунов в момент постановки и снятия ноги на опору (рис. 1): угол наклона туловища относительно горизонтали (а), угол сгибания коленного сустава (в), угол между вертикалью и бедром маховой ноги (Z), угол между бедром маховой и опорной ноги (г|), угол наклона голени опорной ноги относительно горизонтали (0), угол голеностопного сустава опорной ноги ([).
Таблица 1. Пространственно-временные характеристики в беге по дистанции на 100 и 200 м у сильнейших спринтеров мира
□ и
£ г. CL
ч—
О OJ и
G CL ' -о с
га
^
О (U .с I—
Дистанция Расчет т га Ь Время реакции (с) Длина шага (м) Скорость (м/с) т о о р г/ >5 "(? &S JS ^ 3 о X & ч M Расстояние от опоры до ОЦМТ (м)
о е а. с а з- а 3 с О. О ® ор И m ф с ш Постановка Снятие
100 м (n-8) x±Sn 10,04± 0,04 0,155± 0,111 4,80±0,08 2,42±0,05 11,60± 0,06 1,33± 0,01 0,093±0,002 0,116±0,002 0,38±0,01 0,62±0,01
а 0,12 0,033 0,22 0,14 0,16 0,03 0,004 0,007 0,04 0,04
200 м (n-8) 20,31± 0,08 0,156± 0,003 4,27±0,05 2,42±0,03 10,31±0,09 1,31±0,02 0,103±0,002 0,132±0,003 0,41±0,02 0,56±0,01
а 0,23 0,009 0,15 0,09 0,25 0,06 0,006 0,008 0,04 0,03
Р >0,05 <0,05 >0,05 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05
http://www.teoriya.ru
№8^ 2022 Август | August
Таблица 2. Угловые характеристики в беге по дистанции на 100 и 200 м у спринтеров мирового уровня
Дистанция Расчет Результат Постановка ноги (°) Отталкивание (°)
a в z n s (D a в z n s (D
100 м (n=8) x±S, 10,04± 0,04 75,1± 1,0 156,2± 2,1 17,1± 2,8 9,7± 3,7 97,9± 1,1 115,9± 1,1 80,4± 1,2 153,8± 1,4 67,6± 2,3 93,1± 2,4 38,4± 0,6 138,5± 1,1
a 0,12 3,0 6,1 7,1 10,6 3,0 3,1 3,3 4,1 6,6 6,9 1,6 3,0
200 м (n=8) JCiSj, 20,31± 0,08 81,5± 1,2 159,1± 1,6 6,6± 2,9 17,1± 3,1 99,9± 0,9 114,9± 1,6 84,3± 0,5 157,8± 1,6 60,6± 2,8 86,1± 2,8 43,1± 0,6 131,4± 3,5
a 0,23 3,5 4,7 8,1 ,6 CO 2,6 4,5 1,5 4,5 7,8 7,8 1,7 9,9
p <0,05 >0,05 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 >0,05
В практике подготовки спринтеров многие тренеры обращают внимание прежде всего на высоту подъема бедра (угол ^ и разгибание опорной ноги в коленном суставе (угол в) в момент отталкивания, давая обычно установку на максимально большее сгибание бедра маховой ноги и разгибание опорной.
Изучение данных величин у ведущих спринтеров мира показывает, что среднее значение угла ^ в беге на 100 м равно 67,6±2,3°, на 200 м - 60,6±2,8° (р>0,05). Угол сгибания коленного сустава (в), несмотря на схожесть средних величин на обеих дистанциях, имеет существенный разброс значений. В момент постановки ноги его минимальное значение в беге на 100 м равно 143° у спринтера, занявшего восьмое место, и 144° - второе, максимальное 168°, на 200 м минимальные и максимальные значения равны соответственно 149° и 175°. При отталкивании в беге на 100 м диапазон значений от 138° до 160°, на 200 м от 141° до 170°.
Немаловажным является то, что, помимо большого разброса значений в данном показателе среди исследуемых групп, у некоторых спринтеров наблюдается разница более 20° при сравнении углов в левой и правой ноге, что говорит об имеющейся асимметрии двигательных действий даже у спринтеров самого высокого уровня.
Другой, не менее важной, характеристикой бега является положение стопы при ее постановке на опору. Угол голеностопного сустава ([) в момент касания беговой дорожки на обеих дистанциях в среднем равен 114-115° (р>0,05), то есть пятка слегка находится над поверхностью дорожки. Голень ставится почти вертикально, угол 0 немного превышает 90°, средние значения равны 97-99° (р>0,05). При этом угол наклона туловища (а) в беге на 200 м достоверно выше и при постановке ноги (81,5±1,2°), и при отталкивании (84,3±0,5°).
Принято считать, что сильнейших спринтеров отличает способность быстро «сводить ноги», что характеризуется расположением махового бедра рядом или даже впереди опорной ноги в момент ее постановки. То есть угол п должен быть около нулевого значения. Однако согласно биомеханическим данным, у золотого и серебряного призеров бега на 100 м маховая нога находится сзади относительно опорной под углом 24-28°. У бронзового призера, рекордсмена мира на 100 и 200 м Усейна Болта при опорной левой ноги маховая сзади на 21 °, а при постановке правой - левая впереди на 4°. У остальных участников финала значения находятся в пределах от 0 до 11°, при этом только в одном случае маховая впереди опорной, на 7°. Относительно вертикали маховая нога впереди у всех спринтеров на 100 м, среднее значение угла ^ 17,1±2,8°. То же самое наблюдается и у бегунов, занявших с первое по четвертое места в беге на 200 м (угол £ от 7° до 19°).
Расчет коэффициентов корреляции не выявил достоверно значимой взаимосвязи (p>0,05) между исследуемыми угловыми и пространственно-временными характеристиками.
Выводы. Сравнение пространственно-временных и угловых характеристик ведущих спринтеров мира в беге на 100 м (на отрезке 47-55 м) и 200 м (на отрезке 150 м) показало, что достоверно значимые различия наблюдаются в скорости бега (11,60±0,06 и 10,31±0,09 м/с), частоте шагов (4,80±0,08 и 4,27±0,05 ш/с), опорном (0,093±0,002 и 0,103±0,002 с) и безопорном (0,116±0,002 и
0.132.0,003 с) периодах бегового шага, расстоянии по горизонтали от проекции ОЦМТ до места снятия ноги с опоры (0,62± 0,01 и 0,56±0,01 м, соответственно, p<0,05). При сравнении угловых характеристик достоверно значимые различия (p<0,05) наблюдаются в угле наклона туловища (а) в обеих исследуемых фазах, угле наклона голени при снятии ноги с опоры (0).
Литература
1. Баландин, С.И. Совершенствование тактического мастерства в подготовке высококвалифицированных бегуний на 400 м / С.И. Баландин, И.Ю. Баландина // Спорт, человек, здоровье. X Международный конгресс, 8-10 декабря 2021 года, Санкт-Петербург, Россия. - Санкт-Петербург, 2021. - С. 53-55.
2. Баландин, С.И. Сравнительный анализ основных характеристик техники преодоления дистанций 100 с/б и 110 с/б сильнейшими барьеристами и барьеристками мира / С.И. Баландин, И.Ю. Баландина, И.В. Дмитриев и др. // Теория и практика физической культуры. - 2021. - № 7. - С. 32-35.
3. Bissas A., Walker J., Tucker C., and Paradisis G. (2018) / Biomechanical Report for the IAAF World Championships 2017: 100 Metres Men. Birmingham, UK: International Association of Athletics Federations.
4. Pollitt L., Walker J., Tucker C. and Bissas A., (2018) / Biomechanical Report for the IAAF World Championships 2017: 200 Metres Men. Birmingham, UK: International Association of Athletics Federations.
References
1. Balandin S.I., Balandina I.Yu. Sovershenstvovaniye takticheskogo masterstva v podgotovke vysokokvalifitsirovannykh beguniy na 400 m [Improving tactical skills in the training of highly qualified 400 m runners]. Sport, chelovek, zdorovye. [Sport, man, health]. Proceedings International Congress, December 8-10, 2021, St. Petersburg, Russia. St. Petersburg, 2021. pp. 53-55.
2. Balandin S.I., Balandina I.Yu., Dmitriev I.V. et al. Sravnitelnyy analiz osnovnykh kharakteristik tekhniki preodoleniya distantsiy 100 s/b i 110 s/b silneyshimi baryeristami i baryeristkami mira [Comparative analysis of the main characteristics of the technique of overcoming distances 100 s/b and 110 s/b by the strongest hurdlers and hurdlers of the world]. Teoriya i praktika fizicheskoy kultury. 2021. No. 7. pp. 32-35.
3. Bissas A., Walker J., Tucker C., and Paradisis G. (2018). Biomechanical Report for the IAAF World Championships 2017: 100 Metres Men. Birmingham, UK: International Association of Athletics Federations.
4. Pollitt L., Walker J., Tucker C. and Bissas A., (2018). Biomechanical Report for the IAAF World Championships 2017: 200 Metres Men. Birmingham, UK: International Association of Athletics Federations.
