Коли два об'єкти стикаються, результат є суто фізичним. Це стосується як автомобіля, що мчить по шосе, так і більярдна куля, що котиться по повстяному столу, або бігуна, який зіткнувся з землею зі швидкістю 180 кроків за хвилину.
Специфічні характеристики контакту між землею та ступнями бігуна визначають швидкість бігуна, але більшість бігунів рідко витрачають час на вивчення своєї «динаміки зіткнень». Бігуни звертають увагу на свої тижневі кілометри, дистанцію бігу на довгі дистанції, швидкість бігу, частоту серцевих скорочень, структуру інтервальних тренувань тощо, але часто не помічають того факту, що бігові здібності залежать від якості взаємодії між бігуном та землею, а результати всіх контактів залежать від кута, під яким об'єкти контактують один з одним. Люди розуміють цей принцип, граючи в більярд, але часто не помічають його під час бігу. Зазвичай вони взагалі не звертають уваги на кути, під якими їхні ноги та ступні контактують із землею, хоча деякі кути тісно пов'язані з максимізацією сили руху та мінімізацією ризику травм, тоді як інші створюють додаткову силу гальмування та збільшують ймовірність травмування.
Люди біжать своїм природним ходом і твердо вірять, що це найкращий режим бігу. Більшість бігунів не надають значення точці прикладання сили під час контакту з землею (чи торкаються вони землі п'ятою, підошвою всієї стопи чи передньою частиною стопи). Навіть якщо вони вибирають неправильну точку контакту, що збільшує силу гальмування та ризик травмування, вони все одно генерують більшу силу через свої ноги. Мало хто з бігунів враховує твердість своїх ніг, коли вони торкаються землі, хоча твердість має важливий вплив на характер сили удару. Наприклад, чим більша жорсткість землі, тим більша сила передається назад до ніг бігуна після удару. Чим більша твердість ніг, тим більша сила, що рухається вперед, генерується під час відштовхування від землі.
Звертаючи увагу на такі елементи, як кут контакту ніг і стоп із землею, точка контакту та твердість ніг, ситуація контакту між бігуном і землею є передбачуваною та повторюваною. Більше того, оскільки жоден бігун (навіть Усейн Болт) не може рухатися зі швидкістю світла, закони руху Ньютона застосовуються до результату контакту незалежно від обсягу тренувань бігуна, частоти серцевих скорочень чи аеробної здатності.
З точки зору сили удару та швидкості бігу, третій закон Ньютона є особливо важливим: він говорить нам: якщо нога бігуна відносно пряма, коли торкається землі, а стопа знаходиться попереду тіла, то ця стопа торкатиметься землі вперед і вниз, тоді як земля штовхатиме ногу та тіло бігуна вгору і назад.
Як сказав Ньютон: «Усі сили мають сили реакції однакової величини, але протилежних напрямків». У цьому випадку напрямок сили реакції прямо протилежний напрямку руху, на який сподівається бігун. Іншими словами, бігун хоче рухатися вперед, але сила, що утворюється після контакту з землею, штовхатиме його вгору та назад (як показано на малюнку нижче).
Коли бігун торкається землі п'ятою, а стопа знаходиться попереду тіла, напрямок початкової сили удару (і результуючої сили поштовху) спрямований вгору та назад, що далеко від очікуваного напрямку руху бігуна.
Коли бігун торкається землі під неправильним кутом нахилу ноги, закон Ньютона стверджує, що сила, що генерується, не повинна бути оптимальною, і бігун ніколи не зможе досягти найшвидшої швидкості бігу. Тому бігунам необхідно навчитися використовувати правильний кут контакту з землею, який є фундаментальним елементом правильного бігового візерунка.
Ключовий кут контакту з землею називається «кутом великогомілкової кістки», який визначається градусом кута, утвореного між великою гомілкою та землею, коли стопа вперше торкається землі. Точний момент для вимірювання кута великогомілкової кістки – це момент, коли стопа вперше торкається землі. Щоб визначити кут великогомілкової кістки, слід провести пряму лінію, паралельну великогомілковій кістці, починаючи від центру колінного суглоба та ведучи до землі. Інша лінія починається від точки контакту лінії, паралельної великогомілковій кістці, з землею та проводиться прямо вперед вздовж землі. Потім відніміть 90 градусів від цього кута, щоб отримати фактичний кут великогомілкової кістки, який є градусом кута, утвореного між великою гомілкою в точці контакту та прямою лінією, перпендикулярною до землі.
Наприклад, якщо кут між землею та великогомілковою кісткою, коли стопа вперше торкається землі, становить 100 градусів (як показано на малюнку нижче), то фактичний кут великогомілкової кістки становить 10 градусів (100 градусів мінус 90 градусів). Пам'ятайте, що великогомілковий кут насправді є градусом кута між прямою лінією, перпендикулярною до землі в точці контакту, та великогомілковою кісткою.
Кут великогомілкової кістки – це градусна міра кута, утвореного між великогомілковою кісткою в точці контакту та прямою лінією, перпендикулярною до землі. Кут великогомілкової кістки може бути додатним, нульовим або від'ємним. Якщо великогомілкова кістка нахилена вперед від колінного суглоба, коли стопа торкається землі, кут великогомілкової кістки є додатним (як показано на малюнку нижче).
Якщо великогомілкова кістка точно перпендикулярна до землі, коли стопа торкається землі, то кут великогомілкової кістки дорівнює нулю (як показано на малюнку нижче).
Якщо великогомілкова кістка нахиляється вперед від колінного суглоба при торканні землі, великогомілковий кут є додатним. При торканні землі великогомілковий кут становить -6 градусів (84 градуси мінус 90 градусів) (як показано на малюнку нижче), і бігун може впасти вперед при торканні землі. Якщо великогомілкова кістка нахиляється назад від колінного суглоба при торканні землі, великогомілковий кут є від'ємним.
З огляду на все сказане, чи зрозуміли ви елементи схеми бігу?
Час публікації: 22 квітня 2025 р.