Biomecanica Mersului Si A Alergarii [PDF]

Zitiervorschau

BIOMECANICA MERSULUI SI BIOMECANICA ALERGARII

I.ANALIZA BIOMECANICĂ A PRINCIPALELOR FAZE ALE MERSULUI Mersul este o mișcare ciclică realizată prin ducerea succesivă a unui picior înaintea celuilalt,fiecare dintre cele două membre inferioare avînd pe rînd funcția de propulsor și de suport. Caracteristicile mersului: - în timpul mersului există un sprijin permanent al corpului, realizat prin sprijinul unui picior (perioada de sprijin unilateral) sau prin sprijinul ambelor picioare (perioada de sprijin bilateral); - perioada sprijinului bilateral este de aproximativ cinci ori mai scurtă față de perioada de sprijin unilateral; - perioadele de sprijin sunt mai lungi față de cele fără de sprijin; - în timpul sprijinului unilateral piciorul ce susține greutatea corpului este piciorulde sprijin, iar celălalt se numește picior oscilant (pendulant); - momentul verticalei caracterizează situația în care piciorul pendulant se află în dreptul piciorului de sprijin și el împarte pasul în pas posterior și pas anterior. Unitatea funcțională în mers este constituită de pasul dublu, alcătuit din doi pași simpli. Pasul dublu reprezintă totalitatea mișcărilor ce se efectuează între două srijinuri successive ale aceluiași picior. Pasul simplu este dintanța dintre călcîiului piciorului de contact cu solul și vîrful piciorului de impulsie. Prezintă următoarele caracteristici: - lungimea pasului simplu este în relație directă cu lungimea pasului inferior; - lungimea pasului de partea stîngă este mai mare de cea efectuată cu membrul inferior drept; - unghiul pasului este de aproximativ 150 fiind format de linia de mers cu axa piciorului. Numărul de pași executați pe minut poartă numele de cadență sau frecvența, alură, tempou. Viteza mersului reprezentată prin spațiul parcurs într-un minut este dată de produsul dintre lungimea (amplitudinea) pasului și cadența sa. Creșterea unuia dintre acești factori duce implicit la o amplificare a vitezei de mers. Pentru un randament bun al mersului este necesară o alungire a pasului și nu o accelerare a cadenței mersului. Fazele mersului. Paul dublu prezintă șase faze successive, care se pot grupa în două perioade distincte de: - sprijin, care cuprinde amortizarea, momentul verticalei piciorului de sprijin și impulsia; - oscilație, care include faza pasului posterior, momentul verticalei piciorului oscilant și pasul anterior.

Faza 1 sau de amortizare începe atunci cînd piciorul anterior ia contact cu solul prin intermediul călcîiului și durează pînă la momentul verticalei piciorului de sprijin. Faza 2 sau momentul verticalei piciorului de sprijin este caracterizata de: - durată foarte scurtă; - corpul se află sprijinit pe un singur membru inferior; - corpul prezintă înălțimea maximă; - centrul general de greutate are poziția cea mai înaltă și se deplasează ușor lateral către piciorul de sprijin. Faza 3 sau de impulsie durează pînă la desprinderea de pe sol a piciorului de sprijin. Se caracterizează prin: - mișcarea este realizată prin rularea plantei dinspre călcîi spre vîrf; - există o scurtă perioadă de sprijin bilateral, cînd corpul se sprijină pe sol cu călcîiul piciorului anterior și cu vîrful piciorului posterior; - durata acestei perioade crește odată cu oboseala; - corpul prezintă înălțimea minimă; - centrul general de greutate este cel mai coborît. Prin impulsul dat de piciorul de sprijin spre sfîrșitul fazei, corpul este împins înainte și în sus, iar membrul de sprijin va deveni picior oscilant. Faza 4 sau faza pasului posterior al piciorului oscilant durează de la desprinderea vîrfului piciorului de sol pînă la momentul trecerii sale la verticală. În această fază se produce o slabă oscilație în articulația coxofemurală, concomitent cu din articulația genunchiului și a gleznei. Faza 5 sau momentul verticalei piciorului oscilant se caraterizeaza prin trecerea piciorului oscilant ușor în flexie la verticală, intersectînd astfel celălalt membru inferior. Faza 6 sau pasul anterior al piciorului oscilant se excecută prin oscilarea de la verticală spre înainte, membrul inferior pregătindu-se să ai contact cu solul prin călcîi, pentru a începe un nou ciclu al pasului dublu. Mișcările trunchiului și ale membrelor superioare sunt sincrone cu cele ale membrelor inferioare, amplitudinea fiind variabilă în funcție de viteza de mers. În plus mișcările membrului superior sunt opuse celui inferior de aceeași parte, astfel cînd piciorul stîng oscilează înainte, brațul drept oscilează înapoi. Mișcările au rolul de a compensa deplasarea centrului general de greutate datorită mișcărilor membrelor inferioare și torsiunii trunchiului. Șo ldul corespunzator piciorului oscilant este înpins înainte, iar celorului de sprijin rămăne al piciorului de sprijin rămîne înapoi. Amplitudinea

acestei deplasări atinge în medie 90. Oscilațiile axului umerilor se fac în sens invers celor ale bazinului și corespund cu ducerea înainte a membrelor superioare. Aceste oscilații cresc proporțional cu viteza din timpulprogresiei mersului. Musculatura striată care participă la mers. În timpul mersului acționează majoritatea grupelor musculare ale corpului, dar ponderea cea mai mare o are musculatura membrelor inferioare. Mușchiul mare fesier acționează foarte puțin în mersul obișnuit, intervenția acestuia fiind semnificativă în mersul pe plan ascendent sau în mersul cu purtare de greutăți. Mușchiul fesier mijlociu are rolul de a menține bazinul la orizontală, deci acționează la sfîrșitul fazei de oscilare, imediat înainte de a atinge solul cu călcîiul. Contracția acestuia este atît mai puternică cu cît membrul de sprijin se încarcă cu greutatea corpului, preia această greutate și cel oscilant este descărcat. Prin contracția mușchilor adductori ai coapsei se menține piciorul oscilant pe linia mediană și se realizează stabilizarea șoldului. Mușchiul cvadriceps femural ca extensor al gambei se opune felxiei bruște și excesive a genunchiului și implicit a gambei, acționînd imediat înainte și în perioada de sprijin. Înainte ca piciorul oscilant să atingă solul cu călcîiul, mușchiul menține genunghiul în extensie, dar după ce acesta se sprijină pe sol și genunchiul se află în flexie ușoară, cvadricepsul se contractă foarte ușor oprind flexia excesivă. Musculatura ischiogambierilor acționează spre sfîrșitul pendulării membrului inferior liber,făcînd extensia genunchiului, înaintea sprijinirii calcaneului pe sol. Cînd călcîiul a atins suprafața de sprijin, mușichii contribuie la stabilizarea genunchiului, precum și la extensia coapsei. Dintre mușchii extensori ai plantei, mai ales tricepsul sural se opune flexie dorsale în timpul momentului de sprijin, stabilizînd astfel piciorul. Mușchii încep să se contracte cînd planta atinge solul și ațiunea devine maximă odată cu ridicarea calcaneului de pe sol. Cînd piciorul devine oscilant, acțiunea tricepsului sural se încheie. Tibialul anterior, dintre flexorii dorsali ai plantei, are rol active în tot timpul mersului, intensitatea acțiunii fiind variabilă în funcție de fazele mersului. Contracția este intensă în timpul sprijinului călcîiului pe sol și devine maximă cînd întreaga plantă este așezată pe sol. Mușchii peronieri stabilizează glezna și piciorul, acționînd cu precădere în faza de sprijin, contracția lor maximă fiind atinsă în momentul ridicării călcîiului de pe sol. Ca o concluzie la cele prezentate mai sus, puten afirma faptul că la nivelul membrelor inferioare musculatura care are un rol mai important este cea care realizează tripla extensie, grupului extensorilor revenindu-le acțiunea de a duce la progresie corpul în faza de impulsie.

ANALIZA BIOMECANICĂ A PRINCIPALELOR FAZE DE ALERGARE Alergarea reprezintă o modalitate de deplasare naturală a omului, analogă mersului, deosebită de acesta prin rapiditate mai mare și prin unele caractere particulare. Caracteristicile alergării. Alergarea este o mișcare de locomoție ciclică, complexă determinată de forțele interne în interrelație cu gravitația, cu reacția sprijinului și cu rezistența mediului. Spre deosebire de mers, în alergare nu există faza de sprijin bilateral, aceasta fiind înlocuită cu un moment intermediar, cînd nici unul din membrele inferioare nu se găsesc pe suprafața de sprijin, acest moment purtînd numele de fază de zbor (fuleu). Sprijinul unilateral se păstrază. Unitatea ciclică de bază în alergare este pasul alergător, ciclul complet fiind prezentat de pasul alergător dublu, format din doi pași alergători simpli succesivi. La fel ca și în mers, în alergare centrul general de greutate suferă o deplasare în realizarea căruia intervin trei forțe : forța musculară la care se adaugă rezistența solului, greutatea corpului și rezistența aerului. Dacă viteza este constantă, aceste trei forțe rămîn în echilibru: greutatea corpului acționează în jos, rezistența aerului acționează orizontal, în sens opus direcției de alergare. Rezultanta forțelor indică valoarea ce trebuie să aibă forța musculară pentru a se realiza deplasarea. Daca viteza scade și rezistența aerului se micșorează, forța musculară va avea o valoare mai mică. Dacă viteza dedeplasare crește, rezistența aerului crește, ceea ce determină o mărire a rezultantei. Oscilațiile centrului general de greutate în timpul alergării. Centrul general nu se deplasează rectiliniu, ci sinusoidal. În momentull în care membrul inferior posterior se află în extensie, forța musculară deplasează centrul general de greutate în sus și înainte. Cînd acțiunea forței musculare se epuizează, centru general de greutate, datorită inerției iși continuă deplasarea înainte, dar coboară. În prima fază a momentului de sprijin pe membrul inferior anterior, el continuă să coboare, apoi odată cu extensia membrului anterior centrul de greutate începe iar să se ridice. În afara acestor deplasări verticale, centrul de greutate se deplasează și lateral. Propulsia succesivă a membrelor inferioare îndreaptă centrul general de greutate de o parte și de alta. Rezultă că distanța parcursă de corp în alergare nu este aceeași cu lungimea traiectoriei parcurse de centrul lui de greutate, care este întotdeauna mai lungă. Fazele alergării. Perioada de sprijin unilateral începe din momentul în care călcîiul ia contact cu solul și se termină în momentul în care membrul inferior de desprinde de sol.

Debutul sprijinului reprezintă momentul în care călcîiul membrul inferior anterior ia contact cu solul. Membrul inferior de sprijin acționează ca un lanț cinematic închis. Pentru menținerea greutății corpului prin contracția izometrică a tractului iliotibial și a mușchilor coapsei, membrul inferior formează o coloană rigidă care împinge capul femural în cavitatea acetabulară. Mișcarea șoldului și parte a genunchiului este frînată, în timp ce contracția mușchilor fascia lata și fesierul mare fixează bazinul. Contracția mușchiului triceps sural oprește căderea gambei înainte. Bazinul, coapsa și genunchiul fiind blocate, întreaga forță de presiune se transmite bolții plantare, tibialul anterior fiind cel mai solicitat. Cursa membrului inferior pendulant spre momentul verticalei. Odată fixat, membrul inferior de sprijin, începe înaintarea membrului inferior pendulant, ce ajunge în dreptul membrului inferior de sprijin, situație denumită “momentul verticalei”. Cursa membrului inferior de sprijin spre momentul verticalei constituie faza de sprijin frecare. Membrul inferior de sprijin suportă și amortizează șocul căderii corpului pe sol, prin intrarea în acțiune a lanțului triplei extensii. Centrul general de greutate se apropie de sol. Momentul verticalei. În această fază centrul general de greutate se găsește în punctul cel mai apropiat de sol, șoldul, genunchiul și glezna fiind în ușoară flexie. Cursa membrului inferior pendulant după momentul verticalei reprezintă faza de propulsie. Membrul inferior de sprijin începe să se extindă, în tipm ce genunchiul membrului pendulant este proiectat înainte și în sus. Extensia membrului inferior de sprijin este o mișcare complexă, compusă dintr-o serie de mișcări secundare: flexia plantară a piciorului, flexia gambei pe coapsă și a coapsei pe bazin. Ca și la mers, flexia plantară a piciorului se realizează la începutul mișcării, după principiul unei pîrghii de gradul II: sprijinul fiind reprezentat de vîrful piciorului, rezistența fiind reprezentată de greutatea corpului, iar forța fiind reprezentată de contracția tricepsului sural. Odată ridicat pe vîrfuri, corpul este înclinat spre înainte, deplasîndu-se înaintea centrului de greutate. În acest caz rezistența trece de cealaltă parte a sprijinului, ceea ce duce la formarea unei pîrghii de gradul I. Flexia plantară este urmată de extensia gambei pe coapsă și a coapsei pe bazin. Flexia coapsei pe bazin se realizează numai pînă la 900. În acest moment genunchiului se află în poziția cea mai anterioară posibilă. Extensia genunchiului nu se face în mod activ, prin contracție musculară, ci prin greutatea gambei și inerției ei. Mușchii intervin doar pentru a frîna mișcarea în momentul optim. Sfîrșitul sprijinului. Extensia completă a membrului inferior de sprijin se termină prin contracția mușchilor care produc flexia degetelor piciorului în articulațiilor metatarsofalangiene. Ca și la mers, halucele începe să acționeze

pîrghie de gradul III, dar în ultima fază, rezistența trece înaintea punctului de sprijin și începe să acționeze ca o pîrghie de gradul I. Fuleul este momentul din timpul alergării în care ambele membre inferioare nu ating solul, datorită forței de propulsie corpul este proiectat înainte și în sus, apoi revine pe sol, atras de forța de gravitație. Fuleul este cu atît mai mare cu cît membrul inferior pendulant se va mișca cu o amplitudine mai mare în articulația șoldului, cu cît gamba va pendula spre un unghi favorabil de atac al solului și cu cît forța de extensie a membrului inferior de sprijin va fi mai mare. Sistematizînd se poate afirma că alergarea cuprinde: - perioada de sprijin: faza deamortizare, momentul verticalei piciorului de sprijin, faza de impulsie; - perioada de oscilație, mai lungă decît cea anterioară, pasul oscilant posterior, momentul verticalei piciorului oscilant și pasul oscilant anterior; - faza intermediară de zbor. Spre deosebire de mers, în alergare, înălțimea cea mai mare o prezintă corpul în mijlocul zborului. Cu cît alergarea este mai rapidă, cu atît capul și bazinul descriu o traiectorie mai rectilinie, avînd oscilații de mică amplitudine. În alergare membrele superioare pendulează, cu cît viteza de alergare este mai mare, cu atît flexia la nivelul cotului și a genunuchiului se accentuează. Flexia antebrațelor se produce pentru a evita apariția unor forțe de frînare care să jeneze alergarea. Flexia gambelor pe coapse este, în unele cazuri, foarte accentuată, atingîndu-se regiunea fesieră cu călcîiele în scopul de a ușura proiecția spre înainte a piciorului în faza următoare care se face cu mare viteză. Presiunea piciorului pe sol este accentuată la începutul fazei de amortizare, apoi descrește în momentul verticalei și crește din nou, ajungînd maximă la sfîrșitul fazei de impulsie. Lungimea pasului crește pe măsură ce frecvența se accelerează. În alergare pasul este mai mare decît în mers, iar durata în timp este mai scurtă.

II.BIOMECANICA PASULUI ALERGĂTOR Noţiunea de biomecanică provine din greceşte (bios – viaţă şi mechane – maşină) şi este disciplina care studiază mişcările omului şi ale animalelor. După A. Gagea (2004), biomecanica este disciplina care studiază mişcările segmentelor sau ale corpului în ansamblul său, (incluzând de la caz şi accesoriile) în activitatea sportivă, mişcările datorându-se în principal forţelor interne şi în plan secundar, forţelor externe. Tehnica alergătorilor, nu trebuie apreciată numai din punct de vedere cinetic ( al succesiunii mişcărilor pasului) ci, mai ales, după forţele care intervin în desfăşurarea ei, adică după dinamica acestora. Se poate afirma că, tehnica înseamnă în esenţă exploatarea raţională şi economică a posibilităţilor cinetice şi dinamice. Referindu-se în general la alergări, biomecanica studiază forţele care acţionează asupra atletului în timpul alergării, direcţiile şi unghiurile pe care le lucrează fiecare grupă musculară, efectele acţiunii unor factori externi asupra centrelor de greutate ale segmentelor corpului sau asupra corpului în ansamblul său.

1. ANALIZA TEHNICII PASULUI ALERGĂTOR Unitatea ciclică a alergării – pasul alergător – poate fi luată în considerare sub două forme:  pasul alergător simplu  pasul alergător dublu Pasul simplu este cuprins între două sprijine succesive.

Pasul dublu este constituit din doi paşi simpli şi reprezintă unitatea funcţională a alergării. Interesant este de observat că omul poate alerga cu o viteză mai redusă decât viteza cu care poate merge. Acţiunie pasului alergător dublu prezintă două ipostaze:  perioada de sprijin;  perioada de pendulare.

2.1. ANALIZA PERIOADEI DE SPRIJIN Structura acestei perioade cuprinde trei momente, care se succed la fiecare pas:  momentul amortizării ;  momentul verticalei;  momentul impulsiei. Cunoaşterea şi înţelegerea acestora are o mare importanţă deoarece ele determină tehnica alergării.  Momentul amortizării – are loc la terminarea zborului, când piciorul ia contact cu solul. Asupra solului apasă o forţă care are o direcţie oblică (FO), această forţă oblică se descompune într-o forţă perpendiculară pe sd (F.P.) şi o forţă tangenţială (F.T.) paralelă cu solul. Ca răspuns se va degaja în sens invers o forţă de reacţie FR, care se opune direcţiei de alergare. Apare o frânare a alergării, care va fi cu atât mai mare, cu cât contactul cu solul va fi mai oblic.

În activitatea practică se urmăreşte reducerea forţei tangenţiale, prin mărirea unghiului de contact cu solul. În faza amortizării contactul cu solul poate avea loc pe pingea, pe toată talpa, pe călcâi.  Momentul verticalei – este foarte scurt, iar musculatura depune o activitate rezistentă, statică de fixare. Momentul corespunde trecerii CGG al corpului prin verticala suprafeţei de sprijin iar forţa de acţiune (F), orientată perpendicular de sus în jos, este egală ca valoare cu forţa de reacţie (R), orientată de jos în sus.  Momentul impulsiei, durează de la depăşirea verticalei de către CGG al corpului, până la părăsirea solului. Forţa aplicată asupra solului este oblică şi orientată înapoi – jos. Forţa oblică (F.O.) se descompune într-o forţă perpendiculară (F.P.) şi una tangenţială (F.T.). Forţa de reacţie (R.O.), se descompune într-o forţă perpendiculară (R.P.) orientată de jos în sus şi una tangenţială (R.T.) paralelă cu solul pe direcţa alergării. Faza impulsiei este singura acţiune pozitivă, deoarece reacţia sprijinului se produce în direcţia alergării. 2.2. ANALIZA PERIOADEI DE PENDULARE Durează de la desprinderea piciorului de pe sol, până la un nou contact cu solul. În timpul pendulării se succed trei faze:  pendulare posterioară;  momentul verticalei;  pendulare anterioară.

● Pendularea posterioară numită şi faza pasului posterior, începe când piciorul părăseşte solul şi ţine până la momentul verticalei. ● Momentul verticalei corespunde încrucişării celor două coapse, ale piciorului de sprijin şi piciorul pendulant. ● Pendularea anterioară numită şi faza pasului anterior începe de la depăşirea momentului verticalei până la reluarea contactului cu solul, în noua fază de amortizare.