Biomechanics of sprint running
છંટકાવમાં ઝડપી પ્રવેગનો તબક્કો અને ત્યારબાદ વેગ જાળવણીનો તબક્કો સામેલ છે. દોડવાના પ્રારંભિક તબક્કા દરમિયાન, દોડવીરો જમીન પરની પ્રતિક્રિયા દળોને વધુ આડી રીતે દિશામાન કરવા માટે તેમના શરીરના ઉપલા ભાગને આગળ નમાવતા હોય છે. જેમ જેમ તેઓ તેમના મહત્તમ વેગ સુધી પહોંચે છે, તેમ તેમ ધડ સીધા સીધા સ્થિતિમાં આવી જાય છે. દોડનો ધ્યેય શક્ય તેટલા ઓછા સમયમાં નિર્ધારિત અંતરને આવરી લેવા માટે ઉચ્ચ ટોચની ઝડપે પહોંચવાનો અને જાળવવાનો છે. સ્પ્રિંટિંગને સંચાલિત કરતા જૈવિક પરિબળો અને ગણિતના જથ્થાને માપવા માટે ઘણા સંશોધનો કરવામાં આવ્યા છે. આ ઉચ્ચ વેગ હાંસલ કરવા માટે, એવું જાણવા મળ્યું છે કે દોડવીરોએ વધુ ઝડપી પગલાં લેવાને બદલે ઇચ્છિત પ્રવેગ પ્રાપ્ત કરવા માટે જમીન પર મોટી માત્રામાં બળ લગાવવું પડે છે. સ્પ્રિન્ટિંગ મિકેનિક્સ અને સંચાલિત સમીકરણોને માપવા અગાઉના અભ્યાસોમાં ચાલવા દરમિયાન માનવ પગને યાંત્રિક રીતે ઊંધી લોલકના સમૂહમાં સરળ બનાવવામાં આવ્યા છે, જ્યારે અંતરની દોડ (ઉછાળવાળી ચાલ તરીકે વર્ગીકૃત) એ પગને ઝરણા તરીકે તૈયાર કર્યા છે. તાજેતરમાં સુધી, એવું લાંબા સમયથી માનવામાં આવતું હતું કે ઝડપી દોડવાની ઝડપને માત્ર શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા પ્રોત્સાહન આપવામાં આવે છે જે ચાલની લંબાઈ અને આવર્તનમાં વધારો કરે છે; જ્યારે આ પરિબળો દોડવાની ગતિમાં ફાળો આપે છે, ત્યારે એવું પણ જાણવા મળ્યું છે કે દોડવીરની જમીન દળો ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. વેયાન્ડ એટ અલ. (2000) સ્પ્રિન્ટ વેગ નક્કી કરવા માટે નીચેનું સમીકરણ સાથે આવ્યુંઃ સ્પ્રિન્ટ વેગ (m/s), પગલું આવર્તન (1/s), જમીન પર લાગુ સરેરાશ બળ (N), શરીરનું વજન (N), અને સંપર્ક લંબાઈ (m) ક્યાં છે. ટૂંકમાં, સ્પ્રિન્ટ વેગ ત્રણ મુખ્ય પરિબળો પર નિર્ભર છેઃ પગલાની આવર્તન (તમે પ્રતિ સેકન્ડ કેટલા પગલાં લઈ શકો છો), જમીન પર લાગુ કરાયેલ સરેરાશ ઊભી બળ અને સંપર્ક લંબાઈ (તમારા દળનું કેન્દ્ર એક સંપર્ક સમયગાળા દરમિયાન અનુવાદિત થાય છે). સૂત્રનું પરીક્ષણ વિષયોને બળ ટ્રેડમિલ પર ચલાવીને કરવામાં આવ્યું હતું (જે એક ટ્રેડમિલ છે જેમાં જમીન પ્રતિક્રિયા દળો (જી. આર. એફ.) ને માપવા માટે બળ પ્લેટ હોય છે). આકૃતિ 1 દર્શાવે છે કે ત્રણ પગલાંના સમયગાળા માટે બળ પ્લેટ રીડઆઉટ કેવું દેખાય છે. જ્યારે આ સમીકરણ એકદમ સચોટ સાબિત થયું છે, ત્યારે અભ્યાસ એ અર્થમાં મર્યાદિત હતો કે માહિતી એક બળ પ્લેટ દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવી હતી જે આડી GRF ને બદલે માત્ર ઊભી GRF ને માપતી હતી. આનાથી કેટલાક લોકો ખોટા ઢોંગ તરફ દોરી ગયા કે માત્ર જમીન પર વધુ ઊભી (લંબરૂપ) બળ લગાવવાથી વધુ પ્રવેગ તરફ દોરી જશે, જે સાચું નથી (નીચે મોરિન અભ્યાસ જુઓ). 2005 માં, હન્ટર એટ અલ. એક અભ્યાસ હાથ ધર્યો હતો જે સ્પ્રિન્ટ વેગ અને સંબંધિત આવેગ વચ્ચેના સંબંધો નક્કી કરે છે જેમાં ચાલ અને જમીન પ્રતિક્રિયા બળની માહિતી એકત્રિત કરવામાં આવી હતી અને તેનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે ત્વરિત દોડ દરમિયાન, એક લાક્ષણિક સહાયક તબક્કાને બ્રેકિંગ તબક્કા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જે પછી પ્રોપલ્સિવ તબક્કો (-FH પછી + FH) આવે છે. પરીક્ષણ કરાયેલા સૌથી ઝડપી વિષયોમાં એક સામાન્ય વલણ એ હતું કે ઊભી બળની માત્ર મધ્યમથી નીચી માત્રા હતી અને મોટી માત્રામાં આડી બળો ઉત્પન્ન થયા હતા. અભ્યાસ પછી, લેખક દ્વારા એવી ધારણા કરવામાં આવી હતી કે સ્નાયુ અને કંડરાના પેશીઓમાં સ્થિતિસ્થાપક ઊર્જાનો સંગ્રહ કરવા માટે બ્રેકિંગ દળો જરૂરી છે. આ અભ્યાસે દોડના પ્રવેગના તબક્કા દરમિયાન આડી તેમજ ઊભી જી. આર. એફ. ના મહત્વની હળવી પુષ્ટિ કરી હતી. કમનસીબે, ડેટા 16-મીટરના નિશાન પર એકત્રિત કરવામાં આવ્યો હોવાથી, તે સમગ્ર પ્રવેગના તબક્કા અંગે ચોક્કસ તારણો કાઢવા માટે અપૂરતો હતો. મોરિન એટ અલ. (2011) સ્પ્રિન્ટર્સને એક બળ ટ્રેડમિલ પર દોડીને જમીન પ્રતિક્રિયા દળોના મહત્વની તપાસ કરવા માટે એક અભ્યાસ કર્યો હતો જે આડી અને ઊભી જમીન પ્રતિક્રિયા દળો બંનેને માપે છે. દરેક પગલા માટે પટ્ટાનો વેગ માપવામાં આવ્યો હતો અને "બળ ઉપયોગ તકનીકનો સૂચકાંક" શોધવા માટે ગણતરીઓ કરવામાં આવી હતી, જે નક્કી કરે છે કે વિષયો આડી દિશામાં બળને કેટલી સારી રીતે લાગુ કરી શકે છે. પરીક્ષણના બીજા ભાગમાં વેગ-સમય વળાંક બનાવવા માટે દોડવીરોની આગળની ગતિને માપવા માટે રડારનો ઉપયોગ કરીને માનવસર્જિત ટ્રેક પર 100-મીટર સ્પ્રિન્ટ કરતા વિષયો સામેલ હતા. આ અભ્યાસનું મુખ્ય પરિણામ દર્શાવે છે કે દોડવીરના વેગની આગાહી કરવામાં બળના ઉપયોગની તકનીક (ફક્ત લાગુ કરાયેલા બળની કુલ માત્રાને બદલે) એ મુખ્ય નિર્ધારક પરિબળ છે. આને હજુ દોડના સંચાલક સમીકરણમાં એકીકૃત કરવાનું બાકી છે. ગતિશાસ્ત્ર દોડવાની ગતિશાસ્ત્ર શરીર પર અથવા બહાર કામ કરતા દળોની અસરોનો ઉપયોગ કરીને દોડવીરની ગતિનું વર્ણન કરે છે. આંતરિક દળોમાં ફાળો આપનારા મોટાભાગના પરિબળો પગના સ્નાયુઓના સક્રિયકરણ અને હાથના સ્વિંગમાંથી આવે છે. પગના સ્નાયુ સક્રિયકરણ દોડવીરને આગળ વધારવા માટે જવાબદાર સ્નાયુઓએ શરીરના વધતા વેગને સમાવવા માટે વધતી ગતિ સાથે સંકોચન કરવું જરૂરી છે. દોડના પ્રવેગના તબક્કા દરમિયાન, સ્નાયુઓનો સંકોચાયેલો ઘટક એ પાવર આઉટપુટ માટે જવાબદાર મુખ્ય ઘટક છે. એકવાર સ્થિર સ્થિતિ વેગ સુધી પહોંચી ગયા પછી અને દોડવીર સીધો થઈ જાય પછી, શક્તિનો મોટો ભાગ સંકોચાયેલા સ્નાયુઓના ખેંચાણ દરમિયાન 'શ્રેણીબદ્ધ સ્થિતિસ્થાપક ઘટકો' માં સંગ્રહિત યાંત્રિક ઊર્જામાંથી આવે છે જે સકારાત્મક કાર્ય તબક્કા પછી તરત જ મુક્ત થાય છે. જેમ જેમ દોડવીરનો વેગ વધે છે તેમ તેમ જડતા અને હવા પ્રતિકારની અસરો દોડવીરની ટોચની ઝડપ પર મર્યાદિત પરિબળો બની જાય છે. અગાઉ એવું માનવામાં આવતું હતું કે એક ઇન્ટ્રામસ્ક્યુલર ચીકણું બળ હતું જે સંકોચન બળનો વિરોધ કરતા સ્નાયુ સંકોચનના વેગના પ્રમાણમાં વધ્યું હતું; ત્યારથી આ સિદ્ધાંતને નકારી કાઢવામાં આવ્યો છે. વર્ષ 2004માં હાથ ધરાયેલા એક અભ્યાસમાં, અંતર દોડવીરો, દોડવીરો અને બિન-દોડવીરોની ચાલની રીતને વિડિયો રેકોર્ડિંગનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવી હતી. દરેક જૂથ 5.81 મીટર/સેકન્ડ (અંતરની દોડનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે) અને મહત્તમ દોડવાની ઝડપે 60 મીટર દોડે છે. અભ્યાસ દર્શાવે છે કે બિન-સ્પ્રિન્ટર્સ મહત્તમ ઝડપ અજમાયશ માટે બિનકાર્યક્ષમ ચાલ સાથે દોડ્યા હતા જ્યારે તમામ જૂથો અંતર અજમાયશ માટે ઊર્જાસભર કાર્યક્ષમ ગતિ સાથે દોડ્યા હતા. આ સૂચવે છે કે આર્થિક અંતર દોડવાના સ્વરૂપનો વિકાસ એ એક કુદરતી પ્રક્રિયા છે જ્યારે દોડ એ એક શીખી લીધેલી તકનીક છે જેને પ્રેક્ટિસની જરૂર છે. આર્મ સ્વિંગ માન એટ અલના તારણોથી વિપરીત છે. (1981), હાથની સ્વિંગ ધડ અને ઊભી પ્રોપલ્શન બંનેને સ્થિર કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ધડના સ્થિરીકરણના સંદર્ભમાં, હાથની સ્વિંગ, હિનરિક્સ એટ અલ દ્વારા સૂચવ્યા મુજબ, પગના સ્વિંગ દ્વારા સર્જાયેલી પરિભ્રમણ ગતિને સંતુલિત કરવા માટે કામ કરે છે. 1987). ટૂંકમાં, રમતવીરને હાથના સ્વિંગ વિના તેમના ટ્રંકના પરિભ્રમણને નિયંત્રિત કરવામાં મુશ્કેલી પડશે. આ જ અભ્યાસમાં એવું પણ સૂચવવામાં આવ્યું હતું કે, લોકપ્રિય માન્યતાથી વિપરીત, આગળના સ્વિંગને અનુસરતા પછાત સ્વિંગને કારણે હથિયારોની આડી બળ ઉત્પાદન ક્ષમતાઓ મર્યાદિત છે, તેથી બંને ઘટકો એકબીજાને રદ કરે છે. જો કે, આ સૂચવતું નથી કે હાથનો સ્વિંગ દોડ દરમિયાન પ્રોપલ્શનમાં બિલકુલ ફાળો આપતો નથી; હકીકતમાં, તે કુલ ઊભી પ્રોપલ્સિવ દળોના 10 ટકા સુધી યોગદાન આપી શકે છે જે દોડવીર જમીન પર લાગુ કરી શકે છે. આનું કારણ એ છે કે, આગળ-પાછળની ગતિથી વિપરીત, બંને હાથ તેમની ઉપર-નીચેની ગતિમાં સુમેળમાં હોય છે. પરિણામે, દળો રદ કરવામાં આવતા નથી. કાર્યક્ષમ દોડવીરો પાસે હાથનો સ્વિંગ હોય છે જે ખભામાંથી ઉદ્દભવે છે અને તેમાં વળાંક અને વિસ્તરણ ક્રિયા હોય છે જે ઇપ્સિલેટરલ ખભા અને હિપ પર થતા વળાંક અને વિસ્તરણની સમાન તીવ્રતાની હોય છે. એનર્જેટિક્સ ડી પ્રેમ્પેરો એટ અલ. ગાણિતિક રીતે પ્રાયોગિક પરીક્ષણ દ્વારા ચાલતા પ્રવેગક તબક્કા (પ્રથમ 30 મીટર) સ્પ્રિન્ટની કિંમતનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે. વિષયો ટ્રેક પર વારંવાર દોડતા હતા જ્યારે રડાર તેમનો વેગ નક્કી કરતો હતો. વધુમાં, અગાઉના સાહિત્યમાં જાણવા મળ્યું છે કે સપાટ ભૂપ્રદેશ પર દોડવાની ઊર્જા સતત ઝડપે ચઢાણ પર દોડવાની સમાન છે. ગાણિતિક વ્યુત્પત્તિ પ્રક્રિયાને ઢીલી રીતે નીચે અનુસરવામાં આવે છેઃ સ્પ્રિન્ટ દોડના પ્રારંભિક તબક્કામાં, શરીર પર કામ કરતું કુલ પ્રવેગક () એ આગળના પ્રવેગક અને ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પૃથ્વીના પ્રવેગકનો વેક્ટરલ સરવાળો છેઃ જ્યારે સપાટ જમીન પર દોડે છે ત્યારે "સમકક્ષ ઢોળાવ" (ઇ. એસ.) છેઃ "સમકક્ષ સામાન્ય બોડી માસ" (ઇ. એમ.) પછી જોવા મળે છેઃ ડેટા સંગ્રહને અનુસરીને, દોડવાની કિંમત () હોવાનું જાણવા મળ્યું હતુંઃ ઉપરોક્ત સમીકરણ પવન પ્રતિકારને ધ્યાનમાં લેતું નથી, તેથી પવન પ્રતિકાર () સામે દોડવાની કિંમતને ધ્યાનમાં રાખીને, જે જાણીતું છેઃ આપણે બે સમીકરણોને ભેગા કરીએ છીએઃ દોડવીરના શરીરનો પ્રવેગક, આગળનો પ્રવેગક, ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રવેગક ક્યાં છે? થાકની અસરો થાક એ દોડમાં એક અગ્રણી પરિબળ છે, અને તે પહેલેથી જ વ્યાપકપણે જાણીતું છે કે તે સ્નાયુઓમાં મહત્તમ શક્તિ ઉત્પાદનને અવરોધે છે, પરંતુ તે નીચે સૂચિબદ્ધ રીતે દોડવીરોના પ્રવેગને પણ અસર કરે છે. સબમેક્સિમલ સ્નાયુ સંકલન સ્નાયુ સંકલન પરનો એક અભ્યાસ જેમાં વિષયોએ પુનરાવર્તિત 6-સેકન્ડ સાઇકલિંગ સ્પ્રિન્ટ્સ અથવા ટૂંકા ગાળાના તૂટક તૂટક સ્પ્રિન્ટ્સ (આઈ. એસ. એસ. ડી.) કર્યા હતા તે મહત્તમ પાવર આઉટપુટમાં ઘટાડો અને મોટર સંકલનમાં ફેરફારો વચ્ચેનો સહસંબંધ દર્શાવે છે. આ કિસ્સામાં, મોટર સંકલન એ શારીરિક ક્રિયાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે સ્નાયુઓની હિલચાલનું સંકલન કરવાની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે, તેથી સબમેક્સિમલ સંકલન સૂચવે છે કે સ્નાયુઓ હવે એકબીજા સાથે સુમેળમાં સક્રિય થતા નથી. અભ્યાસના પરિણામો દર્શાવે છે કે વાસ્ટસ લેટરાલિસ (વી. એલ.) અને દ્વિશિર ફેમોરિસ (બી. એફ.) સ્નાયુઓ વચ્ચે વિલંબ થાય છે. વી. એલ.-બી. એફ. સંકલનમાં ફેરફારો સાથે આઈ. એસ. એસ. ડી. દરમિયાન શક્તિમાં ઘટાડો થયો હોવાથી, તે સૂચવવામાં આવે છે કે આંતર-સ્નાયુ સંકલનમાં ફેરફારો થાકના પરિણામે વીજ ઉત્પાદનમાં ઘટાડા માટે યોગદાન આપનારા પરિબળોમાંથી એક છે. આ સાયકલ દોડનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ સિદ્ધાંતો દોડવીરના દ્રષ્ટિકોણથી દોડ તરફ દોરી જાય છે. અસરકારક બળ ઉપયોગ તકનીકોનું અવરોધ મોરિન એટ અલ. એક અભ્યાસમાં બળ ઉત્પાદન અને બળ એપ્લિકેશન તકનીકો પર થાકની અસરોની શોધ કરવામાં આવી હતી જ્યાં દોડવીરોએ અગાઉ ઉલ્લેખિત સમાન ટ્રેડમિલ સુયોજનનો ઉપયોગ કરીને પાંચ 6 સેકન્ડની દોડના ચાર સેટ કર્યા હતા. જમીન પ્રતિક્રિયા બળો ઉત્પન્ન કરવાની તેમની ક્ષમતા તેમજ વધુ આડી પ્રવેગને મંજૂરી આપવા માટે જમીન બળોના ગુણોત્તર (આડીથી ઊભી) નું સંકલન કરવાની તેમની ક્ષમતા પર માહિતી એકત્રિત કરવામાં આવી હતી. તાત્કાલિક પરિણામો દર્શાવે છે કે દરેક સ્પ્રિન્ટ સાથે કામગીરીમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે અને દરેક અનુગામી ડેટા સેટ સાથે કામગીરીમાં ઘટાડાના દરમાં તીવ્ર ઘટાડો થયો છે. નિષ્કર્ષમાં, તે સ્પષ્ટ હતું કે કુલ બળ ઉત્પાદન ક્ષમતા અને જમીન દળોને લાગુ કરવાની તકનીકી ક્ષમતા બંનેને ખૂબ અસર થઈ હતી. ઈજા નિવારણ દોડવાની ચાલ (બાયોમિકેનિક્સ) માત્ર કાર્યક્ષમતા માટે જ નહીં પણ ઈજાના નિવારણ માટે પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. તમામ દોડવીરોમાંથી અંદાજે 25 થી 65 ટકા દર વર્ષે સંબંધિત ઇજાઓનો અનુભવ કરે છે. અસામાન્ય રનિંગ મિકેનિક્સને ઘણીવાર ઈજાના કારણ તરીકે ટાંકવામાં આવે છે. જો કે, ઈજાના જોખમને ઘટાડવા માટે વ્યક્તિની દોડવાની રીતમાં ફેરફાર કરવાનું સૂચન બહુ ઓછા લોકો કરે છે. આઈ મેઝર યુ જેવી પહેરવાલાયક તકનીકી કંપનીઓ વાસ્તવિક સમયમાં દોડવીરની ચાલનું વિશ્લેષણ કરવા અને ઈજાના જોખમને ઘટાડવા માટે દોડવાની તકનીકને કેવી રીતે બદલવી તે અંગે પ્રતિસાદ આપવા માટે બાયોમિકેનિક્સ ડેટાનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલો બનાવી રહી છે. સંદર્ભો બાયોમિકેનિક્સ સ્પ્રિન્ટ (ચાલી રહ્યું છે)