Как определяется средняя скорость человека при ходьбе и беге. Скорость и ускорение Короткий шаг в беге

Формула скорости проста = длина шага + частота шага.

Забег на 10 000м на чемпионате мира в Осаке

Уравнение довольно примитивно, просто и понятно даже первокласснику, и объясняет с точки зрения биомеханики механизм изменения скорости бега. То есть, чтобы получить прибавку в скорости, необходимо либо увеличить длину шага, либо повысить частоту, или же изменить обе величины. Суть одна - что-то должно измениться. Попробуем разобраться на живых примерах, что же все- таки меняется, когда у нас растет скорость бега.

Если вы - сектант «Ци-бега», то у вас изменится лишь длина шага, поскольку основатель системы Дэнни Дрейер (Danny Dreyer) проповедует постоянную частоту шагов, изменяя только их длину. В реальном же мире осознанно не меняя один из параметров, а изменть только второй - совершение грубой ошибки. Отследим варьирование этих параметров на примере элитных бегунов.

В одном из исследований проанализирована частота и длин шага победителя и призеров в забеге на 10 000м на чемпионате мира в Осаке в 2007 году. Победителем данного забега стал (естественно же) Кенениса Бекеле (Kenenisa Bekele) - 27:05.90; второе место у вечно второго в тот период Силеши Сихине (Sileshi Sihine) - 27:09.03; и с бронзой покинул Осаку кениец Мартин Матати (Martin Mathathi) - 27:12.17.

На рисунке ниже показаны скорость бега, частота и длина шага для каждого спортсмена на каждом круге.

Первое, что бросается в глаза, это скорость бега - на первых 23 кругах она практически одинакова у всех трех спортсменов, хотя это и очевидный факт. Однако каждый из трех поддерживал скорость бега своей стратегией.

У Бекеле была самая низкая частота бега, и, следовательно, самая большая длина на первых 9000м. Полная противоположность - Матати, бежал короткими шагами, но очень часто, чтобы поддерживать эту же скорость. У Сихине длина и частота шага имели средние значения, по сравнению с Бекеле и Матати. Интересным фактом является также то, что Бекеле, имея наименьший рост (160см) среди призеров чемпионата мира демонстрирует наибольшую длину шага по сравнению с более рослыми Сихине (171см) и Матати (167см).

Графики частоты, длины шага и скорости призеров в беге на 10 000м

Самые интересные изменения в длине и частоте шагов начинаются на 10-м километре забега, когда скорость резко возросла. После среднего темпа 2.42-2.45 мин/км на первых 9км, финишный километр у призеров вышел за 2.30, 2.33 и 2.36 мин/км соответственно, а финишный круг - 55. 51, 58.66 и 62.16 сек соответственно. Взглянем, за счет каких показателей возросла скорость у каждого?

Бекеле нарастил финишную скорость за счет повышения частоты шагов со 190 до невероятных 216 шагов в минуту, сохраняя при этом длину шага.

Силеши Сихине за три круга до финиша слегка увеличил частоту шагов, а на последнем круге - значительно добавил в длине шага, за счет чего скорость сильно возросла - полная противоположность с Бекеле.

И наконец, Матати, который бежал за счет высокой частоты и короткого шага, увеличил за 3 круга до финиша длину шага на треть, тем самым получив прибавку в скорости. Но, что самое интересное, на последних двух кругах Матати даже немного снизил частоту шага, попытавшись компенсировать это длинным шагом.

Судя по видеозаписи, его просто «поставило», за счет чего они и не смог поддерживать частоту бега.

Бекеле, Сихине и Матати на дистанции

В итоге на последнем круге у него было лишь поддержание скорости, в отличие от Бекеле и Сихине.

Заметим, что каждый из трех бегунов выбрал свою стратегию поддержания скорости по ходу дистанции, и точно так же, свою стратегию увеличения скорости во время финишного спурта.

Интересно то, что на финише каждый увеличивал тот показатель, который во время дистанции был низкий. Бекеле резко увеличил на финише частоту шагов, а Матати - длину. Сихине спуртовал за счет незначительного роста обоих факторов. Создается впечатление, что бегуны подсознательно по ходу дистанции опирались лишь на один показатель, как бы давая второму «отдыхать» большую часть забега, чтобы резко увеличить его на финише.

Но, как мы видим - самая верная стратегия быстрого финиша - увеличение частоты шага.

Какие выводы можно сделать на основе вышесказанного?

Что я могу сказать по этому поводу? - На основе собственных многолетних наблюдений за лучшими бегунами на выносливость нашей страны, могу подметить - с длиной шага у наших стайеров и средневиков полный порядок, а вот частота, вернее умение ее развивать - слабое звено.

Если обратиться к теории, то каждое движение начинается с электрического импульса, возникающего в головном мозге, которое по нервным каналам поступает в спинной мозг, а оттуда - к мышечным волокнам, заставляя их сокращаться. То есть с помощью мозга (или ЦНС) мы регулируем и контролируем нужные нам движения. Однако есть же и движения, которые мы делаем автоматически, не думая о них. К примеру простая ходьба, во время которой мы можем заниматься еще несколькими делами одновременно, при этом не загружая ЦНС контролированием ходьбы. Это происходит потому, что мы довели ходьбу до автоматизма, это когда высшее звено управления (ЦНС) возлагает эту задачу на низшее звено (вегетативную нервную систему). Но вспомните, чтобы довести ходьбу до автоматизма, сколько раз ребенку приходилось падать?

Если провести аналогии с бегом, то задача повышения частоты шагов заключается в РЕГУЛЯРНОМ ее отрабатывании, даже во время медленного кросса. Наблюдал не раз за мастерами спорта, которые во время кросса осознанно гарцуют, затягивая шаг. Но, ответить на вопрос «зачем ты это делаешь?» наверное, готов далеко не каждый. Постоянно работая над частотой, нашей нервной системе с каждым разом все легче генерировать нервные импульсы, заставляя мышцы сокращаться чаще.

1. Enomoto et al. (2008). Biomechanical analysis of the medalists in the 10,000 metres at the 2007 World Championships in Athletics, New Studies in Athletics

Каждый бегун оказывался в ситуации, когда бежать нет сил, ноги ватные, дыхание сбивчивое, техника бега отходит на второй план приходится переходить на шаг. И не важно какой это километр дистанции и какова протяженность трассы.

Почему это происходит и чем чреват переход на шаг для бегуна в целом. Об этом речь пойдет ниже.

Переход на шаг с точки зрения психологии

Когда бегун резко стартует и сил не хватает на середине дистанции, переход на шаг воспринимается им как то, что способно восстановить силы, чтобы потом нагнать соперников. Чувство усталости и желание перевести дух, вот что движет спортсменом. Но догнать соперников можно лишь при условии, что они встанут на трассе и решат отдохнуть. Постоянные остановки и переход на шаг будут рвать темп по дистанции, не экономя силы и энергию спортсмена. На финиш он придет без сил и удовольствия от бега.

Переход на шаг и техника бега

Одним из критериев грамотно подготовленного к дистанции бегуна считается сохранение постоянного темпа на протяжении всей дистанции (при условии, что это не забег в гору или с горы). Сохранить темп поможет четкий каденс. У бегуна с правильной техникой бега каденс колеблется в пределе 175-180 шагов в минуту.

Бежать в одном комфортном темпе очень важно:
1. У вас равномерно работают легкие, вы получаете достаточное количество кислорода.
2. Равномерно работают мышцы рук и ног. Вы не сбиваетесь и экономите свои силы.

Что происходит с техникой бега у тех атлетов, которые то и дело переходят на шаг во время соревнования или на пробежке? Организму приходится постоянно перестраиваться. Сердце работает то на больших оборотах, то на малых. Бегун задыхается, ему приходится останавливаться, чтобы нормализовать пульс и дыхание. страдает: руки опускаются, спина становится сутулой, стереотип бега меняется на стереотип ходьбы и наоборот. Для любителя нет ничего хуже, чем смешивать оба стереотипа: когда техника не доведена до автоматизма, приходится постоянно ловить себя на мысли, как работают отдельные части тела и организм в целом.

После перехода на шаг бегун ощущает временное облегчение, но, когда силы возвращаются и спортсмен вновь начинает бегать, ноги становятся ватными, тяжелыми. Мышцы уже расслабились и приготовились к отдыху и восстановлению, бежать дальше он не готовы.

Почему бегуны переходят на шаг

Итак, почему же бегуны могут перейти и переходят на шаг?
1. Неграмотно разложены силы по дистанции.
Быстрый старт и желание вырваться из толпы в самом начале гонки сыграют злую шутку с бегуном. Бежать на пределе своих возможностей получится недолго и темп впоследствии станет ниже. Те, кого вы обогнали на старте, могут догнать вас уже на середине дистанции.

2. Неэкономичный бег.
Неправильная работа рук и ног, положение корпуса — все составляющие в целом и по одиночке влияют на технику бега и на скорость. Если вы сильно машете руками, сильно «прыгаете» во время бега, лишние движения забирают ваши силы и энергию, которые могли быть потрачены на дистанции.

3. Неправильная техника бега
Если бегун во время соревнования начинает испытывать боли в коленях, спине, это повод задуматься о , правильно ли он приземляется и держит корпус.

4. Неподготовленные к дистанции мышцы.
Основная часть тренировочного процесса должна быть сосредоточена не столько на беговых объемах, сколько на подготовке отдельных групп мышц. Накаченные и подготовленные мышцы ног, спины существенно увеличивают выносливость бегуна. Не пренебрегайте ОФП и СБУ.

5. Переоценка своих сил.
Если атлет решил гнаться за пейсмейкерами, чтобы держаться более высокого темпа, в котором ранее он не бегал, на середине дистанции, а то и в самом начале он может не выдержать и перейти на шаг или бег трусцой.

Что делать, если захотелось перейти на шаг

Когда переход на шаг оправдан

1.Переход на шаг оправдан, когда вы только начинаете бегать или начинаете бегать после длительного восстановления после травмы. Неподготовленное к нагрузкам сердце даст о себе знать высоким пульсом. Чтобы контролировать верхнюю границу пульса, тренировки на котором не нанесут вреда, необходимо определить пульсовые зоны.

2.Переход на шаг оправдан, когда вы больше не чувствуете в себе силы продолжить гонку. По возможности лучше заменить шаг на бег трусцой. Помните, что если вы перешли на шаг, не стоит вновь бежать. Дойдите дистанцию до конца. А по возможности лучше заменить шаг на бег трусцой.

Удачных тренировок и всем правильной техники бега!

Бег можно рассматривать как непрерывный ряд прыжков вперёд с одной ноги на другую. Во время бега фаза опорной ноги чередуется с безопорной фазой полёта, когда обе ноги находятся в воздухе , т. е. фазы опоры и фазы полёта.

В фазе опоры скорость сначала снижается при тормозящем действии реакции опоры, а потом вновь повышается благодаря движениям отталкивания.

В фазе полёта горизонтальная скорость ОЦМ тела незначительно снижается из-за сопротивления воздуха.

При умеренных скоростях бега мах ногой длится примерно втрое дольше, чем опорный период.

Опорный период. Движение в суставах опорной конечности, определяемых кинематографическим методом свидетельствует, что немедленно после контакта ступни с землёй в течении короткого промежутка времени в коленном суставе происходит сгибание, а в голеностопном происходит тыльное сгибание. Когда центр тяжести (ЦТ) обгоняет опорную ногу и опорное бедро наклоняется вперёд от вертикали, голеностопный сустав сгибается (подошвенное сгибание), а в коленном и тазобедренном суставах происходит разгибание, в результате чего ЦТ продвигается в направлении вверх и вперёд.

Отмечено, что в опорной фазе точкой опоры рычажной системы нижних конечностей является поясничный отдел позвоночника.

От скорости бега зависит, какая часть ступни первой касается земли. При малых скоростях нога ставится на опору с пятки или на всю ступню, а при более высоких скоростях опора начинается с латеральной стороны ступни.

Период опоры при увеличении скорости бега значительно уменьшается. В фазе отталкивания суставы опорной ноги разгибаются. При беге выявлены вертикальные колебания тела. Отмечено, что в период опоры ЦТ снижается, а в фазе отталкивания поднимается.

Маховое движение ноги. Движение ноги при беге можно разделить на две фазы. Во время контакта с землёй нога поддерживает тело и выталкивает его вперёд. После отталкивания нога движется из положения сзади в положение впереди туловища – эта фаза маха (переноса) или фаза возвращения ноги.

В начале фазы маха, когда бедро быстро сгибается в тазобедренном суставе, происходит также быстрое сгибание голени в коленном суставе. Анализ бега спринтеров показывает, что когда маховая нога движется вперёд, то сгибание колена и пронос пятки выполняется бегуном ближе к тазу.

Второй характерной особенностью бега при максимальном проталкивании высококвалифицированного спринтера является вынос бедра вперёд вверх до горизонтали в момент, когда толчковая нога отрывается от опоры.

Частота и длина шагов. Длина шага при ходьбе является, очевидно, функцией роста человека, но изменяется она, как и частота шагов, с увеличением скорости ходьбы. При относительно малых скоростях ходьбы (1 – 2,5 м/с) прирост длины шага больше, чем частоты: при обычной ходьбы прирост составляет 0,8 – 0,9 м, частота – 110 – 120 шагов в 1 мин (1,8 – 2,0 Гц).

При больших или спортивных скоростях ходьбы (3,9 – 4,7 м/с) дальнейшего прироста длины шага уже не происходит, однако возрастает его частота. Это связано с сокращением продолжительности времени шага, прежде всего фазы опоры, и в меньшей степени – с укорочением фазы маха. В длина шага изменяется от 1,05 до 1,3 м, а частота от 180 до 200 шагов в 1 мин (3,0 – 3,3 Гц).

Длину и частоту бегового шага следует рассматривать в зависимости от скоростей, развиваемых в беге на различные дистанции. Средние скорости в рекордных забегах на короткие дистанции достигают 10 м/с и более, в марафонском беге – меньше 6 м/с. Скорости, развиваемые женщинами, меньше примерно на 15 % в марафонском беге и на 8 – 10 % в спринтерском.

Скорость бега (V) является функцией длины (L) и частоты шага (f): V = L · f.

Средняя скорость бега с увеличением длины дистанции уменьшается: в беге на 100 м. средняя скорость около 10 м / с., а на марафонской дистанции – свыше 5 м / с.

На рис. 1 показана связь между длиной одиночного шага и скоростью бега.

Рисунок 1. Зависимость между длиной шага и скоростью бега

Кривая рисунка показывает, что при низких скоростях (3,5 – 6.5 м / с) длина шага увеличивается практически линейно по мере того как увеличивается скорость. При больших скоростях (7 м / с. и выше) длина одиночного шага меняется относительно мало.

Длина шага в зависимости от длины дистанции изменяется незначительно: в беге на 100 м. ~ 2,20 – 2,10 м., а в беге на 5000 м. ~ 1, 90 – 2,00 м.

Намного существеннее изменяется частота шагов в беге. На рис. 3 показана зависимость между частотой шагов и скоростью.

Рисунок 2. Зависимость между частотой шагов и скоростью бега

Частота шагов увеличивается со скоростью бега. Но линейная зависимость между частотой шагов и скоростью бега наблюдается лишь до скорости 6,1 м / с., увеличение скорости за этой точкой происходило больше за счёт частоты, чем длины шагов. То есть в зоне низких скоростей (3 – 6 м / с) отмечается небольшое увеличение частоты шагов по мере возрастания скорости. Если же скорость увеличивается от умеренно быстрой до максимальной (6 – 9 м / с), наблюдается пропорционально большее увеличение частоты шагов.

Частота шагов по сравнению с длиной шагов увеличивается намного существеннее: с 3,2 шагов / с. – на дистанции 5000 м., до 4,3 шагов / с. – на 100 м.

Время опоры почти в два раза короче, чем во время полёта, причём более резко это проявляется в спринте.

Время, затрачиваемое на один шаг удлиняется с увеличением длины дистанции:

с 1,4 с. – на 100 м., до 2,1 с. – на 5000 м.

Бег представляет собой постоянное повторение одного и того же цикла движений ног. . Один цикл состоит из следующих элементов: отталкивание одной ногой, полет, приземление на другую ногу, толчок этой же ногой в сочетании с махом первой. Далее группа движений повторяется. Каждый представленный цикл принято называть «беговым шагом». Беговой шаг легкоатлетов на разные дистанции отличается по своей технике. В зависимости от того, какую дистанцию необходимо преодолеть – короткую, среднюю, либо длинную, устанавливаются следующие параметры бегового шага: длина и частота шага, техника работы толчковой ногой, время нахождения в полете, наклон корпуса, движения рук.

Ввиду определенных особенностей спринтерского бега, шаг, используемый спортсменами, имеет свою специфику. Положение корпуса, рук, длина и частота шага трансформируются на протяжении всего процесса. Для бега на средние и длинные дистанции характерна полная цикличность движений. Для преодоления дистанций от 600 м, как правило, используется аналогичный беговой шаг, целью которого является максимальная экономия физических ресурсов при одновременном поддержании оптимальной скорости. Спортсмену, который бежит на длинные дистанции важно правильно распределить энергию, чтобы ее хватило на все время забега. А это зависит не только от дыхания, но и от алгоритма движений телом.

беговой шаг в движении

Основные правила бегового шага

Длина бегового шага является важнейшим компонентом техники, поэтому, очень важно выявить оптимальную для себя длину шага. Что касается общих правил, то в первую очередь, рекомендуется придерживаться так называемой золотой середины. Слишком короткий шаг не только не эффективен, но также и вреден для организма: провоцирует воспаления в связках и суставах, может привести к флебиту. Другая крайность – слишком длинный шаг губительно действует на позвоночник и нарушает необходимую координацию движений.

Существует формула, с помощью которой можно высчитать приблизительную длину шага, оптимальную лично для вас – 65% от роста. То есть ориентировочно, длина шага для спортсмена ростом 175 см составляет около 113-114 см. Благодаря таким подсчетам, вы сможете узнать примерную длину и уже эмпирическим путем выявить вашу идеальную длину шага. Частота бегового шага обусловлена его длиной. Повторение циклов бега должно происходить плавно, без каких-либо торможений, либо, наоборот, ускорений. Резкая смена движений может привести к столкновению конечностей, что может повлечь за собой падение и различные травмы.

В отличие от спринтеров, бегуны на средние и длинные дистанции должны следить за тем, чтобы их корпус на протяжении всего процесса оставался в строго вертикальном положении. Бытует мнение, что наклоненный вперед корпус помогает увеличить скорость, но это не совсем так. Увеличение скорости совсем не значительно, зато, значительно возрастание нагрузки на все тело: шею, позвоночник, стопы. Также не стоит забывать о руках, которые не должны мешать, а напротив, должны помогать спортсмену преодолевать необходимый пробег. Идеальным положением верхний конечностей можно считать их сгиб под углом немного меньше, чем 90 градусов. Движения должны быть свободными и плавными.

Вы не замечали, что многие из нас бегают прыжками, стараются увеличить длину шага при уменьшении частоты шагов. Правильно ли это?

Можно повторять снова и снова - мы должны стараться поддерживать высокую частоту шагов в беге. Почему?

Скорость бега - это прямая функциональная зависимость от длины шага и частоты шагов. Чтобы бежать быстрее нужно увеличить или то, или другое. Посмотрим на лучших бегунов. У них одна из этих составляющих практически не меняется. Это частота шагов. Все элитные бегуны обычно бегут с высокой частотой шагов, около 180-200 в минуту. Чтобы бежать быстрее или медленнее они просто меняют длину шага при той же частоте. Более подготовленные бегут с более длинным шагом, но частота остаётся неизменной, высокой.

Самые лучшие тренеры обозначают магическое число в 180 шагов в минуту. Это оптимальная частота шагов в беге.

Американские исследователи анализируют и собирают статистику со многих соревнований, олимпийских игр и кубковых соревнований. Они считают количество шагов в минуту у ведущих спортсменов на разных дистанциях от 800 м и выше. В среднем получается 180, очень редко чуть ниже. В американском студенческом спорте ведущие бегуны также не превышают данную частоту в 180 шагов в минуту. Средняя частота шагов бегунов-любителей 150-170 шагов в минуту.

Данные результаты регулярно перепроверяются. Например в Лондоне в 2011 Бернард Лагат убежал от Кенениса Бекеле, пробежав последний круг на стадионе за 51 секунду, но его частота шагов оставалась неизменной даже в конце, чуть выше 200 шагов в минуту, хотя он спринтовал и накатывал на финиш. Или во время Бостонского марафона 2011 обе спортсменки, Дезире Давила и Кэролин Килел, всю дистанцию держали частоту 180-190 шагов в минуту, даже не смотря на упорную борьбу на финише. Можно повториться снова - элитные спортсмены бегут с высокой частотой шагов.

А причин, почему частят, несколько.

Большинство новичков и любителей бегут на низкой частоте и длинном шаге. Нога-стопа выносится слишком далеко вперёд и ставится на поверхность в основном с пятки. Бегун «натыкается» на собственную ногу в каждом шаге. Это часто приводит к травмам и снижает эффективность бега. При высокой частоте шагов и более короткой длине шага, нога ставится больше «под себя» чем вперёд. Это повышает эффективность бега.

Провели исследования. Увеличении частоты шагов на 5-10% даёт уменьшение силы с которой стопа встречает поверхность и больше вовлекает в работу мышцы задней поверхности бедра и икроножные мышцы, которые отвечают за аммортизацию и отталкивание. Увеличение частоты шагов ведёт в снижению нагрузки на коленный сустав и, как следствие, снижению количества травм и болей в колене. Чем меньше по времени находится нога в воздухе, тем более слабый удар стопы о поверхность.

Следующая причина в том, что чем больше частота шагов, тем больше количество отталкиваний от поверхности, и, как следствие, большее продвижение вперёд. Нахождение в полёте слишком долго снижает количество отталкиваний, которые и продвигают нас вперёд. Если стопа длительное время находитя на поверхности это тоже не продвигает нас вперёд. Высокая частота шагов позволяет продвигаться вперёд быстро и энергично. Мы должны не прыгать, а «катиться» по поверхности.

Длина шага зависит от роста спортсмена, гибкости и подвижности в тазобедренных суставах, от подготовки спортсмена. При прочих равных условиях увеличение частоты шагов ведёт к большему продвижению вперёд. Бег с увеличенной длиной шага более энергозатратный.

В 70-х годах была тенденция по увеличению длины шага. Некоторые спортсмены пытались увеличить длину шага за счёт максимального выноса ноги вперёд. Однако это требовало свергибкости в тазобедренных суставах и сильно снижало эффективность бега. Эти поиски не принесли результатов. Только травмы.

Естественно спринтеры имеют самую большую длину бегового шага. Средняя длина шага у спринтеров получается равной 1,35 х рост спортсмена. У бегунов-дистанционщиков длина шага естественно короче.

Самый лучший совет для бегунов-любителей - не задумываться о длине бегового шага, а сфокусироваться на увеличении частоты шагов. Это самый правильный путь к росту результатов.

Попробуйте посчитать частоту своих шагов. Потом попробуйте её несколько увеличить. Почувствуйте разницу. Не пытайтесь увеличить частоту значительно. Делайте все постепеннно. И результаты придут. Бег станет более упругим и приятным. Вы перестанете натыкаться на ногу. Улучшится техника бега.