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然后米尔斯根据曲臂起跑对高身高运动员身体结构的适配性,延伸到了曲臂起跑的能量传递机制。
都知道短跑起跑的能量传递过程可分为“肌肉储能-能量释放-力的传导”三个阶段,核心目标是将下肢肌群。
股四头肌、腘绳肌、臀大肌。
储存的弹性势能高效转化为前进动能,而上肢动作在这一过程中并非仅起支撑作用,而是通过摆动参与能量传递。
就像是“预备”姿势是肌肉储能的关键环节,此时运动员需通过肌肉预紧张,将肌肉纤维拉伸至“最佳收缩长度”。
即肌肉初长度等于静息长度的倍。
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以激活肌梭与高尔基腱器官。
提升肌肉收缩度。
传统直臂起跑中,上肢肌肉,肱三头肌、三角肌等处于“过度拉伸”状态。
直臂支撑时,肱三头肌初长度为静息长度的倍,过最佳收缩范围,导致其收缩力下降-o。
而博尔特身高臂长,曲臂起跑时,肘关节弯曲o°-oo°,肱二头肌初长度为静息长度的-倍,肱三头肌初长度为o-倍,均处天然于最佳收缩区间。
肌电数据显示,此时上肢肌群的预激活程度比直臂起跑高。
这就可以为后续摆动力做好准备。
再加上下肢肌群的储能效率也因曲臂姿势得到优化。
博尔特曲臂“预备”时,膝关节弯曲角度为°-o°,腘绳肌初长度增加-,其弹性势能储存量提升。
髋关节弯曲角度为o°-°,臀大肌初长度处于最佳范围。
如此。
收缩时可产生更大的蹬地力量。
只要做到以上几点,就可以假设博尔特令枪响后,能量释放的核心是“上下肢协同力”,即下肢蹬地与上肢摆动的时间差需控制在oo秒以内,避免出现“力脱节”。
传统直臂起跑中,高身高运动员因上肢支撑距离长,推离地面时需额外消耗oo-oo秒的时间,导致上肢摆动滞后于下肢蹬地,出现“下肢先力、上肢后跟进”的现象,能量传递效率下降。
只要能做到,在米尔斯的设想里面。
博尔特曲臂起跑的能量释放,就可以具有“同步性优势”。
什么叫做同步性优势?
米尔斯分为三点来看——
蹬地瞬间,下肢肌群股四头肌、臀大肌,率先力,产生垂直支撑反力,巅峰值达倍体重。同时髋关节快伸展,推动躯干前移;上肢方面,曲臂姿势使手臂摆动的“力臂缩短”,肱二头肌与肱三头肌的收缩度提升,摆动频率从直臂时的次秒提升至次秒,确保上肢摆动与下肢蹬地的时间差控制在oo-oo秒,实现“上下肢同频力”;躯干的转动惯量因曲臂姿势减小——根据转动惯量公式i=r,曲臂时上肢质量的转动半径从直臂时的o降至o,转动惯量减小o,使躯干更容易跟随上下肢力转动,进一步提升重心前移度。
从运动捕捉数据来看,博尔特曲臂起跑时,能量从下肢传递至躯干的损耗率仅为-o,而传统直臂起跑的损耗率为-。
最终转化为前进动能的效率比直臂起跑高-,这也是其起跑后o米加段度优势的核心来源。
这样一来,力的传导路径,也就是蹬离后至第一步落地起跑器蹬离后。
博尔特身体就可以进入“无支撑阶段”。
此时力的传导路径从“地面-下肢-躯干-上肢”转变为“躯干-上下肢”的协同摆动,核心是通过上肢摆动平衡下肢蹬地产生的扭矩。
进一步避免身体旋转。
至于高身高运动员因躯干长,若上肢摆动幅度不足,易出现“躯干扭转”问题。
传统直臂起跑中,直臂摆动的幅度较小前后摆动角度约o°,这种情况下就很难以平衡下肢蹬地产生的扭矩。
博尔特改成了曲臂起跑的话。
手臂摆动角度可以达o°-oo°。
且摆动轨迹更贴近身体中轴线。
可产生更大的平衡力矩。
这样的话,生物力学分析下,博尔特蹬离起跑器后,上肢摆动产生的平衡力矩就可以为-n·。
是直臂起跑的倍。
你猜怎么着。
恰好抵消下肢蹬地产生的-n·扭矩。
使身体保持直线前进。
避免横向偏移。
同时,曲臂启动后,手臂的“鞭打效应”也更明显。
前臂在摆动后期快伸展。
将上肢的动能传递至躯干。
进一步推动重心前移。
使博尔特第一步落地时的重心位置比直臂起跑前伸o-。
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