Boljše kolesarjenje. Iskanje popolnega obrata
Pedale obračamo v največji meri s silo, ki jo proizvajajo mišice nog in se prenaša prek sklepov na pedale, manj pa prek inercije.
Odpri galerijo
Vpliv položaja telesa na mehansko učinkovitost je bil predmet številnih raziskav in večkrat dokazan kot dejavnik, ki vpliva na mehanski izkoristek med kolesarjenjem. FOTO: Arhiv proizvajalca
Amplituda sile (oziroma moč) je torej najbolj odvisna od jakosti in moči mišic, medtem ko je smer sile odvisna od številnih dejavnikov, ki jih bomo podrobneje predstavili v nadaljevanju tega članka.
Kolesarji tekmovalci, pa naj bodo to profesionalci, polprofesionalci ali amaterski kolesarji, si pogosto prizadevajo za največji mehanski izkoristek med kolesarjenjem. Mehanski izkoristek oziroma mehanska učinkovitost (ang. effectiveness) je razmerje med učinkovito silo in skupno silo, ki se aplicirata na pedale.
Naj spomnimo, da je učinkovita sila tista, ki je usmerjena pravokotno na gonilko, in je edina komponenta, ki pripomore k obračanju pedalov. V teoriji bi robot opravljal 100-odstotno učinkovitost, torej brez mehanskih izgub, v resničnem svetu pa ni tako. Ljudje namreč nismo narejeni za popoln obrat in bi za njegovo dosego porabili veliko več energije kakor z mehansko manj optimalnim obratom.
Na začetku so strokovnjaki menili, da lahko povečamo učinkovitost, če se naučimo pravilne tehnike tako, da se ves čas osredotočamo na usmerjanje sile in predvsem na vlek pedalov v drugem delu obrata. Kmalu so ugotovili, da ljudje nismo narejeni za vlečenje z nogami in da z zavestno spremembo tehnike porabimo veliko več energije kot z običajnim obračanjem pedalov. Kljub temu da so poročali o povečanju mehanske učinkovitosti, so s tem porabili več energije.
Vseeno pa obstaja določena povezava med povečanjem mehanskega izkoristka in proporcionalnega dviga neto učinkovitosti (manjše porabe energije). To je možno doseči, če se poveča mehanski izkoristek neodvisno od zavestnega spreminjanja tehnike.
Čezmerno zibanje na sedežu, drsenje naprej in nazaj in stalno spreminjanje položaja na sedežu so eni bolj pogostih dejavnikov, ki jih opažamo, da so povezani z izgubo mehanske učinkovitosti. Čeprav neposrednih študij še ni objavljenih v literaturi, v laboratoriju Znanost v kolesarstvo, d.o.o., pogosto opažamo, da z optimizacijo sedenja na sedežu dosežemo boljšo mehansko učinkovitost. Stabilnost na sedežu se vrednoti z merilno vlaknino, ki jo namestimo na kolesarski sedež in s katero spremljamo amplitudo in smer gibanja pritiska. V praksi to pomeni, da večje kot je gibanje v stran in naprej in nazaj, slabša je stabilnost na sedežu.
Slabša stabilnost ni vedno povezana z neprimernim sedežem, ampak tudi s »stabilnostjo« v kolčno-medeničnem predelu. Zanimiva študija prihaja iz nemškega laboratorija podjetja GebioMized, kjer so opazili zelo veliko korelacijo med stabilnostjo na sedežu in stabilnostjo med izvajanjem enonožnega počepa. Hkrati so poročali, da trening mišic okoli kolčno-medeničnega predela znatno izboljša stabilnost na sedežu.
Mit o popolnem obratu
Med kolesarji se pogosto govori o t. i. popolnem obratu. Ta govori, da je smer proizvajanja sile vedno v smeri obrata gonilke. Podrobneje to pomeni, da prek skočnega sklepa (gleženj) izraziteje usmerjamo silo: med potiskom spuščamo peto, v spodnji fazi potegnemo nazaj in med dvigom spet dvignemo peto. Čeprav med kolesarjenjem to daje občutek učinkovitejšega obrata, je v resnici ravno nasprotno. Namreč, z manjšo amplitudo gibanja v skočnem sklepu zagotovimo togost za prenos energije (sile), ki jo proizvajajo večje mišične skupine (štiriglava stegenska mišica in velika zadnjična mišica). S tem se naredi obrat bolj učinkovit v tistih fazah, ko so sile na pedalih veliko večje. Če med potiskom spustimo peto, praktično izgubimo mišično silo za nepotreben gib v skočnem sklepu.
Zatorej je za povečanje učinkovitosti med kolesarjenjem potrebno podrobnejše razumevanje obrata gonilke. V praksi to pomeni, da naj se kolesar najprej osredotoči na potisk in ne na vlek v drugem delu obrata.
Sile, ki so na pedalih usmerjene v stran, v ničemer ne pripomorejo k mehanskemu izkoristku. Raziskava iz našega laboratorija na Univerzi na Primorskem v sodelovanju z Inštitutom Jožefa Štefana je pokazala, da ima prisotnost stranske sile izrazit vpliv na mehansko učinkovitost. Hkrati smo dokazali, da stranske sile korelirajo z gibanjem kolena v čelni ravnini.
Gibanje nog v čelni ravnini lahko omejimo z uporabo različnih tehnik. Ena izmed bolj pogostih je implementacija ergonomskih vložkov s podporo stopalnemu loku za omejitev zvračanja noge navznoter pri potisku. Kadar pa problem ne izvira iz stopala, je treba spet iskati rešitve v kolčno-medeničnem predelu in s ciljnimi korekcijskimi vadbami okrepiti zavesten nadzor gibanja nog.
Vpliv položaja telesa na mehansko učinkovitost je bil predmet številnih raziskav in večkrat dokazan kot dejavnik, ki vpliva na mehanski izkoristek med kolesarjenjem. Dejavnika, ki najbolj vplivata na biomehaniko, sta amplituda gibanja v kolenskem in skočnem sklepu in razmerje med silo in dolžino mišice. Zaradi interindividualnih razlik ni splošnih smernic za optimalno nastavitev, zato je treba postopek nastavitve izpeljati na podlagi neposredne meritve mehanske učinkovitosti in vsakemu posamezniku prilagoditi držo. »Tradicionalne« nastavitve na podlagi kotov v segmentih tega ne morejo predvideti.
Na podlagi lastnih izkušenj iz laboratorija Znanost v kolesarstvo, d.o.o., vemo, da so razlike v kinematiki med posamezniki za optimalni mehanski izkoristek zelo različne. Glavni cilj vsake nastavitve mora biti torej postavitev telesa v tak položaj, da z dano tehniko omogoča manj neučinkovite sile, s čimer se poveča tudi mehanska učinkovitost in zmanjša skupna sila na pedalih.
Biomehanika gibanja med kolesarjenjem je kljub cikličnosti večfaktorska in kompleksna, zato ga nobena samostojna in enostavna rešitev ne more popolnoma optimizirati. Edina rešitev je pristopiti sistematično z uporabo primerne diagnostične opreme, ki poda takojšnjo povratno informacijo o uspešnosti intervencije.
***
doc. dr. Borut Fonda, dipl. kond. tren., mag. kin.
Pedagoško dejaven na Fakulteti za vede o zdravju Univerze na Primorskem z rednim stikom s prakso prek podjetja Znanost v kolesarstvo, d.o.o., in S2P, d.o.o. Sodeluje s številnimi profesionalnimi kolesarji in triatlonci na področju optimizacije športnega nastopa.
Optimizacija gibanja med kolesarjenjem za največji mehanski izkoristek na kisiku – uporabna znanost
Kolesarji tekmovalci, pa naj bodo to profesionalci, polprofesionalci ali amaterski kolesarji, si pogosto prizadevajo za največji mehanski izkoristek med kolesarjenjem. Mehanski izkoristek oziroma mehanska učinkovitost (ang. effectiveness) je razmerje med učinkovito silo in skupno silo, ki se aplicirata na pedale.
Naj spomnimo, da je učinkovita sila tista, ki je usmerjena pravokotno na gonilko, in je edina komponenta, ki pripomore k obračanju pedalov. V teoriji bi robot opravljal 100-odstotno učinkovitost, torej brez mehanskih izgub, v resničnem svetu pa ni tako. Ljudje namreč nismo narejeni za popoln obrat in bi za njegovo dosego porabili veliko več energije kakor z mehansko manj optimalnim obratom.
Na začetku so strokovnjaki menili, da lahko povečamo učinkovitost, če se naučimo pravilne tehnike tako, da se ves čas osredotočamo na usmerjanje sile in predvsem na vlek pedalov v drugem delu obrata. Kmalu so ugotovili, da ljudje nismo narejeni za vlečenje z nogami in da z zavestno spremembo tehnike porabimo veliko več energije kot z običajnim obračanjem pedalov. Kljub temu da so poročali o povečanju mehanske učinkovitosti, so s tem porabili več energije.
Vseeno pa obstaja določena povezava med povečanjem mehanskega izkoristka in proporcionalnega dviga neto učinkovitosti (manjše porabe energije). To je možno doseči, če se poveča mehanski izkoristek neodvisno od zavestnega spreminjanja tehnike.
Naj spomnimo, da je učinkovita sila tista, ki je usmerjena pravokotno na gonilko, in je edina komponenta, ki pripomore k obračanju pedalov. FOTO: Arhiv proizvajalca
Stabilnost na sedežu
Čezmerno zibanje na sedežu, drsenje naprej in nazaj in stalno spreminjanje položaja na sedežu so eni bolj pogostih dejavnikov, ki jih opažamo, da so povezani z izgubo mehanske učinkovitosti. Čeprav neposrednih študij še ni objavljenih v literaturi, v laboratoriju Znanost v kolesarstvo, d.o.o., pogosto opažamo, da z optimizacijo sedenja na sedežu dosežemo boljšo mehansko učinkovitost. Stabilnost na sedežu se vrednoti z merilno vlaknino, ki jo namestimo na kolesarski sedež in s katero spremljamo amplitudo in smer gibanja pritiska. V praksi to pomeni, da večje kot je gibanje v stran in naprej in nazaj, slabša je stabilnost na sedežu.
Slabša stabilnost ni vedno povezana z neprimernim sedežem, ampak tudi s »stabilnostjo« v kolčno-medeničnem predelu. Zanimiva študija prihaja iz nemškega laboratorija podjetja GebioMized, kjer so opazili zelo veliko korelacijo med stabilnostjo na sedežu in stabilnostjo med izvajanjem enonožnega počepa. Hkrati so poročali, da trening mišic okoli kolčno-medeničnega predela znatno izboljša stabilnost na sedežu.
Mit o popolnem obratu
Med kolesarji se pogosto govori o t. i. popolnem obratu. Ta govori, da je smer proizvajanja sile vedno v smeri obrata gonilke. Podrobneje to pomeni, da prek skočnega sklepa (gleženj) izraziteje usmerjamo silo: med potiskom spuščamo peto, v spodnji fazi potegnemo nazaj in med dvigom spet dvignemo peto. Čeprav med kolesarjenjem to daje občutek učinkovitejšega obrata, je v resnici ravno nasprotno. Namreč, z manjšo amplitudo gibanja v skočnem sklepu zagotovimo togost za prenos energije (sile), ki jo proizvajajo večje mišične skupine (štiriglava stegenska mišica in velika zadnjična mišica). S tem se naredi obrat bolj učinkovit v tistih fazah, ko so sile na pedalih veliko večje. Če med potiskom spustimo peto, praktično izgubimo mišično silo za nepotreben gib v skočnem sklepu.Zatorej je za povečanje učinkovitosti med kolesarjenjem potrebno podrobnejše razumevanje obrata gonilke. V praksi to pomeni, da naj se kolesar najprej osredotoči na potisk in ne na vlek v drugem delu obrata.
Kolesarji tekmovalci, pa naj bodo to profesionalci, polprofesionalci ali amaterski kolesarji, si pogosto prizadevajo za največji mehanski izkoristek med kolesarjenjem. FOTO: Arhiv proizvajalca
Stranske sile in gibanje nog
Sile, ki so na pedalih usmerjene v stran, v ničemer ne pripomorejo k mehanskemu izkoristku. Raziskava iz našega laboratorija na Univerzi na Primorskem v sodelovanju z Inštitutom Jožefa Štefana je pokazala, da ima prisotnost stranske sile izrazit vpliv na mehansko učinkovitost. Hkrati smo dokazali, da stranske sile korelirajo z gibanjem kolena v čelni ravnini.
Gibanje nog v čelni ravnini lahko omejimo z uporabo različnih tehnik. Ena izmed bolj pogostih je implementacija ergonomskih vložkov s podporo stopalnemu loku za omejitev zvračanja noge navznoter pri potisku. Kadar pa problem ne izvira iz stopala, je treba spet iskati rešitve v kolčno-medeničnem predelu in s ciljnimi korekcijskimi vadbami okrepiti zavesten nadzor gibanja nog.
Položaj telesa
Vpliv položaja telesa na mehansko učinkovitost je bil predmet številnih raziskav in večkrat dokazan kot dejavnik, ki vpliva na mehanski izkoristek med kolesarjenjem. Dejavnika, ki najbolj vplivata na biomehaniko, sta amplituda gibanja v kolenskem in skočnem sklepu in razmerje med silo in dolžino mišice. Zaradi interindividualnih razlik ni splošnih smernic za optimalno nastavitev, zato je treba postopek nastavitve izpeljati na podlagi neposredne meritve mehanske učinkovitosti in vsakemu posamezniku prilagoditi držo. »Tradicionalne« nastavitve na podlagi kotov v segmentih tega ne morejo predvideti.
Na podlagi lastnih izkušenj iz laboratorija Znanost v kolesarstvo, d.o.o., vemo, da so razlike v kinematiki med posamezniki za optimalni mehanski izkoristek zelo različne. Glavni cilj vsake nastavitve mora biti torej postavitev telesa v tak položaj, da z dano tehniko omogoča manj neučinkovite sile, s čimer se poveča tudi mehanska učinkovitost in zmanjša skupna sila na pedalih.
Sklep
Biomehanika gibanja med kolesarjenjem je kljub cikličnosti večfaktorska in kompleksna, zato ga nobena samostojna in enostavna rešitev ne more popolnoma optimizirati. Edina rešitev je pristopiti sistematično z uporabo primerne diagnostične opreme, ki poda takojšnjo povratno informacijo o uspešnosti intervencije.
***
doc. dr. Borut Fonda, dipl. kond. tren., mag. kin.
Pedagoško dejaven na Fakulteti za vede o zdravju Univerze na Primorskem z rednim stikom s prakso prek podjetja Znanost v kolesarstvo, d.o.o., in S2P, d.o.o. Sodeluje s številnimi profesionalnimi kolesarji in triatlonci na področju optimizacije športnega nastopa.
