模结果来看,博尔特曲臂起跑时,身体各关节的受力天然分布更均匀:
比如髋关节受力从直臂时的2.5倍体重降至2.1倍体重,膝关节受力从3.0倍体重降至2.7倍体重,有效降低了关节损伤风险。
这也解释了为何博尔特在职业生涯中较少出现起跑环节的下肢关节伤病,而其他高身高短跑运动员。
曾因直臂起跑导致膝关节过度受力。
多次出现髌腱炎。
影响职业生涯。
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1.2倍。
以激活肌梭与高尔基腱器官。
提升肌肉收缩速度。
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1.4倍,超过最佳收缩范围,导致其收缩力下降15%-20%。
而博尔特身高臂长,曲臂起跑时,肘关节弯曲90°-100°,肱二头肌初长度为静息长度的1.1-1.2倍,肱三头肌初长度为1.0-1.1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18%。
这就可以为后续摆动发力做好准备。
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135°-140°,腘绳肌初长度增加5%-8%,其弹性势能储存量提升12%。
髋关节弯曲角度为110°-115°,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,就可以假设博尔特发令枪响后,能量释放的核心是“上下肢协同发力”,即下肢蹬地与上肢摆动的时间差需控制在0.02秒以内,避免出现“发力脱节”。
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0.03-0.05秒的时间,导致上肢摆动滞后于下肢蹬地,出现“下肢先发力、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——
1.蹬地瞬间,下肢肌群股四头肌、臀大肌,率先发力,产生垂直支撑反力,巅峰值达3.2倍体重。同时髋关节快速伸展,推动躯干前移;
2.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速度提升25%,摆动频率从直臂时的1.2次\/秒提升至1.5次\/秒,确保上肢摆动与下肢蹬地的时间差控制在0.01-0.02秒,实现“上下肢同频发力”;
3.躯干的转动惯量因曲臂姿势减小——根据转动惯量公式I=mr2,曲臂时上肢质量的转动半径从直臂时的0.85m降至0.5m,转动惯量减小60%,使躯干更容易跟随上下肢发力转动,进一步提升重心前移速度。
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8%-10%,而传统直臂起跑的损耗率为15%-18%。
最终转化为前进动能的效率比直臂起跑高12%-15%,