یک عملکرد کارآمد و موثر در دوي سرعت، به تركيب مطلوبی از متغیرهای بيومكانيكي و عوامل خارجی مانند مقاومت هوا، سختی زمین و کفش بستگی دارد(1). عقیده براین است كه سرعت دویدن را مي توان با توجه به رويكردهاي آناتوميكي و فيزيولوژيكي كه هردو پارامتر طول گام و تواتر گام را افزایش مي دهند، بهبود بخشید(12). عامل دیگری كه مي تواند در كسب موفقیت دوندگان مطرح باشد، ساختار و ویژگی هاي بدني است كه در اکثر رشته هاي ورزشی نقش مهم و اساسی دارد. در دوي سرعت داشتن پاهای قلمي و کوتاه با تارهاي عضلاني تند انقباض به دلیل سرعت بیشتر جابه جایی، تواتر گام را افزايش مي دهند و از سوی دیگر داشتن پاهای بلند به دليل اينكه نيروي پیشرونده بيشتري را فراهم مي آورند، باعث افزايش طول گام مي شوند(9و11). هر چند طول پاها بر سرعت دونده بی تاثیر نیست، اما مشارکت واقعی آن در سرعت هاي بالای دوندگان شناخته نشده است(11). قدرت عضلات و طول اهرم ها مانند طول پا در دونده ها متفاوت است و اين اندازه ها مي توانند به عنوان عامل موثر در نيروي گشتاور به حساب آیند. از نظر تئوريكي اين اندازه ها در طول گام و تواتر گام اثر گذارند. تحقیقاتی كه اهمیت نسبی در ارتباط با مفید بودن زياد کردن طول گام يا افزايش تواتر گام جهت افزايش سرعت را مورد مطالعه قرار داده اند، نتایج قطعی را گزارش نکردند (8). آرمسترنگ[1] چنین عقیده دارد كه داشتن طول گام بيشتر در دوهاي سرعت لزوما نياز به داشتن پاهاي بلند ندارد(2). هانتر و همکاران[2] در تحقيقي كه در سال  انجام دادند گزارش كردند طول پا، ارتفاع تيك آف وسرعت عمودي تيك آف مجموعه عوامل احتمالی می باشند كه موجب برهمكنش منفي بين طول گام و تواتر گام مي شوند. باوجودیکه برخی تحقیقات به شناخت عوامل موثر در سرعت دونده و ارتباط اين عوامل با يكديگر به ويژه در دوي سرعت، پرداخته اند، اما اینکه بین قدرت عضلات دونده و طول اندام تحتانی آنها با دو پارامتر طول و تواتر گام هنگام دویدن چه رابطه ای وجود دارد و برهمکنش بین مجموع این عوامل چه تاثیری بر این پارامترها می گذارد کاملا مشخص نیست. بنابراین پژوهش حاضر به بررسي ارتباط بين طول و قدرت اندام تحتانی با طول گام، تواتر گام و سرعت دويدن در دوي سرعت پرداخته است.

روش تحقيق

آزمودني هاي تحقيق 30 نفر از ورزشکاران پسر سالم با ميانگين سن 29/1± 8/16سال، ميانگين قد 01/5 ± 8/173سانتي متر، وزن 2/5 ± 18/71 كيلوگرم و ميانگين سابقه ورزشی 45/0±2/3 بودند. طول اندام تحتانی (طول پا) بوسیله متر نواری و براساس روش هاي استاندارد اندازه گيري شد(10). حداكثر قدرت يا تكرار بيشينه (1-RM) مربوط به عضلات چهارسرراني و گروه عضلات سه سرساقي آزمودني ها به ترتيب با استفاده از دستگاه پرس پا و بلند شدن روي پنجه پا اندازه گيري شد. از آزمودني ها خواسته شد پس از گرم کردن بدن با تاكيد بر اندام تحتانی به مدت10دقيقه، جهت اندازه گيري فاکتورهای مورد مطالعه، مسافت 100 متر را در پیست با حداکثر تلاش خود بدوند. براي محاسبه تواتر گام زمان دقيق 10متر بين 50 تا 60 متر مسير پيست (بدليل اينكه دوندگان دوي 100متر در فاصله 50 تا 60 متر به حداكثر سرعتشان مي رسند) به وسيله دوربين فيلمبرداري (60تصویر در ثانیه) و كرونومتر اندازه گيري شد(1). براي اين منظور از لحظه حركت دونده در اين فاصله فيلمبرداري شد، سپس با پوشش فریم به فریم تصوير ويدئويي و دقت بيشتر زمان دقيق بين لحظه برخورد اولين گام پس از فاصله 50 متر با زمين تا لحظه برخورد پا در آخرين گام قبل از فاصله 60 متر محاسبه شد(1). برای این منظور با استفاده از نرم افزار مخصوص نمایش تصویر ویدئویی، فیلم تصویر به تصویر نمایش داده شده تا تصویر مربوط به زمان برخورد اولین گام بعد از خط 50 متر و آخرین گام قبل از خط 60 متر مشخص شود. سپس اختلاف زمان مربوط به این دو تصویر مشخص شده و برای بدست آوردن تواتر متوسط گام، بر تعداد گام ها در این فاصله تقسیم می شود. عدد بدست آمده به عنوان تواتر گام دوندگان مورد استفاده قرار گرفت. دقت پوشش فریم به فریم 016/0 ثانیه بود. تعداد گام ها و ميانگين طول گام ها با استفاده از نشانگذارهاي چوبی و متر نواری فلزی براساس اثرات بجامانده روي سطح پیست در فاصله 50 تا 60 متری مسير اندازه گيري شد.جهت توصیف یافته ها از روش هاي آمار توصيفي (ميانگين و انحراف استاندارد) و براي بررسي روابط بين متغيرها با توجه به اهداف تحقيق، از ضریب همبستگی پيرسون در سطح معناداری 05/0 P≤استفاده شد.

نتایج تحقيق

ميانگين و انحراف معیار متغیرهای تحقیق شامل طول پا، قدرت عضلات پا، رکورد دوي100متر، طول گام و تواتر گام در جدول (1) آمده است.

جدول(1)، ميانگين و انحراف معیار اندازه هاي بدست آمده از متغیرهای تحقيق

نتایج نشان مي دهد كه بين قدرت عضلات پا (مجموع قدرت عضلات چهارسرراني و سه سرساقي) و سرعت متوسط دونده ارتباط معناداری وجود دارد (67/0=r و P≤0.01)و بين قدرت عضلات چهارسرران (پرس پا) و سرعت متوسط نیز ارتباط معناداری وجود دارد (68/0= r و P≤0.01). اين ارتباط بين قدرت عضلات سه سرساقي و سرعت متوسط نیز مشاهده شد (65/0=r  و P≤0.01).همچنین نتایج نشان می دهد كه بين قدرت عضلات پا و طول گام ارتباط معناداری وجود دارد (73/0=r و P≤0.01) و بين قدرت عضلات چهارسرران و طول گام (74/0=r و P≤0.01) و بين قدرت عضلات سه سر ساقی و طول گام  نیز ارتباط معناداری (72/0=r  و P≤0.01) وجود دارد. نتایج تحقیق همچنین نشان می دهد كه بين طول پا و طول گام نیز ارتباط معناداری وجود دارد (69/0=r و P≤0.01) (نمودار3). همچنین ارتباط معنادار و معكوسي نیز بين طول پا و تواتر گام مشاهده مي شود (6/0- =r و P≤0.01) (نمودار4). و از طرفی بين طول گام و تواتر گام ارتباط معنادار و معكوسي وجود دارد (59/0- =r و P≤0.01).

بحث و نتیجه گيري

نتايج پژوهش حاضر نشان داد كه ارتباط معناداري بين قدرت اندام هاي تحتانی و طول گام وجود دارد. همچنين ارتباط معناداری بين قدرت عضلات اندام تحتاني و سرعت دونده در دوي 100 متر مشاهده شد. وياند و همكاران[3] نيز در پژوهش خود چنين بيان كردند كه تفاوت در حداكثر سرعت دوندگان نبايد تنها با تواتر گام و طول گام سنجيده شود، بلكه بايد مقدار نيرويي كه توسط دونده به كار گرفته مي شود را نيز مدنظر قرار داد (11). به نظر مي رسد كه قدرت و بخصوص قدرت اندام هاي تحتاني در دونده هاي100 متر، عامل مهمی در این مورد است و اغلب تحقیقات نیز اين موضوع را تاييد كرده اند؛ دوندگان سریع به اين دليل كه نيروي حمايتي بزرگتري را بكار مي برند، طول گام خود را بطور قابل ملاحظه اي بلندتر برمی دارند (4و5). در هر سرعتی بكارگيري نيروي بيشتر در مقابل گرانش، سرعت عمودي دونده در تيك آف را افزايش داده و موجب مي گردد كه هر دو پارامتر زمان قرارگرفتن فرد در هوا و فاصله اي كه او در این زمان رو به جلو مي پيمايد در بين گام ها افزايش يابد.در اين پژوهش بين طول اندام تحتانی (پا) و طول گام ارتباط معناداري مشاهده شد. بين طول اندام تحتاني و تواتر گام و همچنين بين طول گام و تواتر گام نيز ارتباط معنادار و معكوسي مشاهده شد. پژوهش روپرت و همكاران[4] نشان داد كه پايين بودن تواتر گام در ورزشكاراني كه دارای پاهای بلندتری هستند احتمالا ناشي از بيشتر بودن گشتاور اينرسي مربوط به پاهای بلندتر مي باشد. هانتر و همكاران اظهار می دارند که طول پا ممكن است نقش مهمي را در تعيين تركيب طول گام و تواتر گام در دونده ايفا كند؛ هرچند براي يك دونده تاثيرات طول پا نمي تواند تعديل گردد يا حداقل تا حد زيادي اين امر امكان پذير نیست (8). هي[5] و دليوا[6] گزارش كردند  كه هنگام افزايش سرعت از يك حد ماكزيمم به حد ماكزيمم ديگر ورزشكار افزايش سرعت خود را با افزايش تواتر گام بدست مي آورد و طول گام معمولا ثابت باقي مي ماند (6و7). بوسكو و همكاران[7] در پژوهش خود گزارش كرده اند كه افزايش در سرعت دويدن به ميزان حداكثر مي تواند با افزايش تواتر گام بدست آيد؛ با اين امكان كه طول گام در برخي از نمونه ها حتي مي تواند كاهش يابد (3). با توجه به نتايج گفته شده به نظر مي رسد كه تركيب طول گام و تواتر گام جهت افزايش سرعت دونده در شرايط مختلف متفاوت مي باشد. از آنجا كه سرعت گام ها بطور عمده يك خصوصیت ارثي است، لذا از لحاظ تمريني بين اين دو عامل يعني طول گام و تواتر گام، طول گام نقش مهمتري دارد و به طور طبيعي و بدون كاهش محسوس در سرعت گام، تنها از طريق بالا بردن قدرت پا مي توان به طول گام افزود. بنابراين جهت افزايش طول گام، دونده بايد بتواند بر نيرويي كه در هر قدم بر زمین وارد مي سازد بیفزاید و اين تنها از طريق افزايش قدرت عضلاني پاها ممکن مي شود. نتايج اين تحقيق پيشنهاد مي كند بدليل اينكه طول پا و تواتر گام دو خصوصيت تقريبا ارثي است، دوندگان براي بهبود ركورد خود می بایست مبادرت به افزایش قدرت اندام تحتاني خود کنند.

منابع

1- شهبازي مقدم، مرتضي. محدّث، فاطمه. بیات، محمدرضا. اندازه گيري و تحلیل بيومكانيكي نيرو، كار و توان در يك گام دونده سرعت، فصلنامه المپيك، سال هفتم،شماره 3 و 4 ،1378.

2- Armstrong, L.E., and Cooksey, S.M. Biomechanical changes in selected collegiate sprinter due increased velocity. Track Field & Review, 3:10-12, 1983.

3- Bosco, C., and Vittori, C. Biomechanics characteristics of sprint running during maximal and supra-maximal speed. New studies in athletics. 39-45.1989.

4- Cavagna, G.A., Franzetti, P., Hegland, N.C., and Willems, P. The determinants of the step frequency in running, trotting and hopping in man and other vertebrates. J. Physiol (Lond) 399: 81-92, 1988.

5- Cavagna, G.A., and Kaneko, M. Mechanical work and efficiency in level walking and running. J. Physiol (Lond) 268: 467-481, 1977.

6- DeLeva, P. Adjustment to Zatsiorsky-Seluyanov's segment inertia parameters. J. Biomech. 29: 1223-1230, 1996.

7- Hay, J.G. Cycle rate, length, and speed of progression in human locomotion. J. Appl. Biomech. 18: 257-270, 2002.

8- Hunter. J.P., Marshall, R.N., and McNair, P.J. Interaction of step length and step rate during sprint running. J. med & Sci. in Sport & Exer. 36(2): 261-271, 2004.        

9- Jones, J., and Lindstedt, S. Limits to maximal performance. Annu. Rev. Physiol. 55: 547-569, 1993.

10- Lohman, G.T., and Roche, F.A. Anthropometrical standardization reference manual, Human Kinetics books, 15-18, 1988.

11- Van Ingen Schenau, J., De Koning, J.J., and De Groot, G. optimization of sprinting performance in running, cycling and speed skating. J. Sports Med. 17: 259-275, 1994.

12- Weyand, P.G., Sternlight, D.B., Bellizi, M.J., and Wright, S. Faster top running speeds are achieved wirh greater ground forces not more rapid leg movements. J. Appl Physiol, 89: 1991-1999, 2000.