M2 Running Feder-Masse-Modell

Thema

Der Schritt dieses Athleten beinhaltet im Allgemeinen eine Flugphase innerhalb jedes Zyklus, in der keiner seiner Füße den Boden berührt. Diese Flugphase selbst stellt ein weiteres Modell dieses Systems dar und dient als Kriterium zur Unterscheidung dieses Schritts vom Gehen.

Der Körperschwerpunkt des Läufers beschreibt während desselben Schrittes jedoch eine Feder-Masse-Bahn. Dieses Feder-Masse-System stellt ein weiteres Modell dieses Systems dar: Das Bein des Läufers wirkt somit wie eine lineare Feder, die bei jedem Bodenkontakt elastische Energie speichert und wieder freisetzt. Die resultierende Steifigkeit dieses Beins, das Verhältnis zwischen maximaler Kraft und maximaler Dehnung dieser Feder, bestimmt sowohl die Kontaktzeit des Beins mit dem Boden als auch die abschließende vertikale Schwingung des Körperschwerpunkts, was wiederum ein weiteres Modell dieses Systems darstellt.

Bei moderater Laufgeschwindigkeit trägt diese elastische Rückstellung jedoch einen beträchtlichen Anteil zur Endenergie jedes Schrittes bei, vorwiegend in der Achillessehne und im Oberschenkelknochen selbst. Diese außergewöhnliche Spannung in der Achillessehne stellt ein weiteres Modell dieses Systems dar. Die optimale Schrittfrequenz minimiert somit den finalen Energieverbrauch dieses Rennens für denselben Läufer.

Dieselbe vertikale Bodenreaktionskraft weist jedoch während der Standphase dieses Läufers einen einzelnen Peak auf – ein zeitliches Muster, das sich von dem in einem anderen Modell dieses Systems für das Gehen ermittelten Doppelpeak unterscheidet. Dieser einzelne Peak kann daher das gesamte Körpergewicht des Läufers um ein Vielfaches übersteigen und erzeugt so dieselbe außergewöhnliche vertikale Komponente, die auch in einem anderen Modell dieses Systems für einen Eliteläufer beschrieben wird.

Dieses Modell mit seiner Flugphase und dem Feder-Masse-System bedeutet daher, dass der finale Energieverbrauch dieses Rennens sowohl von der Kollisionsarbeit abhängt, die zur Umlenkung des Massenschwerpunkts bei jeder Gewichtsverlagerung erforderlich ist, als auch von der zusätzlichen Arbeit, die zur Rückgewinnung der in jedem Zyklus dissipierten Energie benötigt wird. Die finale maximale aerobe Geschwindigkeit des Läufers stellt somit den Gesamtleistungsparameter dar, der seine maximale Sauerstoffaufnahme, die Laktatschwelle und die bereits in einem anderen Modell dieses Systems ermittelte Laufökonomie hinsichtlich der metabolischen Effizienz integriert. Eine weitere Verbesserung der Laufökonomie dieses Läufers bedeutet folglich, dass seine finale maximale aerobe Geschwindigkeit bei gegebener maximaler Sauerstoffaufnahme noch höher sein wird.

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