M2 Running modèle à masse à ressort

Topique

La foulée de cet athlète comprend généralement une phase aérienne à chaque cycle, durant laquelle aucun de ses pieds ne touche le sol. Cette phase aérienne constitue à elle seule un autre modèle du système, servant de critère pour distinguer cette foulée de la marche.

Le centre de masse du coureur, cependant, suit une trajectoire de type masse-ressort durant cette même foulée. Ce même système masse-ressort constitue un autre modèle du système : la jambe du coureur agit donc comme un ressort linéaire qui accumule puis libère de l'énergie élastique à chaque contact avec le sol. La rigidité finale de cette jambe, le rapport entre la force maximale et l'allongement maximal du ressort, détermine à la fois le temps de contact de la jambe avec le sol et l'oscillation verticale finale du centre de masse, ce qui constitue un autre modèle encore du système.

À une vitesse de course modérée, ce même retour élastique contribue toutefois de manière significative à l'énergie finale de chaque foulée, principalement au niveau du tendon d'Achille et du fémur. Cette tension exceptionnelle dans le tendon d'Achille constitue un autre modèle du système. La fréquence de foulée optimale minimise ainsi le coût métabolique final de cette course pour ce coureur.

Cependant, cette même force de réaction verticale au sol présente un pic unique durant la phase d'appui médian, un profil temporel distinct du double pic observé dans un autre modèle de ce système pour la marche. Ce pic unique peut donc dépasser plusieurs fois le poids corporel du coureur, créant ainsi la même composante verticale exceptionnelle qui caractérise un autre modèle de ce système pour un coureur d'élite.

Par conséquent, ce modèle, avec sa phase aérienne et son système masse-ressort, implique que le coût final de cette course dépend à la fois du travail d'impact nécessaire pour rediriger le centre de masse lors de chaque transfert de poids et du travail supplémentaire requis pour récupérer l'énergie dissipée à chaque cycle. La vitesse aérobie maximale finale du coureur constitue ainsi le paramètre de performance global qui intègre sa consommation maximale d'oxygène, son seuil lactique et son économie de course, déjà établie par un autre modèle de cet ensemble concernant l'efficacité métabolique. Une amélioration supplémentaire de l'économie de course de ce coureur signifie que sa vitesse aérobie maximale finale sera par conséquent encore plus élevée pour une consommation maximale d'oxygène donnée.

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