Artikel

Kevyemmät juoksukengät säästävät minuutteja maratonilla

Kevyemmät juoksukengät säästävät minuutteja maratonilla

Useimmat tietävät, että laihtuminen parantaa juoksun taloudellisuutta ja mahdollistaa näin juoksemisen entistä pidemmälle ja nopeammin. Mutta tiesitkö, että kengän painosta vähennetyllä 100 grammalla on paljon suurempi vaikutus kuin vatsan ympäriltä kadonneella 100 grammalla?

 

Jesper

Juoksukaupan fysioterapeutti ja juoksuasiantuntija Jesper Petersen selittää tässä artikkelissa, mistä tämä johtuu..

 Lue myös, kuinka paljon aikaa säästät puolimaratonilla tai maratonilla pelkästään vaihtamalla kevyempiin kisakenkiin.

 

 

Hitausmomentti ja juoksun taloudellisuus

Luvassa on seuraavaksi hieman nörttitietoutta, sillä vastaukset yllä oleviin kysymyksiin löytyvät biomekaniikasta ja hitausmomentti (inertiamomentti) -nimisestä käsitteestä. Käsite kuvaa sitä, kuinka helposti kappale saadaan pyörimään ja kuinka helppo se on pysäyttää. Jos kappaleella on suuri hitausmomentti, sen pyörittämiseen (heiluttamiseen) tarvitaan suurta voimaa ja paljon energiaa. Juoksun kohdalla juoksun taloudellisuuteen vaikuttaa erityisesti jalkojen hitausmomentti, sillä niitä ”pyöritetään eteenpäin” juostessa. 

Juoksun taloudellisuudella kuvataan juoksun tehokkuutta – siis sitä, kuinka hyvin käytettävissä olevat voimat saadaan hyödynnettyä. Käsitettä voidaan verrata siihen, kuinka pitkään autolla voidaan ajaa litralla polttoainetta.

Hitausmomentin matemaattinen määritelmä, I tai J, riippuu kappaleen fyysisestä muodosta. Siihen sisältyvät aina parametrit m (kappaleen massa) , r2 (etäisyys pyörimisakselista) sekä vakio, k, joka määräytyy kappaleen muodon mukaan. Kappaleen kokonaishitausmomentti, ITotal voidaan siis laskea (hieman yksinkertaistettuna) seuraavasti:

Esimerkissämme ”kappale” on koko jalka, jolloin m kuvaa jalan massaa kilogrammoina (siis kuinka paljon se painaa). Pyörimisakselina on lonkkanivel, sillä pyöriminen tapahtuu täällä, kun jalkaa heilautetaan eteenpäin juostessa. r kuvaa puolestaan etäisyyttä jalan massakeskipisteestä lonkkanivelen keskikohtaan.

Alla oleva kaava osoittaa, että hitausmomentti pienenee, jos jalan massaa, m, pienennetään.

Itse jalan massaa on melko vaikea pienentää, mutta kokonaishitausmomenttia saadaan pienenennettyä erittäin helposti vaihtamalla jalkaan kevyemmät juoksukengät. Samalla saadaan parannettua juoksun taloudellisuutta! 

100 gramman vähennys kengän painossa ei kuulosta erityisen paljolta suhteessa koko jalan yhteispainoon – mutta koska kenkä sijaitsee kaikkein kauimpana pyörimisakselista (lonkkanivelestä), se vaikuttaa merkittävästi kokonaishitausmomentin suuruuteen! Koska jalkaterän/juoksukengän r on hyvin suuri, ja yhtälössä r korotetaan vielä toiseen potenssiin (siis kerrotaan itsellään), vaikuttaa jalkaterän ja kengän massa erittäin paljon koko jalan kokonaishitausmomentin suuruuteen. Tähän verrattuna reiden r ei taas ole erityisen suuri, sillä reisi sijaitsee paljon lähempänä lonkkaniveltä. Reiden massalla ei siis ole yhtä suurta vaikutusta koko jalan kokonaishitausmomenttiin kuin juoksukengän ja jalkaterän massalla.

 

Vatsan kilot

Vatsan seudulla olevilla kiloilla on pienempi vaikutus juoksun taloudellisuuteen kuin reiden ja jalkaterän massalla. Toki niilläkin on vaikutusta, mutta merkitys on vain selkeästi pienempi. Vatsan massa on lähempänä kehon massakeskipistettä (ja pääasiallista pyörimisakselia), ja juoksun aikana vatsa ja ylävartalo pyritään yleensä pitämään paikoillaan. Vatsan liikuttamiseksi eteenpäin ei siis tarvitse käyttää lihasvoimaa samalla tavalla kuin jalkojen liikuttamiseksi.

.

 

Lihasvoiman ja hitausmomentin suhde

Jalan liikuttamiseksi vaadittavan lihasten tuottaman voiman määrä nivelen (esim. lonkkanivelen) ympärillä riippuu suoraan hitausmomentista ja siitä, kuinka suurella kiihtyvyydellä jalan halutaan liikkuvan. Alla näkyvä Newtonin pyörimisliikettä koskeva laki kuvaa hitausmomentin, I, vääntömomentin M (joka on verrannollinen lihasten tuottamaan voiman määrään) ja kulmakiihtyvyyden α (ilmaisee, kuinka nopeasti jalka heilahtaa eteenpäin) suhdetta:

Kaava osoittaa, että hitausmomentin, I, ollessa suuri, lihasten on tuotettava vastaava määrä voimaa ja siten myös suuri vääntömomentti, M, liikuttaakseen jalkaa eteenpäin annetulla kulmakiihtyvyydellä, α. Jos hitausmomentti on pienempi, esim. kevyemmillä juoksukengillä juostaessa, ei lihasten tarvitse tuottaa yhtä paljon voimaa saadakseen jalka heilahtamaan samalla nopeudella. Tämä säästää energiaa ja mahdollistaa juoksemisen entistä pidemmälle.

 

Kuinka paljon aikaa voit säästää?

Tutkimukset ovat osoittaneet, että juoksun taloudellisuus paranee huomattavasti (n. 1%), kun juoksukengän painoa kevennetään 100 grammalla. 1 % ei kuulosta ehkä erityisen paljolta, mutta itse asiassa voit juosta jopa 2-4 sekuntia nopeammin per kilometri pelkästään kevyempiin juoksukenkiin vaihtamalla. Puolimaratonilla tai maratonilla kyse on siis useista minuuteista!! Tämä on ehdottomasti helpoin tapa säästää minuutteja juoksumatkoilla.

Mutta...

Ennen kuin kiirehdit ostamaan itsellesi markkinoiden kevyimmät juoksukengät, on hyvä tietää eräs asia…  On lyhytnäköistä ajatella: ”Okei, jos voin juosta 2-4 sekuntia nopeammin per km 100 grammaa kevyemmillä kengillä, niin säästän varmasti tuplamäärän sekunteja, jos valitsen 200 g kevyemmät kengät.” Tämä on valitettavasti kaukana totuudesta. Kun juoksukengästä tehdään ERITTÄIN kevyt, sen sisäänrakennettu iskunvaimennus huononee. Tämä johtaa siihen, että jalkojesi lihasten on tehtävä enemmän töitä vaimentaakseen laskeutumisesta aiheutuvia iskuja, mikä puolestaan kuluttaa lisää energiaa. Jos haluat mennä äärimmäisyyksiin ja kokeilla paljasjalkajuoksua, kuluu painossa voitettu etu nopeasti iskujen vaimentamiseen käytettyyn lihastyöhön.

Kevyemmät juoksijat voivat todennäköisesti juosta kevyemmillä juoksukengillä ja pienemmällä iskunvaimennuksella kuin raskaat juoksijat. Anna siis painosi, juoksukokemuksesi, treenikuntosi ja juoksumatkan pituuden määrittää juoksukenkiesi paino. Seuraavassa oppaassa kerromme mm., mitä kenkiä suosittelemme eri etäisyyksille: 

Kevyiden juoksukenkien opas – Klikkaa tästä.

 

Bonustietoa – Myytti itä-afrikkalaisista juoksijoista

Hitausmomentti on todennäköisesti myös selitys sille, miksi itä-afrikkalaiset ovat niin ylivoimaisia pitkänmatkan juoksussa. On todistettu, että Itä-Afrikassa ihmisen säären ympärysmitta (ja todennäköisesti myös massa) on luonnostaan pienempi kuin muualla maailmassa. Jalalla on tällöin pienempi hitausmomentti, minkä vuoksi sen liikuttamiseksi tarvitaan vähemmän voimaa. Suomalainen ja kenialainen juoksija voivat siis olla yhtä hyvässä kunnossa ja juosta täysin samoilla kengillä, mutta kenialainen tulee kuitenkin aina olemaan suomalaista nopeampi, sillä hänen juoksunsa on taloudellisempaa pienemmän hitausmomentin takia!

 

Mo Farah

 

Haluaisitko juosta kevyemmillä kengillä tämän artikkelin luettuasi?

Tutustu siinä tapauksessa suureen kisakenkien valikoimaamme täällä: 

Osta kevyet juoksukengät täältä

 

  • Oletteko valmiina, Heat 4?

    Obstacle Course Racing: ”Oletteko valmiina, Heat 4?”, huutaa megafonia kantava mies.  

  • Ota juoksukengät mukaan lomalle

    Ota juoksukenkäsi mukaan lomalle ja koe kohteesi nähtävyydet uudella tavalla. Olemme koonneet pienen pakkauslistan ja pari hyvää neuvoa lämpimissä olosuhteissa juoksemiseen.

  • GPS-kellot: Sykemittari ranteessa – näin se toimii

    Rannekelloon sisärakennettu sykemittari on helppokäyttöinen ja kätevä. Miten se toimii? Ja miten kellon on istuttava ranteessa, jotta mittaus toimisi parhaiten? Löydä vastaukset täältä.

  • Asiakasarvostelu: Garmin Fenix 5

    Facebook-kilpailumme voittaja, 35-vuotias Lars on arvioinut uuden Garmin Fenix 5 -kellon. Lue hänen arvostelunsa täältä.