A TÁVOLUGRÁS UTOLSÓ LÉPÉSEINEK, ELUGRÁSÁNAK BIOMECHANIKÁJA
Tézisfüzet
Szerzo: Béres Sándor SZTE JGYTFK TSTI, Szeged
Témavezeto: Dr. Tihanyi József
Készült: 2004
Semmelweis Egyetem Doktori Iskola
A dolgozat a távolugrás utolsó három lépésétének és elugrásának biomechanikáját mutatja be három vizsgálat alapján. A különbözo hosszúságú nekifutással végrehajtott távolugrások vizsgálata A távolugrás eredményét alapvetoen befolyásolja a nekifutás végsebessége (Hay, és mtsai 1986, Hay és Nohara 1990, Nixdorf és Brüggemann 1990, Madella 1996) és azzal szoros összefüggést mutató elugrási vízszintes sebességkomponens (Hay és mtsai 1986, Hay és Miller 1985, Ter-Ovanessian 1985). A nekifutás hossza 30 és 45 m között van férfiaknál (9 és 11 lépés pár) és 25 – 35m-nél a noknél (8 és 10 lépés pár) (Bowerman és Freeman 1990, Lunding és Berg 1993). Vacula (1972) megállapításának megfeleloen ahhoz, hogy az ugrás távolságát 6.80-ról 8.30 m-ra növeljük a következo változtatásokat kell tenni. Az elugrás elotti nekifutási sebességet 9.0 m/s-ról 10.5 m/s-ra kell növelni, az elugrási idot 0.13 s-ról 0.11 s-ra kell csökkenteni és az ellépés sebességét 8.5 m/s-ról 9.5 m/s-ra kell növelni. A 10.5 m/s-os nekifutás végi sebesség eléréséhez a nekifutás hosszának 44-46 m (22 - 23 lépés ) kell lenni. Elmélete szerint a legnagyobb sebességet a kitámasztás pillanatában kell az ugrónak elérnie. Ezzel ellentétben a kutatók vizsgálati eredményei azt mutatták, hogy a legjobb távolugrók a nekifutás során legnagyobb sebességüket még az elugrás elott érik el, mert az elugrás elotti két lépésben az elugrásra való elokészület szükségessége így kívánja (Hay és mtsai 1986, Prause 1990). Az irodalomban kevés figyelmet fordítottak arra, hogy megvizsgálják a rövidebb nekifutás okozta kisebb nekifutási végsebesség milyen hatással van az elugrás kinematikájára és kinetikájára. Vizsgálatunk célja éppen ezért az volt, hogy elemezzük a rövidített nekifutás hatását az elugrás idobeli lefolyására, a talajreakció erore és az elugrást megelozo testközéppont (tkp) röppályájára, valamint az ugrás távolságára. A nok és a férfiak elugrásának összehasonlítása azonos elugrási eredo sebesség esetén Az irodalomban bár többen közöltek adatokat a nok távolugrásásról is (Prause
oka a nekifutás végsebességének és az elugrás végi sebességek különbsége, valamint a tkp elugrás végi magasságbeli különbség. Vizsgálatunkban arra kerestük a választ, hogy vajon a távolugró eredmény azonos lesz-e, ha a nekifutási végsebeség és a kirepülési szög azonos mind a két nemnél. A teljes nekifutásból végrehajtott távolugrás eredményének elorejelzése Jelentos számú kutató talált szignifikáns kapcsolatot a nekifutási végsebesség és az ugrási távolság között (Brüggemann és mtsai 1982, Mikhailov és mtsai 1981, Tiupa és mtsai 1982, Hay és Nohara 1990, Nixdorf és Brüggemann 1990, Madella 1996). A legtöbb esetben az összefüggést lineáris regressziós egyenlettel közelítették. Lineáris regresszió analízis alapján Popov (1971) és Karras mtsai (1983) feltételezte, hogy 0.1 m/s sebességnövekedés 0.8-0.12 m ugrástávolság növekedést eredményez. Ez a modell feltételezésünk szerint nem alkalmazható mivel sem a nekifutás hossza, sem a nekifutás sebessége nem növelheto a végtelenségig. Nem beszélve arról a tényrol, hogy az egyes távolugrók gyorsulási képessége is különbözo. Ezért vizsgálatunkban a változók közötti kapcsolatot nem lineáris regresszió analízissel közelítettük és ennek alapján megvizsgáltuk, hogy a teljes nekifutással elérheto eredmény elore jelezheto-e az egyenletekkel.
A dolgozat célkituzései 1. Az elugrás elokészíto szakaszának és az elugrás kinematikai és kinetikai változóinak meghatározása rövid nekifutás során férfi távolugróknál. 2. A különbözo nekifutási lépésszámokkal végrehajtott ugrások biomechanikai változóinak összehasonlítása és viszonyítása a teljes nekifutásra, az irodalomban magadott átlagokhoz. 3. A férfiak és nok távolugrásának elugrást elokészíto szakaszának és az elugrásnak összehasonlítása a kiválasztott változók alapján azonos elugrási eredo sebesség esetén. 4. A különbözo lépésszámmal végrehajtott ugrások során nyert nekifutási és elugrási sebességek felhasználásával a teljes nekifutással végrehajtott
A különbözo hosszúságú nekifutással végrehajtott távolugrások vizsgálata A nekifutás sebessége a lépésszámok növekedésével fokozatosan növekszik 40 mig, ezért feltételezheto, hogy 6, 8, 10 és 12 lépéses nekifutást alkalmazva a nekifutási végsebesség fokozatosan növekszik, amelynek következtében az elugrás végén a meghatározható tkp sebesség értékek is változni fognak. Feltételezhetoen a vízszintes és függoleges sebesség komponens aránya is változni fog, amely magával vonja a kirepülési szög változását is. Feltételezésünk szerint a függoleges sebesség komponens, kisebb mértékben fog változni, mint a vízszintes komponens, ami a kirepülési szögek csökkenésével jár. Minthogy a lépésszámok növelésével a vízszintes nekifutási sebesség fokozatosan növekszik, ezért feltételezheto az is, hogy az utolsó három lépés biomechanikai változói is különbséget fognak mutatni. Feltételezzük, hogy a tkp süllyesztés mértéke a nekifutás sebességének növekedésének mértékében fog növekedni. Az irodalmi adatok alapján megállapítható, hogy a távolugrás eredményét elsosorban a nekifutás végsebessége határozza meg. Logikusnak látszott feltételezni, hogy a különbözo lépésszámú nekifutások esetén a biomechanikai változók különbözosége ellenére is a nekifutás végsebessége lesz az ugrási távolság fo meghatározója. A nok és a férfiak elugrásának összehasonlítása azonos elugrási eredo sebesség esetén Azonos elugrási eredo sebesség esetében az ugrási távolságot feltételezhetoen a tkp kirepülési magassága és az ugró antropometriai méretei fogják befolyásolni A távolugrásra alkalmazott ferde hajítás egyenletébol következoen várható az is, hogy az azonos eredo kirepülési sebesség nem feltétlenül jelenti az azonos kirepülési szöget. Elméletileg elképzelheto, hogy a férfiak, akiknek a testmagassága jelentosen nagyobb, mint a noké, és ezáltal az elugrás végén a tkp is magasabb, a kirepülési szög nagyobb lehet, amely hosszabb elugrást eredményezhet. Mindemellett nem feltételezzük, hogy jelentos különbségek lennének az elugrás elokészítésében. A teljes nekifutásból végrehajtott távolugrás eredményének
hosszat tekintve. Amennyiben szignifikáns kapcsolat létezik a nekifutási lépésszám és a nekifutási végsebesség, valamint a végsebesség és az ugrási távolság között, és az adatok illeszthetok valamilyen függvényhez, akkor a teljes nekifutással elérheto távolugró eredmény elore jelezheto.
Módszerek Vizsgálati alanyok: A rövid nekifutást elemzo tanulmányban és a távolugrás eredményét elorejelzo vizsgálatban nyolc nemzetközi szintu férfi távolugró jelentkezett önkéntesen, mint a tanulmány alanya. Koruk, testsúlyuk, testmagasságuk a következo volt 22.1 ?2.4 év, 75.2 ?2.2 kg és 188.0 ?4.2 cm. A férfi és noi összehasonlító tanulmány tanulmányban az 1995-ös nyíregyházi ifjúsági EB noi távolugró döntoseinek legjobb ugrásainak és rövid nekifutás tanulmányban szereplo nyolc férfi távolugróból a hat legjobb ugró 12 lépéses nekifutásból végrehajtott ugrásainak biomechanikai paramétereit hasonlítottuk össze. Eszközök: AZ ugrásokat db Panasonic M10-es video kamerával mágnes szalagon rögzítettük filmeket az APAS 3D mozgáselemzo rendszerrel elemeztük. A férfiak távolugrásának elemzésekor a talajreakció erok és az elugrási ido meghatározása céljából. A nyert adatok alapján meghatároztuk a kiválasztott változók átlag és szórásértékeit. Az átlagok különbségét Student t-teszttel határoztuk meg. A változók közötti kapcsolatot Pearson korrelációszámítással határoztuk meg. A távolugró eredmény elorejelzésénél a kiválasztott mért és számított változókat különféle (lineáris, exponenciális, hiperbolikus, logaritmikus és polinom) függvényekbe helyettesítettük be, hogy megtaláljuk a legjobban illeszkedo kritérium és prediktív változót. A teljes hosszúságú nekifutásból történo ugrás hosszának elorejelzésére azt a regressziós egyenletet használtuk, amelynél a determinációs együttható (r2 ) a legnagyobb volt.
Eredmények
A hatlépéses nekifutási csoport nyomtól-nyomig mért távolság eredménye statisztikailag jelentoen mértékben eltért a tíz és tizenkét lépéses csoport hasonló eredményeitol. Az utolsó lépések hossza jelentosen rövidebb volt a hat lépéses nekifutásnál, mint a többi nekifutási variációnál. A tkp magasság változásában az utolsó lépések alatt jelentos eltéréseket nem találtunk az egyes nekifutási variációkat összehasonlítva. A tkp süllyesztés jelentos mértéku volt minden csoportnál az utolsó elotti lépés ellépése és az utolsó lépés talajfogása között. Az talajfogáskor fellépo ero és idoeredmények között - az egyes nekifutásokat egymással összehasonlítva - statisztikailag jelentos eltéréseket nem találtunk. Mind a négy nekifutás esetében az ugrott távolsággal összefüggésben volt az eredo sebesség és az elugrás talajfogásának vízszintes tkp sebessége. Mind a négy elugrás eredo sebességével az utolsó elotti lépés ellépésekor mért vízszintes tkp sebessége mutatott szignifikáns kapcsolatot. Az elugrás végi tkp magasság nem függött a nekifutás hosszától. Szintén nem találtunk lényeges eltérést az elugrás talajfogásának kontakt ideje között. A nok és a férfiak elugrásának összehasonlítása azonos elugrási eredo sebesség esetén A férfiak 12 lépéses nekifutásakor meghatározott elugrási eredo sebesség megközelítoen azonos volt a nok teljes nekifutásos ugrásainál számítottal. Ezért ezeket az ugrásokat választottuk összehasonlítás céljára. Jelentos különbséget nem találtunk az utolsó lépések hossza között annak ellenére, hogy a férfi magasugrók testmagassága jelentosen nagyobb volt, mint a noké. A tkp süllyesztése az utolsó lépés alatt a férfiaknál jelentosen nagyobb mérvu volt a férfiaknál, mint a noknél. AZ utolsó lépéseknél meghatározott tkp sebességek átlagai a noknél nagyobb volt, mint a férfiaknál, de az egyes lépések sebesség arányai nem mutattak jelentos különbséget. Az elugrás végén az eredo sebesség megközelítoen azonos volt (kiválasztási kritérium), de a nok vízszintes elugrási, illetve a férfiak függoleges elugrási sebessége jelentosen nagyobb volt, mint a másik nemé. Ezzel összefüggésben a kirepülési szög a férfiak esetében jelentosen nagyobb volt. Az azonos eredo elugrási sebesség ellenére a férfiak szignifikánsan nagyobb távolságra ugrottak, mint a nok, amely a tkp elugrás végi nagyobb magasságának
Ma már teljesen egyértelmuvé vált, hogy a távolugró eredményt elsosorban a nekifutás végsebessége befolyásolja (Brüggemann és mtsai 1982, Mikhailov és mtsai 1981, Tiupa és mtsai 1982, Hay és Nohara 1990, Nixdorf és Brüggemann 1990, Madella 1996). A mi vizsgálati eredményeink is azt bizonyítják, hogy a különbözo fizikai képességekkel rendelkezo távolugrók ugrási távolságának különbsége a nekifutás sebességbeli különbségébol adódik abban az esetben is, ha különbözo hosszúságú nekifutásokat alkalmazunk. Valamennyi adatot egy csoportba vonva a kapcsolat a nekifutás végsebessége, az elugrás sebesség változói és az ugrás távolsága között lineáris regressziós egyenlettel közelítheto a legjobban. Popov (1971) és Karras és mtsai (1983) lineáris regresszió analízis alapján feltételezte, hogy 0.1 m/s sebességnövekedés 0.8-0.12 méter ugrástávolság növekedést eredményez. Hasonló számítást végezve mi azt találtuk, hogy a nekifutás végsebességének 0.1 m/s-al történo növelése 0.09 m-es távolugró eredmény javulást eredményezne, ha az általunk kapott regressziós egyenletet (y=0.89x-0.81) használjuk. Ez az adat megegyezik Popov (1971) és Karras és mtsai (1983) által közölt predikcióval. Amikor az általunk kapott regressziós egyenlettel számoltunk, akkor azt találtuk, hogy a teljes nekifutásra elore jelzett távolugró eredmény jelentosen nagyobb volt, mint amelyet a távolugrók elértek a vizsgálatot követo versenyen. Ebbol az eredménybol arra következtettünk, hogy a teljes nekifutási lépésszámmal végrehajtott távolugrás eredménye ilyen módon nem jelezheto elore. Ebbol a megállapításból kiindulva a távolugrás elorejelzésére mi másodfokú polinom egyenlethez illesztettük adatainkat felhasználva a különbözo lépésszámokkal végrehajtott ugrásokat. Vizsgálati eredményeink azt mutatták, hogy a nekifutás lépésszám növelésével sem a nekifutási végsebesség, sem az ugrási távolság nem lineárisan növekedett. Nevezetesen, a végsebesség növekedésének mértéke csökkent és ennek a következtében az ugrási távolság is, javulásának mértéke is csökkent. Ha az egyes nekifutási lépésekkel végrehajtott ugrások átlagaival számoltunk, és az adatokat másodfokú polinom egyenlethez illesztettük, akkor a teljes nekifutási hosszra számított távolugró eredmény jelentosen kisebb volt, mint amit a távolugrók a versenyen elértek. Logikusnak látszott feltételezni, hogy ebben az esetben sem használhatók az átlagra kidolgozott regressziós egyenletek, mert a távolugrók fizikai képességei, technikai tudásszintje, gyorsulási képessége különbözo szinten vannak. Éppen ezért a változókat minden egyes távolugró esetében külön-külön illesztettük a regressziós egyenlethez, majd ez alapján végeztük el a predikciós
nem csak rövid távú, de hosszú távú elorejelzéseket is tehetünk. Nevezetesen, becsülheto a teljes nekifutási távolság (lépésszám), amely még segíti a nekifutás végsebességének növelését. Továbbá a nekifutás végsebessége és az ugrási távolság összefüggését mutató görbébol, illetve a görbét jellemzo egyenlettel becsülheto, hogy az adott személy pályafutása során milyen távolugró eredmény elérésére lesz képes. Természetesen az utóbbi becsléssel óvatosan kell bánni, mert jelen pillanatban nem tudjuk, hogy a futás alatti gyorsulási képesség, amelyet a lépésszám-futási sebesség görbe alakja jellemez, megváltoztatható-e edzéssel és milyen mértékben. Az elugrás végén mért tkp függoleges sebességek között nem találtunk szignifikáns különbséget a különbözo lépésszámú nekifutásokat összehasonlítva és az adatok sem voltak illeszthetoek egyetlen regressziós egyenlettel. Ebbol azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a tkp függoleges sebessége nem függ a nekifutási lépésszámtól, illetve a nekifutás végsebességétol. A nekifutási végsebesség az elugrás vízszintes sebességét befolyásolja. Ebbol következoleg a tkp kirepülésének szögét csak a vízszintes sebességek befolyásolják. Az általunk meghatározott függoleges elugrási sebességek 3.37 (hat lépés) és 3.56 m/s (nyolc lépés) között változtak. Összehasonlítva Nixdorf és Brüggemann (1990) adataival, azt találjuk, hogy az világ legjobb távolugróinak átlaga 3.22 m/s, ami kisebb, mint az általunk talált értékek. Valószínunek látszik, hogy a nekifutás lépéshosszának növelésével, illetve a nekifutás végsebességének növekedésével a tkp függoleges sebessége kismértékben és fokozatosan csökken. Az is valószínusítheto, hogy a hat lépés nekifutással a vízszintes sebesség nem növelheto olyan mértékben, hogy abból megfelelo nagyságú függoleges sebességet lehessen leszármaztatni. Felteheto az is, hogy a távolugrás eredményének becslésekor a rövid nekifutási lépésszámát célszeru egyénre szabottan meghatározni. Ez különösen azokra az atlétákra vonatkozik, akiknek a futósebessége, illetve gyorsulási képessége alacsony szinten van.
KÖVETKEZTETÉSEK A vizsgálati eredményekbol származó fobb megállapítások és következtetések 1. A rövid nekifutású távolugrás kiválasztott biomechanikai változói különböznek a
2. A nekifutás utolsó lépései alatt súlypontsüllyesztés és a sebességcsökkenés az utolsó lépés alatt abban az esetben következik be, ha az ugrók az utolsó háromnégy lépés alatt olyan nekifutási sebességet érnek el, amely nagyobb a maximális futósebességük 90 százalékánál. Valószínunek látszik, hogy akkor lesz a legnagyobb a sebesség visszaesése, amikor az ugró az utolsó elotti lépésnél eléri nekifutási sebességének maximumát. 3. A nekifutási lépésszámok növelésével, vagy más megközelítésben a nekifutási sebesség növelésével a vízszintes és függoleges elugrási sebesség aránya fokozatosan a vízszintes sebességkomponens túlsúlya felé tolódik el, ami következtében a kirepülési szögek fokozatosan csökkennek. Úgy tunik, hogy a hatlépéses nekifutással végrehajtott távolugrás nem illik bele ebbe a trendbe. 4. A távolugrás biomechanikai változói közötti kapcsolat regresszió analízise azt mutatta, hogy az egyes távolugrók teljes nekifutási lépésszámmal végrehajtott távolugrás eredménye csak nagy hibaszázalékkal becsülheto, ha különbözo képességu és eloképzettségu távolugrókat vonunk be az analízisbe és a becslést lineáris regressziós egyenlettel végezzük. 5. A nekifutási lépésszámok növelésével fokozott nekifutási sebesség, az ugrási távolság, az elugrás sebesség komponensei és kirepülési szög változói közötti kapcsolat nem lineáris regressziós egyenletekkel írható le. Az adatok másodfokú polinom függvénnyel történo illesztése a legmegfelelobb a teljes nekifutással végrehajtott távolugró eredmény becslésére. 6. Az általunk alkalmazott nekifutási hosszaknál meghatározott változók átlagértékeivel történo számolás nem alkalmas az egyének távolugró eredményeinek becslésére még akkor sem, ha másodfokú pilonom egyenletet alkalmazunk. 7. Az egyénekre vonatkozó távolugró eredmény elorejelzés csak egyéni adatok alapján vezet elfogadható eredményre, mivel a nekifutási sebesség növelésének dinamikája egyéni eltéréseket mutat. 8. A férfi és noi távolugrók ugrásainak összehasonlításából az a következtetés
hasonlóan változtak volna a kiválasztott biomechanikai változók és azok arányai, mint a férfiaknál. 9. Megközelítoen azonos nekifutási végsebesség és eredo elugrási sebesség esetén sem lesz azonos a nok és a férfiak által ugrott távolság a testméretbeli különbségek miatt. A férfiak magasabb súlyponti helyzete az elugrás végén, valamint a hosszabb alsóvégtag okozta elonyök (nagyobb vízszintes talajfogási és súlypont távolság) miatt a férfi ugrók távolabbra ugorhatnak, mint a nok.
The research introduces the biomechanics of the last three strides and the take-off phase of the running long jump in three studies. Research of long jumps from different run-up distances The result of the long jump is highly determined by the final speed of the run-up (Hay et al. 1986, Hay and Nohara 1990, Nixdorf and Brüggemann 1990, Madella 1996) and is closely related to the horizontal take-off velocity component (Hay, et al., 1986; Hay and Miller 1985, Ter-Ovanessian, 1985). The length of the run-up ranges between 30 to 45 meters for men (18 to 22 strides) and 25 to 35 meters for women (16 to 20 strides) (Bowerman and Freeman1990, Lunding and Berg 1993). According to Vacula’s (1972) calculations the following changes should be done to increase the long jump distance from 6.80 to 8.30 meters. The run-up speed before the take-off should be increased from 9.0 m/s to 10.5 m/s, the take-off time should be reduced from 0.13s to 0.11s and the take-off velocity should be increased from 8.5 m/s to 9.5 m/s. To reach the final run-up velocity of 10.5 m/s, the length of the run-up should be between 44 and 46m (22 to 23 strides). It is important that the maximum speed of the run-up is reached at the moment of the take-off. However, studies of the long jump technique indicated that in jumps carried out by the best jumpers the maximum speed was reached before the moment of take-off due to the necessary preparation to the take-off during the last two strides (Hay et al. 1986, Prause 1990). In the literature there was not enough attention paid to investigate how the slower approach speed effects the kinetics and kinematics of take-off at shorter runups. Therefore, the aim of the study was to analyse the effect of the short run-up on the take-off time characteristics, on the ground reaction forces, on the CG path before the jump, and on the distance of the jump. Comparison of the biomechanical variables of the jump of female and male long jumpers at similar resultant take-off velocity Although, there are several studies on female long jumping (Prause 1990, Nixdorf and Brüggemann 1990, Lees at al. 1993) little attention has been paid on the com-
ties, and that the take-off CG heights of women was lower than those of men. We have not found a study that presents the technique of the two genders at similar resultant velocity. Prediction of the jumping distance at full-length run-up Beside the physical and technical preparation, it is essential to strengthen the mental qualities of the athletes. The bases of the psychic preparation of the competitor are to know his\her own abilities and to know the expectable performance realistically. It is not favourable for the performance if the competitor undervalues or overestimates his\her abilities. Because of these factors it is necessary to find a method to determine the expectable result with an acceptable tolerance from the data measured in the course of preparation. It is easy to get the velocity results of the short run-ups applied in technical training with the widely used photocells. The personal prediction could help the work of long jump trainers and athletes.
Aims of the studies 1. Determination of kinematical and kinetic variables for the preparation phase of the jump and the take-off by applying different length of the run-up carried out by male long jumpers. 2. Comparison of the means of the kinematic and kinetic variables derived from different length of run-up of jumps and comparison of the means to those obtained from full-length run-up jumps published in the literature. 3. Comparing the parameters of preparation and take-off phase of female and male long jumpers at similar resultant velocities. 4. Prediction of the jumping distance with full-length run-up by using the selected regression equations on approach and take-off velocities obtained from jumps carried out with short run-ups with different number of strides.
The velocity of the run-up is gradually increasing with the increasing number of strides up to 40 m. So we hypothesized that applying 6, 8, 10 and 12 strides approach runs the run-up speed will gradually increase and as a consequence the CG velocity parameters measured at the moment of the take-off will change. Presumably the proportion of the horizontal and vertical take-off velocity components will also change, which will result in the changing of the angle of projection. We hypothesized that the vertical velocity component will change less than the horizontal velocity component, and as a consequence the angle of projection will also decrease. As the horizontal velocity increases gradually with the increasing number of strides, it is probable that the biomechanical parameters of the last three strides will be different too. We suppose that the extent of lowering the CG is proportional to the extent of run-up speed increase. Based on literature data it can be stated that the result of long jump is influenced first of all by the final run-up speed. It seems logical to suppose that at run-up distances with various numbers of strides also the final run-up speed will be the main determinant of the distance jumped, even though the biomechanical parameters are different. It is the more so, as the path, time and velocity characteristics of the CG during take-off are influenced by the final run-up speed. Biomechanical comparison of female and male long jump techniques at similar run up speeds At similar run-up speeds the jumping distance will be influenced most probably by the take-off height of CG and by the anthropometrical dimensions of the jumpers. Arising from the equation of projection applied to the long jump it can be expected that the similar take off speed does not necessarily mean similar take-off angle. Theoretically, it can be assumed that men whose height is considerably greater than those of women have higher CG at the take-off and so may have higher angle of projection that may result in longer jump. However, we do not suppose that there may be significant differences in the preparation of the jump. Prediction of jumping distance with full-length run-up We suppose that the increase in velocity with run-ups with increasing number of
those data can be fitted to some kind of function, then the length of the jump with full-length run-up can be predicted. If the data can be fitted to a polynomial equation, the optimum number of runup strides can also be determined.
Methods Subjects. Eight international and national calibre male long jumpers volunteered as subjects for the short run-up and the prediction of jumping distance study. Their age, body weight and body height were 22.1 ? 2.4 years, 75.2 ? 2.2 kg and 188.0 ?4.2 cm, respectively. The biomechanical parameters of the best jumps of the finalists of the women’s long jump at the European Youth Athletic Championship in Nyíregyháza, 1995 and the 12-stride run-up jumps of the six best jumpers from the eight subjects in the short run-up study were compared. Instrumentation. Three Panasonic M10 video cameras were used to record jumps on magnetic tape with 60 Hz sample frequency. Each jump was digitised and analysed by using an Ariel Performance Analysis System (APAS). A 0.4 m by 0.6 m Kistler force platform located in centre of a walkway was used to measure the ground reaction forces. Mean and its standard deviation were calculated for each selected variables. The means were compared for significance by Student t-test. Relationship between variables was calculated by Pearson product correlation. Pair of variables was fitted different functions (linear, power, exponential, hyperbolic, logarithmic and polynomial) to find the best fit between the criterion and predictor variables. We selected that regression equation for prediction of the jumping distance with full length run-up, at which the coefficient of determination (r2) was the greatest. The difference of the means were accepted significant at p<0.05 level.
Results Research of long jumps from different run-up distances
phases (A10 , A12 ) than at the 6-stride (A 6 ) run-up group. The comparisons of the lengths of the individual last strides showed big differences between the 6-stride run-up group and the longer run-up groups. The velocity of the last strides of the shorter run-ups showed significant differences compared to those of the longer ones. In the case of the longer run-ups the differences decreased or disappeared. We could not find significant differences in the height of CG in comparing the individual groups with each other. The lowering of CG between the take-off of the second last stride and the touchdown of the last stride was significant in each group (0.08 m on the average). Comparing the individual run-ups with each other, we could not find any statistically significant differences in the force and time data measured at touchdown. There was interdependence between the effective length of the jump and the resultant velocity and the horizontal velocity of CG at the touchdown of the jump in each of the four run-up groups. The resultant velocity of the jump showed significant correlation with the horizontal velocity of CG at the take-off of the second last stride in each of the four run-up groups. However, the height of CG at the takeoff of the jump was not depending on the length of the run-up. There was no considerable difference found among the contact times of the take-off of the jump. Biomechanical comparison of female and male long jump technique at similar run up speeds According to the results obtained, the jumped distances showed considerable differences in spite of the statistically non-different resultant speeds and run-up speeds. One of the reasons accounting for the differences between the two genders is the considerable difference of the height of CG during the touchdown phase of the last strides due to the differences in body size. The path of the CG shows different characteristics as well. From the biomechanical components influencing the results significantly the angles of projection showed also considerable differences. The resultant speeds showed statistically no significant differences, however, the similarity occurred because of the larger extent of the vertical component in the case of men and because of the larger extent of horizontal velocity component in the case of women. There were no major differences between the lengths of the last strides of any of the sexes, although the length of the last strides showed no rela-
nificant indeed and the paths of CG differed from each other by the sexes, however considerable differences were found between the biomechanical characteristics of the take-off (angle of projection, components of the resultant velocity) and effective lengths of the jumps. Prediction of jumping distance It has become evident by now that the velocity of the run-up influences result of long jump first of all (Brüggemann et. al. 1982, Mikhailov et al. 1981, Tiupa et al. 1982, Hay and Nohara 1990, Nixdorf and Brüggemann 1990, Madella 1996). The results of our research have proved as well that the different length of the jumps of athletes with different physical abilities depends on the velocity of the run-up even if various lengths of run-ups are applied. Taking all the data into one group, the connection between the final velocity of the run-up, the velocity components of the take-off and the length of the jump can be best fitted to a linear regression equation. Based on linear regression analysis, Popov (1971) and Karras et al. (1983) supposed that 0.1 m/s increase of velocity results in 0.08 to 0.12 m increase in the length of jump. Making a similar calculation we found that 0.1 m/s increase in runup velocity would result in 0.09 m increase in the length of the jump if the equation obtained by us (y = 0.89x + 0.81) would be applied. This date corresponds with the predictions published by Popov (1971) and Karras et al. (1983). On calculating with our regression equation we found that the predicted length of full-length runup jumps was considerably higher than those of obtained in the competition. Based on these results we made the assumption that the length of the full-length run-up jump cannot be predicted this way. Based on our assumption we decided to fit our data to a polynomial equation using the jumps with various number of strides run-ups. Our results showed that neither the final velocity of the run-up, nor the length of the jump increased linearly with the increase of the number of run-up strides. Namely, the rate of the increase of final velocity decreased and as a consequence both the length of the jump and its rate of increase decreased. When calculating with the average values of each run-up category and fitting the data in a polynomial equation, the calculated result for the full run-up length was much less than the results achieved in competition. It seemed logical to suppose that the regression equations elaborated for the averages could not be used in this case because the physical abilities, technical knowledge
seems that the equations and curves obtained for the individual athletes based on the mechanical variables from the shortened run-ups can be used not only for shortterm, but for long-term predictions as well. Namely, the length of the full-length run-up (the number of strides) can be estimated that still helps the increase of the final run-up velocity. Furthermore, it can be estimated from the curve showing the relationship between the final run-up velocity and the length of the jump or using the equation describing the curve what long-jump result the athlete in his/her carrier can achieve. This letter estimation should be handled cautiously, as we do not know for the time being if the acceleration ability in running can be changed by training and to what extent. Comparing the run-ups with various numbers of strides there were no significant differences among the vertical velocity components of CG and the data could not be fitted with one regression equation. From this it can be concluded that the vertical velocity of CG does not depend on the number of run-up strides and on the final velocity of the run-up. The final velocity of the run-up influences the horizontal velocity of the take-off. Consequentially, only the horizontal velocity influences the projection angle of CG. The vertical velocities determined by us varied between 3.37 m/s (6 strides) and 3.56 m/s (8 strides). Comparing the above data with the data of Brüggemann and Nixdorf (1990), it can be seen that the average vertical take-off velocity of the world’s best long jumpers is 3.22 m/s, which is less than the values we found. It is probable that the vertical velocity of CG decreases slightly and gradually with the increase of the length of the run-up strides and with the increase of the final run-up velocity. It is probable as well that the horizontal velocity cannot be increased with a six stride run-up to such an extent that it would be enough to originate the proper vertical velocity. Presumably, on estimating the result of long jump the number of strides in the short run-up should be determined individually. This applies especially to athletes whose running velocities and acceleration abilities are on low level.
Conclusion 1. The selected biomechanical variables of the long jump with short run-up differ from those of full-length run-up, still they fit in a general model. Namely, the variation of the biomechanical variables in the function of the length (number of
is greater than 90% of their maximal running velocity. It seems probable that the decrease in velocity will be the highest if the jumper reaches the maximum of his/her run-up velocity at the second last stride. 3. With the increase in the number of run-up strides, or from a different approach, with the increase in run-up velocity the ratio of the horizontal and vertical take-off velocity components shifts towards the horizontal and consequently, the angles of projection gradually decrease. The long jumps with six-stride run-up seem not to fit in this trend. 4. The regression analysis of the relationship among the biomechanical variables of the long jump showed that the result of the long jump with full number of strides run-up could be predicted with a large percentage of error only if jumpers with different abilities and skills are included in the analysis and the prediction is calculated with a linear regression equation. 5. The relationship among the variables of the run-up velocity increased by the increase in the number of strides, the components of the take-off velocity and the projection angle can be described by non-linear regression equations. Fitting the data with a polynomial function is the most suitable way to predict the result of long jump with full-length run-up. 6. Calculation with the average values of variables defined from the run-up lengths applied by us is inadequate for the prediction of the long jump results of individuals, even if polynomial equations were applied. 7. Prediction of the long jump results of individuals can lead to acceptable results only if based on individual data, as the dynamics of the increase in run-up velocity is different by each individual. 8. It can be deducted from the comparison of the long jumps of women and men that the final velocity of run-up influences the biomechanical variables of the takeoff and thus the length of the jump not generally. If the final run-up velocity is considerably slower than the maximal running velocity (the short run-ups in our research), the ratio of the vertical and horizontal velocity components at take-off changes. Most probably, if the women had carried out the jumps from short run-ups as well, the selected biomechanical variables and their ratios would have changed similarly to those of men. 9. The length of the jumps of women and men will not be identical even with
Bowerman, J., Freeman, W.H. (1990) The Long Jump. High-Performance Training For Track And Field Publisher: Human Kinetics Pub (Second Edition) Chapt. 13. 139-148. Brüggemann, G.P., Nixdorf, E. (1982) távolugrásnál. Leichtatletic, 49:1635-1642.
Biomechanikai vizsgálatok a
Brüggemann, G.P., Nixdorf, E. (1990) Biomechanical Analysis of the Long Jump Scientific research project at the Games of the XXIVth Olympiad – Seoul 1988. Biomechanical studies of the sprint , hurdle and jumping events, Monaco, International Athletic Foundation, New Studies of Athletics Final Report, 263302. Hay, J.G., Miller, A.J. (1985) A nekifutásból elugrásba való átmenetnél használt technikák a távolugrásnál International Journal of Sport Biomechanics, 1: 174-184. Hay, J.G., Miller, A.J., Canterna, R.W. (1986) The techniques of elite male long jumpers. Journal of Biomechanics, 19:855-866. Hay, J.G., Nohara, H. (1990) Techniques used by elite long jumpers in preparation for take-off. Journal of Biomechanics, 23:229-239. Karras, V.L., Susanka, P., Otohal, S., Morakova, E. (1983) Aktuelle Probleme in der biomechanischen Forschung for Sporzlokomotion. In: Biomechanik und sportliche Leistung (Ed.: Baumann). Lundin, P., Berg, W. (1993) Studies of Athletic, 8:45-50.
Developing the Approach in the Jumps.
New
Madella, A. (1996) Speed in the horizontal jumps: Muscular properties or cognitive treatment? New Studies in Athletic, 11:127-133. Mikhailov, N.G., Yakunin, N.A., Aleshinsky, S.Y. (1981) Biomechanical assesment of take-off in long jump. Teoria i Praktika Fizicheskoi Kulturi, 5:1113. Popov, V.B. (1971) The long jump. Moskow: Physical Culture and Sport. Prause, K.D. (1990) Women's Long Jump - Analysis and Concept of Improve-
biomechanics of the movement of the body’s general centre of mass during the long jump. Theoria i Praktika Fizicheskoi Kulturi 5:21-32.
Publikációs lista Nemzetközi tudományos folyóiratokban megjelent cikkek Rácz, L., Béres, S., Hortobágyi, T., Tihanyi, J. (2002) Contraction history affects the in vivo quadriceps torque-velocity relationship in humans Europian Journal Applied Physiol 87:393-402. IP factor: 1.404 Hegedüs, B., Juhász, A., Béres, S., Valkusz, Zs., Petri, A., Gálfi, M. (2003) cellular-basic of the low-laser treatment Oral Laser Appl. 2003. 2:43-44.
The
Eredeti kutatáson alapuló cikkek Béres, S. (1996) A távolugrás döntojének biomechanikai elemzése a nyíregyházi Ifi EB-n I. Atlétika 1996. 40/1. 21-24. Béres, S. (1996) A távolugrás döntojének biomechanikai elemzése a nyíregyházi Ifi EB-n II. Atlétika 1996. 40/2. 21-24. Béres, S. (1997) Az APAS Mozgáselemzo Rendszer Pontosságának Ellenorzése Statisztikai Módszerekkel Kalokagathia 1997/35 67-75. Béres, S. (1996) A Távolugró - Talajfogás Biomechanikai Elemzése 1996. 40/12. 8-13.
Atlétika
Hegedus, B., Juhász, A., Valkusz Zs., Gervain, M., Béres, S., Bali, L., Gálfi, M. (2003) Lágylézer kezelés hatása differenciált sejtekben Lágylézer Terápia 2003. VII. 3-6. Hegedüs, B., Juhász, A., Gáspár, L., Béres, S., Farkas, A., Gálfi, M. GaAIAs laser kiváltotta celluláris kommunikáció vizsgálata Reumatológia 2004. 1. vol.45. 167. Nemzeközi konferencia (Proceedings)
(2004) A Magyar
Hegedüs, B., Juhász, A., Bali, L., Radács, M., Gervain, M., Béres, S., Petri, A., Gálfi, M. (2004) The Effects of Low-Level Laser Therapy on Differentiated Cells. The Academy of Lasers Dentistry 11th Annual Conference and Exhibition Indian Wells, Palm Springs CA Source 2004, Laser in Dentistry, 2004. 03. 3-6. Abstract 54. Magyar konferencia (Absztrakt) Béres, S. (1996) Ifjúsági korú távolugrónok elugrásának és az elugrás elokészítésének kinematikai elemzése Mozgásbiológiai Szimpózium, Agárd, 1996. 09. 28. Béres, S. (1997) A távolugrás biomechanikája különös tekintettel a nekifutásra JGYTF Akadémiai Nap, 3. sz. Tudományos Szakbizottság, „A” szekció, eloadás, Szeged, 1997. 11. 7. Béres, S. (1999) Különbözo hosszúságú nekifutásból végrehajtott távolugrások összehasonlító biomechanikai elemzése III. Országos Sporttudományi Kongresszus, MTE, „C” szekció, Kineziológia, edzéstudomány, eloadás, Budapest, 1999. 03. 6. Béres, S. (2002) A rövid nekifutás a távolugrásban mint edzésmódszer SZTE JGYTFK Tudományos Felolvasóülés, Pedagógia, Muvészetek Szekció, Szeged, 2002. 04. 18. Szakdolgozat Béres, S., Ébert, Z. (1993) A távolugrás elugrásának vizsgálata felnott, középiskolás és általános iskolás korosztálynál Szakdolgozat TF könyvtár Béres, S. (1996) Az ifi EB noi távolugrásának biomechanikai elemzése Szakdolgozat TF Könyvtár Pályázat Béres, S. (1999) A távolugrás utolsó lépésinek, elugrásának és talajfogásának biomechanikája Magyar Tudományos Akadémia SZAB pályázat,I. díj 1999. 12. 15.
Szakcikkek és publicisztika Béres, S. (2000)
Délvidéki sütemény. Atlétika, 2000. 44/2. 30.
Béres, S. (2000) Ha én igazi atlétika rajongó lennék. Atlétika, 2000. 44/7-8. 63. Béres S. (2002) Az országos bajnokság - ahogy én láttam. 46/9. 27-29.
Atlétika,
Béres, S. (2004) Nem könnyu szegedi atlétának lenni. Metro, 10.
2002.
2004. 05. 05.
Béres, S. (2004) A büszke atléta. Délmagyarország, 2004. 06. 02. 10.
