Katalog

SPORVE BİLİM Koşunun anatomisi Koşucuların hareketi, kaslar sayeslnde bir sıçrayışlar bütünüdür. Çok iyi koşu özelliğine sahip ayakkabıların, koşu basarısında etkileri oldukça fazladır. Çeviri: Nesrin Aksoy T ekerlekler üzerindeyken düzgün koşamayız, yükselir ve düşeriz; çünkü koşu, düzenlı bir sıçrayışlar, yaylanmalar serisidir. Hızlanıp yavaşlamamızın nedeni, ayaklarımızdaki kuvvetirç bacakların hareketlerinden etkilenmesidir (şekil 1). Koşucu, önce ayağının birini vücudunun önüne getirır, böylece bacağa aktarılan kuvvet vücudun hızını keser. Daha sonra ayak arkaya getirildiğinde kuvvet vücudu hızlandırır. Tsterseniz koşu sırasında neler olduğunu bir gözden geçirelim. Koşuya başladığımızda, ilkin ayağımızı yere koyduktan sonra yavaşlarız ve irtıfa kaybederiz hem devimsem (kinetik) enerji hem de yerçekimine bağlı gizil (potansiyel) enerji kaybı olur. Daha sonraki adımda, bu kaybedilen enerjiyi tekrar kazanmak için hızlanır ve yükseliriz. Bu da, koşu sırasında gereksiz enerji kaybı anlamına gelir. Araba kullandığınızı düşünün, arabayı gaz pedalına basarak hızlandırır ve fren pedalına basarak da yavaşlatırsımz. Aracımza ek devimsel enerji vererek ve bu enerjiyi harcayarak fren sırasındaki ısıyı azaltabilirstniz. Bu durumda da süreklı sabit kullanıma kıyasla daha çok enerji harcarsınız. Zıplayan top Ancak incelemeler sonucunda insanın koşması ile arabanın hareket etmesi arasındaki ilişkinin iyi bir örnek olmadığı görülmüştür. Klasik deneylerdeki bulgulara göre, araştırmacıların koşucuyu zıplayan bir topa benzetmeleri daha uygundur. Eğer koşarken attığımız adımda top gibi zıplıyorsak, bu sıçrayışı sağlayan esnek madde nedir acaba? Vücudumuzdaki iki parça bu görevi üstlenmiştir: Kaslar ve kemikleri bırbirine bağlayan kirişler (tendonlar). Her ikisi de aynı kuvveti aktarırlar, böylece ne kadar çok gerilirlerse o kadar enerji depolarlar. Bu gerginlik enerjisi kasın moleküler yapısında birikir. Kastaki aktin ve myosin denilen protein iplikçileri karşılıklı birbirleriyle birleşerek köprüler oluştururlar. Kasılma sırasında bu köprüler koparak birbirlerinden uzaklaşırlar ve kas kasılır. Kas çok az uzayarak esneklik enerjisini alıkoyar, çünkü köprulerin birbirinden uzaklaşması ve birleşmesı sırasında bir miktar esneklik enerjisine gerek sinim vardır. Bir kasta ve onun kirişinde ne kadar esneklik enerjisi birikir? Eğer uzun kas liflerı kısa bir kirişe bağlıysa, kas kirişten daha çok esneklik enerjisi bıriktirecektir. Ama kas liflerı uzun bir kirişe bağlıysa o zaman kirışte daha çok enerji toplanacaktır. Şaşırtıcıdır ki, kiriş yaylanma özelliğine sahıptir. Eski Romalılar kirişin mükemmel bir esnek madde olduğunu ve uzatılabileceğini biliyorlardı. Araştırma sırasında testlerin çoğu, kirişin tıpkı lastik gibi gerilip gevşeme özelliği üzerinde yapılmıştır. Bir kirişin birim hacminde depoladığı enerji oldukça çoktur. Gerginliği, yumuşak bir lastik gibi değildir. Bazı lastikler % 200 gerildiğinde koparken, kiriş % 8 gerildiği zaman kopar. Ama kiriş lastikten daha dayanıklıdır, çünkü gerginlik enerjisi 1/2 kadar daha fazladır. Gerginleşen dayanıklı bir madde (lastik) az enerji depolarken, gerginleşen zayıf bir madde (kiriş) çok enerji depolayabilir. Araştırmacılar bir kişinin ayak filmini çekip ınceledıler (şekil 2). Önce bir ayagın yere dokunurken (ağırlığının çoğu diğer ayağı üzerindeyken), daha sonra aynı yeri koşarak geçerken filmi çekildi. Ayak bileğindeki işaretin yere 10 mm. yaklaştığı görüldü. Bunun nedeni, ayağın üzerindeki kuvvetlerin ayak tabanını düzleştirmesiydi. Bu düzleşmeye, ayak kavisini oluşturan kasbaglarının kasılması neden olmuştu. Ayak kavişinin gücü Bir koşucu orta uzunlukta bir yeri koşarken, her adımda 100 jül (devimsel + yerçekimi enerjisi) enerji kaybeder ve kazanır. Yapılan deneylerde 35 jül'ün aşıl kirişınde, 17 jül'ün de ayağın kavisinde biriktiği görülmüştür. Hareketli kaslar metabolik enerjiyi iki yolla kullanırlar, mekanik görevini yaprnak için ve adım atmayı sağlamak için. Örneğin, bir bavulu taşırken kaslar gerilimi oluşturmak için metabolik enerji kullanırlar. Bu durumda kaslar kasılmazlar, yani fiziksel olarak işlevlerini yapmazlar. Aşağıdaki nedenlerle yaylar gergin kaslarla genişletilmiş enerjiyi azaltırlar. Eğer eklemdeki hareketin bir kısmı gergin kirişlerle uzlaştırılırsa, kas iplikleri uzamaya ve kısalmaya gerek duymazlar. Bu nedenle hayvanlar kaslarının sadece küçük bir kısmını ha rekete geçirirler. Toynaklı hayvanlar insanlardan daha iyi koşucudurlar ve bacak kaslarını çok az hareket ettirirler. Hatta bazı durumlarda yarış atlarının ve develerin bırçok kasında kas iplikleri ortadan kalkmıştır. Ayaklarından dizlerine kadar, her iki uçta da kemiklere bağlı olan uzun, güçlü kirişler vardır. Deneylerde insan ayağının kavişinin yay özelliği taşıdığı aniaşılmıştır. Koşuyu daha ekonomik kılar. Birçok koşu ayakkabısının ayak kavisi bölümünde destekler vardır. Bu destekler adım sırasında oluşan düzleşmeyı önler. Ancak öyle görünüyor ki, bu destekler koşuculara yardım etmek yerine, onlan engellemektedir. Koşu ayakkabılarının tabanları yaylıdır. Her yere basılışta ezilerek ıncelirler ve ayak geri çekildiğinde eski hallerine dönerler. Ayakkabıların esnek özellikleri ayak kavisindeki yaylanmayı bütünler. Ancak koşu ayakkabılarının tabanları ayak kavisine kıyasla daha az yaylıdır. İyi kalitede koşu ayakkabıları görevlerınin sadece % 4050 kadarını yapmaz. Aynı zamanda koşu ayakkabılarının tabanı daha fazla esneklik enerjisi depolamak için kalınlaştırılabilir. Birkaç yıl önce Harvard'da yeni bir koşu yolu hazırlandı. Diğerleri gibi sert bir yol yapmak yerine, tabana insan bacağındaki yaylanmayı bütünleyen esnek özollikler verildi. Biraz daha esneklik kazandırarak atletlerin daha hızlı koşmaları sağlanabildi. Ancak bir süre sonra yavaşlıyorlardı. Koşu yolu çok iyiydi, atletler digerlerine kıyasla bu koşu yolunda % 3 daha hızlı koşuyorlardı. Ayakkabı yapımcıları ayak tabanlarının şoku emme özelliği üzerinde durdular. Sert bir yere çarptığımızda ayağımız sarsılır ve incınebilir. Yolda yürürken bile bu olay başımıza gelebilir Ayak tabanına yerleştirilmiş esnek bir madde, şoku emerek bu zararı önleyebilir. Figür 2: Ayaktaki yaylanma bu filmlerle belirlenmiştir: Kişi ayakîa durmasına kıyasla koşarken (yukarıda) ayak üzerindeki kuvvetlerle ayak kavisi düzleşir. Yük' Harakellendırıcı Hareketlttln çıkarılması 2 *"% & Figür 3: Hastalıktan dolayı ayağı kesilmiş kişilerde yapılan deneylerde ayağın bir yay gibi davrandığı gözlenmiştir. Ayak kavisindeki kas bağları bu durumu açıklar. Bu noktada yaylar ile şok emicileri karıştırmamak gerekır. Araba sürerken çarpışma olursa bizi koruyan yaylardır, şok emiciler değil. Ancak arabada şok emiciler olmasaydı, araba yukarı aşağı sıçramaya devam edecekti. Şok emiciler, daha rahat sürebilmemiz içir> arabanın sürekli sarsılmasını önler. Adım atarken en fazla kuvvet ayak parmaklarının köküne biner. Bazı koşucular yere ayak parmaklarının kökü ile basarlar, dolayısıyla kuvvet adlmlarında kalır. ileri atılmadan önce ilkin topuklarıyla yere basarlar. Bu koşucular hem şok emici hem de esnek ayakkabılar giyerlerse daha iyi koşabilirler. Eğer ayakkabılar için neyin en iyisi olduğunu anlamak istiyorsak topuğun deri ve kemik arasındaki yağ dokusundan oluşan doğal yumuşak yapısını gözden geçirmeliyiz. Ayağın bu doğal yapısından yararlanarak daha iyi ayakkabı planları yapılabilir. Ancak henüz tam anlamıyla verımli bir model ortaya çıkarılamamıştır. (Nevv Sclentist) Figür 1: Koşu sırasında, ayaklarımızdaki kuvvet bacaklarımızla aynı çizgideyken hızlanırız ve yavaşlarız.