달리기 위한 원리

달리기-비결

"달리기"를 이해하기 위한 "뉴턴의 법칙"

전력 질주를 이해하는 데 필요한 지식 중 하나는 "뉴턴의 법칙"입니다. 물리학 수업에서 자주 듣는 단어입니다만, 「빨리 달리기 위해 필요한 것」을 배우기 위해서는 이해하는 것이 매우 중요합니다.

제1법칙(관성의 법칙)
모든 물체는 외력이 가해지지 않는 한 정지 상태를 유지합니다. 또는 일정한 직선 운동을 계속하십시오.
관성"은 물체가 가만히 있으면 정지해 있고 움직이면 계속 움직이는 속성입니다. 공기도 중력도 작용하지 않는 우주에서는 땅 위의 공이 갑자기 움직이기 시작하지 않습니다. 또한 일정한 속도로 움직이는 공은 항상 그 속도로 직선으로 계속 움직입니다. 이 세상 모든 사물의 이런 법칙을 '관성의 법칙'이라고 합니다.

제2법칙(운동 방정식) 물체에 힘이 가해지면
물체는 가해진 힘에 비례하는 가속도를 갖습니다. 또한 가속도는 물체의 질량에 반비례합니다.
운동 방정식은 다음과 같이 물체의 질량과 힘 사이의 관계를 보여줍니다.
힘(N) = 질량(kg) × 가속도(m/s2)
(N은 뉴턴이라고 하는 힘의 단위입니다.) 
예를 들어, 1kg의 공에 50의 힘이 가해질 때 10의 힘이 가해질 때보다 가속도는 5배 더 큽니다. 공을 던질 때 더 많은 힘을 가할수록 더 빨라집니다.
또한 같은 힘으로 던져도 평소보다 공이 무거우면 평소보다 천천히 공을 던질 수밖에 없습니다. 이런 식으로 힘의 크기, 물체의 무게 및 가속도 사이에는 밀접한 관계가 있습니다.

제3법칙 (작용과 반작용의 법칙) 두 물체 사이에 작용하는 힘은
같은 크기입니다. 또한 힘의 방향은 항상 반대 방향입니다.
마지막으로, "작용과 반작용의 법칙"은 한 물체에서 다른 물체로 힘이 가해질 때 같은 크기의 힘이 가해지는 쪽에 반대 방향으로 가해진다고 말합니다.
손으로 벽을 밀면 벽에 힘이 가해집니다. 동시에 손은 반대 방향으로 같은 양의 힘을 가합니다. 방망이로 공을 칠 때 방망이가 공에 가하는 힘은 방망이가 공에서 받는 힘의 양과 같지만 반대 방향입니다.

 

속도의 단계

100m 대시는 크게 가속 단계, 최고 속도 단계, 감속 단계로 나눌 수 있습니다. 모든 운동선수는 정지 상태에서 시작하여 신호에 따라 빠르게 가속하고 최대 전력 질주 속도에 도달한 다음 속도를 줄입니다.
짧은 거리를 달릴 때 사람이 힘을 가할 수 있는 유일한 것은 "시작 블록"과 "지면"입니다. 사람은 지면에 힘을 가하고 "반대 방향으로 밀려나는 힘"을 사용하여 앞으로 나아갈 수 있습니다. 여기에는 작용과 반작용의 법칙이 관련되어 있음이 밝혀졌습니다.
또한 운동 방정식 (힘 = 질량 × 가속도)에서 체중이 변하지 않으면 가능한 한 많은 힘을 가하고 반력을 받을 수 있을 만큼 빠르게 전진하고 앞으로 가속할 수 있습니다.

이 가속 단계에서 얼마나 높이 가속할 수 있는지가 전력 질주에서 중요하다는 것은 말할 필요도 없습니다. 즉, 뉴턴의 법칙에서 "지면에 큰 힘을 가할 수 있는 것"은 빠른 가속과 빠른 달리기에 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다.

 

달리기 위한 에너지

자동차가 움직이기 위해 휘발유를 에너지로 사용하는 것처럼 인간도 운전하기 위해 에너지가 필요합니다. 사람들은 휘발유가 아닌 쌀을 먹고 그 에너지를 생산합니다. 그리고 이 에너지를 생산하는 인간에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

이를 "혐기성 에너지 공급 시스템" 및 "호기성 에너지 공급 시스템"이라고 합니다.
혐기성 에너지 공급 시스템은 산소를 사용하지 않고 에너지를 생산하는 메커니즘입니다. 근육은 포스포크레아틴과 탄수화물(글리코겐)이라는 물질을 저장합니다. 이것들을 사용하여 에너지를 생산하는 메커니즘입니다.

인간은 매일 끊임없이 에너지를 생산하고 있습니다. 일상생활을 하든 어떤 종류의 스포츠나 운동을 하든 무산소 및 유산소 에너지 공급 시스템은 항상 작동합니다. 격렬한 운동을 위한 무산소 시스템뿐만 아니라 편안한 저강도 운동을 위한 유산소 시스템만 있습니다.

그러나 운동의 강도에 따라 무산소 시스템과 유산소 시스템의 기여도가 바뀝니다.
예를 들어, 100m 스프린트에서 에너지 공급의 80%는 무산소성이고 200m 대시에서는 66%, 400m 대시에서는 약 50%입니다.
흔히 전력 질주는 "무산소 운동"이라고 말하지만, 이 다이어그램은 무산소 에너지 공급이 반드시 효과가 있는 것은 아니라는 것을 보여줍니다. 100미터를 10초 이내에 주파하더라도 에너지의 20%는 유산소 시스템에서 나옵니다.

체내에 산소가 미리 비축되어 있고, 운동 시작 후 몇 초 이내에 그 산소를 이용한 에너지 공급이 시작되기 때문입니다. 몇십 초만 숨을 들이쉬고, 산소를 들이마시고, 에너지로 바꾼다도... 그렇게 하지 않더라도 인체는 산소를 사용하여 에너지를 생산할 수 있습니다.