육상 코치와 생체역학 전문가들이 풀어내는 '단거리 달리기'
육상 스프린트 종목은 몸만으로 얼마나 빨리 달릴 수 있는지를 보여주는 궁극의 스포츠입니다. 순전히 스피드를 겨루는 선수들의 움직임을 코칭과 생체역학의 관점에서 분석하면 달리기의 다양한 특징을 볼 수 있다. 스포츠건강과학부 교수이자 육상부의 단거리·허들 코치를 맡고 있는 야마자키 가즈히코 교수와 스포츠 생체역학을 전공한 야나기타니 토시오 준교수가 '빨리 달린다는 것'을 파헤친다.
세계 최고의 단거리 선수들의 특징
많은 사람들이 "빨리 달린다"는 단어를 들었을 때 가장 먼저 떠오르는 것은 육상 경기의 100m 달리기입니다. 남자 세계 기록은 우사인 볼트가 세운 9.58초입니다(2022년 5월 말 기준). 100m를 9초에 주파하는 세계 정상급 단거리 선수들에게 공통점이 있을까요?
"올림픽 남자 100m에서 결승 진출자 수준에 도달하면, 예외 없이 스프린트가 빠를수록 결승 시간도 빨라집니다." 세계 톱 스프린터의 특징에 대해서는 일본 육상 연맹 강화위원회 위원장을 겸하고 있는 야마자키 박사가 그렇게 말하고 있습니다.
최대 스프린트 스피드와 시간 사이에는 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌는데, 예를 들어 100m에서 볼트와 일본 톱 선수들의 스피드 변화를 비교했을 때, 볼트가 일본 선수보다 최대 스프린트 스피드가 빠르고, 후반부의 스피드 저하에는 큰 차이가 없습니다.
"스타트가 빠르든 후반이 빠르든 상관없지만, 스프린트 스피드가 가장 빠른 사람은 '다리가 빠른 사람'이라고 할 수 있다. 그러나 이것은 9초 범위에서 달리는 완전한 운동선수에 대한 이야기일 뿐입니다. 10초대의 선수는 스프린트 스피드가 가장 높은 중거리 주행이 빠르다는 공통점이 있지만, 스타트가 빠르거나 후반이 빠른 스피드 등 다양한 특징도 가지고 있다. 물론 '빠른 사람'의 특징은 대학생, 고등학생 등 카테고리에 따라 조금씩 차이가 있다"라고 말했다.
최고 스프린트 속도를 높이는 가장 논란의 여지가 있는 방법 중 하나는 피치를 높일 것인지 보폭을 높일 것인지 여부입니다. 달리기의 속도는 피치와 보폭의 곱으로 결정되기 때문에 둘 중 하나를 늘리면 속도가 빨라진다고 생각되기 때문입니다.
"일반적으로 피치는 일본 최고의 스프린터라도 초당 약 5걸음이며, 그 이상을 올리는 것은 어렵습니다. 반면에 보폭은 근력을 키우면서 늘어나기 때문에 보폭을 바꾸는 것이 더 효율적입니다. 그러나 예를 들어 보폭을 너무 길게 유지하면 비행 시간이 늘어나고 속도가 느려질 수 있습니다. 그런 다음 속도를 늦추기 전에 발을 땅에 대고 피치를 올리는 것이 좋습니다. 투구형이든 보폭형이든 선수의 타입에 따라 생각이 다르기 때문에 선수 개개인에게 맞는 지도를 하지 않으면 성과로 이어지지 않는다"라고 말했다.
올림픽 선수들은 초등학생, 중학교 때 빨랐지 않았습니까?
연령과 카테고리에 따라 달라지는 "빠른 주자"의 특징. 예를 들어, 성장과 발달의 차이는 초등학교 경주의 속도에 큰 영향을 미칩니다. 유년기는 생후 1개월만으로 신장과 근력의 차이가 크고, 조기에 태어난 아이는 운동회에서 불리해지기 쉽다. 덧붙여서, 야마자키 박사가 운동회에서 빨리 달리기 위해 중요하다고 생각하는 두 가지 포인트가 있습니다. "정기적으로 태그를 하고 좋은 출발을 하는 것이 중요하며, 태그는 민첩성과 계속 움직일 수 있는 체력을 기르는 좋은 방법입니다. 실제 운동회에서 가장 중요한 것은 시작에 집중하는 것입니다. "제자리를 잡으라"는 신호를 받자마자 누르고 있으면 더 빨리 시작할 수 있습니다. 그러나 스타트 대시는 "가케코"를 싫어하는 사람을 위한 운동일 단기 전략입니다. 기본적으로 교사와 코치가 발달 발달을 돌보는 것이 바람직합니다."
한편, 어렸을 때 빨리 달렸던 아이가 올림픽 선수가 될 가능성이 높다고 말할 수는 없다. 야마자키에 따르면, 놀랍게도 일본 최고의 단거리 선수들은 대부분 중학교 전국 대회에서 상을 받거나 기록을 세우지 못한다고 한다.
"올림픽에 세 번 출전했는데, 초등학교 때 가장 빨랐어요. 초등학생으로서 일본을 대표할 만큼 잘했다고 생각하지 않습니다. 육상은 신체가 발달함에 따라 기록이 향상되는 스포츠이기 때문에 주니어 시절에 높은 수준의 실력을 가졌다고 해서 장래의 성적이 보장되는 것은 아닙니다. 그래서 아이가 1등을 하는 것보다 미워하지 않고 운동과 놀이를 계속하는 것이 더 중요하다고 생각합니다. 계속 노력하지 않으면 기록을 향상시킬 수 없고 올림픽에 출전할 수 없습니다."
1991년 세계 선수권 대회는 일본 육상의 세계를 바꾸어 놓았습니다
육상에서의 모션 해석은 약 30년 전인 1991년 도쿄 세계 선수권 대회에서 본격적으로 시작되었습니다. 이 대회에서 일본 육상 경기 연맹 과학 위원회의 생체역학 팀은 칼 루이스를 비롯한 해외 선수들의 달리기를 비디오로 촬영했습니다. 영상을 철저하게 분석해 얻은 결과는 일본 스프린트계에 획기적을 일으켰다.
"깜짝 놀랐어요. 그게 뭐야?" 91년 준다이 대학 2학년으로 세계선수권에도 출전한 적이 있는 야마자키 교수는 분석 결과를 알게 된 때를 회상하며 웃는다. "그때까지 내가 배운 것과 분석 결과는 정반대였다."
특히 일본 선수들과 코치진에게 충격을 준 것은 허벅지의 높이가 스피드와 거의 관련이 없다는 점이었다. 그때까지 일본에서는 모든 선수가 허벅지를 높이 들어 올려 스피드를 높이도록 지시했습니다. 그러나 모션 분석 결과, 해외 선수와 일본 대학 선수를 비교했을 때 허벅지를 올리는 높이가 거의 같은 것이 발견되었습니다. 허벅지를 높이 올리는 것이 속도에 대한 절대적인 요구 사항은 아닙니다. 또한 해외 선수들은 발목을 고정하고 고관절을 고정한 채 달리는 것으로 나타났다. 이는 종아리 근육을 사용하고 발목을 돌려 땅을 세게 차는 그때까지 일본의 상식적인 동작과는 반대입니다.
"더트 트랙에서는 발목을 더 세게 차기 때문에 과거의 코칭이 잘못되었다고 생각하지 않기 때문에 코칭이 잘못되었다고 생각하지 않지만 트랙은 리바운드가 있는 재료를 사용하기 시작했고 달리는 방식이 저에게 맞지 않았습니다. 중학교 때부터 발목을 돌리고 차는 능력을 키우기 위해 종아리 훈련을 해왔는데, '발목을 고정하고 종아리를 작게 해야 한다'는 말을 듣고 충격을 받았다"고 말했다.
그로부터 약 30년이 흘렀습니다. 일본에서는 동작 해석에 의한 훈련이 보급되어 최근에는 일본에서도 100m를 9초대로 달리는 선수가 속속 등장하고 있습니다. "현장의 선수와 코치는 동작 분석을 통해 배운 것을 실제 달리기에 적용하는 방법과 각 선수의 이상적인 움직임이 무엇인지 알아내는 데 30년의 시행착오를 겪었습니다.
빠른 사람의 모습을 흉내 내면 더 빨리 달릴 수 있습니까?
그렇다면 빠른 선수들의 움직임을 분석하고 그들의 폼을 모방하면 더 빨리 달릴 수 있을까요? 야나기타니 박사에 따르면, 대답은 '아니오'입니다. "빠른 사람들은 비슷하게 움직이지만, 그것은 단지 결과일 뿐이고, 그들의 외모를 흉내내기만 한다면 더 빨라지지 않을 것입니다."
폼을 모방하는 것이 어떻게 스피드로 이어지지 않는지를 보여주는 예로는 '91 세계 선수권 대회의 모션 분석에서 화제가 되었던 "허벅지 올리기"가 있습니다. "사진으로 찍은 해외 선수들의 폼을 보면 확실히 허벅지가 높게 올라간 것 같고, 일본에서는 허벅지를 올리려고 애쓰고 있었는데, 91년 분석해 보니 실제로는 허벅지를 올리는 것이 아니라 다리를 빠르게 내리고 있었다. 발이 땅에 단단히 닿고 튕겨 나오니 높이 올라가는 것처럼 보였다. 중요한 것은 허벅지를 올리는 것이 아니라 '허벅지를 낮추는 것'에 대한 인식이었다."
빨리 달리기 위해서는 "이벤트, 체격, 생리적 요인을 고려한 퍼포먼스로 이끄는 파워를 전하는 것이 중요하다"고 야나기타니 박사는 말한다. 이러한 이유로 생체역학 분야에서는 힘의 크기와 전달 방식 및 전달 속도의 관계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
100m 대시의 움직임을 자세히 분석하면 상황에 따라 다리의 움직임과 힘이 전달되는 방식이 다르다는 것을 알 수 있습니다. 초반은 스타트 직후의 발목을 고정하고 고관절이나 무릎, 피스톤 운동을 구부리고 펴지만 중 추부터내리막에서는 처음만큼 무릎을 구부리지 않고, 고관절 주위에 뻗은 다리를 앞에서 뒤로 휘두르는 스윙 식 동작으로 스윙을 바꾼다. 또한 초기와 중기 및 그 이후에는 힘이 지면에 전달되는 방식도 다릅니다. 초기에는 접촉 시간이 길고, 지면에 힘을 제대로 전달하는 것으로, 추진력을 얻어 가속한다. 한편, 레이스 중반 이후에는 접촉 시간을 단축하여 지면에 작용하는 힘을 최소화하고 실속을 억제합니다.
"휠체어 스프린트라고 생각하면 알기 쉽지만, 스타트는 휠체어의 핸드 림을 단단히 잡고 힘을 주어 타이어를 돌려 가속해야 합니다. 가속한 후에는 타이어를 너무 많이 만지지 않도록 하여 힘을 전달하는 데 소요되는 시간을 줄이십시오. 고속으로 회전하는 타이어를 잡으면 반대로 브레이크가 걸리기 때문입니다. 일반 스프린트도 마찬가지입니다. 처음에는 힘이 제대로 전달되고 후반에는 브레이크가 작동하지 않도록 접촉 시간이 단축됩니다. 더 빨리 달리기 위해서는 각 단계에서 움직임과 동력 전달의 차이를 확실히 이해하는 것이 중요합니다."
Shundai의 생체역학 연구
야나기타니 박사의 연구실은 현재 컬러 매핑 기술을 사용하여 단거리 선수 지표를 시각화하고 신개념 스파이크 신발의 효과를 검증하는 작업을 하고 있으며, 육상 부서와 공동으로 데이터를 수집·분석하고 있습니다.
"체육부와 함께 진행한 연구에서 저는 달리기 폼, 피치, 올바른 스파이크 신발 선택에 필요한 데이터를 측정하여 야마자키 박사와 에키덴 감독인 나가토 슌스케 박사에게 제공했습니다. 가르치는 전문가인 교사들의 눈은 확실하다."
육상부에는 야나기타니 교수의 세미나에 소속되어 생체역학을 전공한 선수가 많다. "학생들은 생체역학과 같은 이론을 적극적으로 공부하고, 코치로서 감각적 측면에 대해 이야기합니다. 과학과 감각 모두 경기력 향상에 중요하며, 스포츠 및 건강 과학 대학에서 공부하는 선수들은 이를 잘 알고 있습니다. 연구에서 얻은 과학적 데이터를 그대로 전달한다고 해서 선수가 더 빨라지는 것은 아닙니다. 데이터를 선수 개개인의 감정에 연결하는 것이 중요하고, 그것도 코치의 역할이다. 코치로서 매일 지식과 정보를 업데이트하는 것이 필요하다고 생각합니다."
최첨단 생체 역학과 신체 감각을 결합하여, 선수 개개인의 특징과 움직임에 맞는 이상적인 달리기를 추구합니다. 우리는 "빨리 달릴 수 있도록" 노력을 계속 발전시킬 것입니다.
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