Биологический предел скорости бега человека может достигать 35–40 миль в час

Новое исследование, опубликованное 21 января в Journal of Applied Physiology, предлагает интригующие данные о биологических пределах скорости бега человека. Работа указывает, что эти пределы могут быть отодвинуты за пределы почти 28 миль в час, достигнутых Усэйном Болтом, до скоростей около 35 или даже 40 миль в час.

Ключевой вывод: ограничение по времени, а не по силе

Исследователи опровергли преобладающее мнение о том, что скорость ограничена максимальной силой, с которой конечность может ударять о землю. Хотя элитные спринтеры прикладывают пиковые силы в 800–1000 фунтов за шаг, конечности способны на большее.

Критический биологический предел накладывается временем — крайне короткими промежутками, доступными для приложения силы к земле. У элитных спринтеров время контакта стопы с землёй составляет менее одной десятой секунды, а пиковые силы возникают в течение менее одной двадцатой секунды с момента контакта.

Экспериментальные доказательства

Учёные использовали высокоскоростную беговую дорожку (способную развивать >40 миль/ч) и нестандартные тесты:

  • Бег вперёд на максимальной скорости (традиционный).
  • Прыжки на одной ноге на максимальной скорости.
  • Бег назад на максимальной скорости.

Результаты показали:

  1. Силы, прикладываемые к земле при прыжках на одной ноге, превышали таковые при максимальном беге вперёд на 30% и более.
  2. Силы, генерируемые активными мышцами конечности, были примерно в 1.5–2 раза больше при прыжках.
  3. Минимальное время контакта стопы с землёй при максимальной скорости было практически идентичным для бега вперёд и назад (несмотря на разную абсолютную скорость).

Биологическая причина предела

Согласованность минимального времени контакта в двух разных типах движений указывает на биологический предел того, насколько быстро активные мышечные волокна могут генерировать силу, необходимую для отталкивания от земли.

Пределы скорости бега задаются скоростью сокращения самих мышечных волокон, которая лимитирует, как быстро конечность может приложить силу к поверхности.

Проекция на будущие скорости

Используя установленную взаимосвязь между силами реакции опоры и скоростью, исследователи рассчитали, что использование сил, аналогичных прыжковым, в беге позволило бы достичь скоростей 35–40 миль в час и, возможно, выше.