Atât de repede, atât de înalt, atât de greu pentru Știință
Diversitatea înregistrărilor de atletism este doar aparentă. Multe dintre ele rezultă din puterea bine convertită a unui singur mușchi: cvadricepsul, care confirmă valorile înregistrate.
La haltere, în smuls, mușchii coapsei fac aproape „toată treaba”: sportivul ridică greutatea îndreptându-se brusc și făcând acest lucru îi comunică suficientă viteză, astfel încât greutatea să crească încă în timpul în care se lasă și se plasează sub bară.
Desen de Bruno Vacaro
Zece secunde la 100 de metri, șase metri în săritura cu prăjina, nouă metri în săritura în lungime etc.: sportivii de sprint și sărituri ne uimesc. Și, prin urmare, halterofili care ridică mai mult de două ori greutatea lor! Cu toate acestea, sub diversitatea figurilor și disciplinelor sportive se ascunde un numitor comun: cvadricepsul. Acest mușchi de pe partea superioară a coapsei noastre este cel mai puternic din corpul nostru și ne determină performanța optimă în timpul eforturilor scurte și intense.
Cum să evaluăm energia pe care cvadricepsul nostru o poate furniza? Pentru a face acest lucru, să ne îndepărtăm de sporturile care necesită o mare varietate de mușchi simultan și să ne uităm la ridicarea în greutate. Una dintre cele două mișcări ale acestei discipline este smulgerea în care sportivul este inițial ghemuit în jos și brațele încă întinse, se îndreaptă în sus, apoi în jos, înainte de a se ridica din nou.
În acest efort, doar mușchii coapselor acționează cu adevărat, restul corpului doar urmând. În primul pas, înainte de a se ridica (vezi Figura 1), halterofilul și-a contractat cvadricepsul o singură dată. El a ridicat bara și greutățile sale la o înălțime echivalentă cu îndoirea piciorului ghemuit și i-a dat suficientă viteză pentru a o ridica puțin peste un metru. Cu gantere de 173 de kilograme (record mondial la categoria mai mică de 77 de kilograme), el va furniza o energie de aproximativ 1.700 de juli, sau 850 de juli pe cvadriceps.
Este rezonabilă această estimare? Pentru a afla, haideți să facem un declanșator vertical, adică un salt în sus fără un backswing. Dacă toată această energie ar fi convertită în energie gravitațională potențială, un om de 80 de kilograme ar sări la o înălțime de aproape doi metri. Pare mult. Cu toate acestea, sărind cu ambele picioare și fără o alergare, un jucător de baschet antrenat crește mai mult de 80 de centimetri. Ținând cont de o flexie de decolare de 40 de centimetri, centrul de greutate al sportivului va crește cu aproape 1,2 metri sau o energie de 960 jouli sau 480 jouli pe cvadriceps, mușchiul operator.
Diferența față de cei 850 de jouli menționați mai sus se explică prin natura diferită a efortului muscular, pe scurt pentru salt, care este mai lungă la ridicarea unei greutăți: deoarece nu există sarcină, jumperul nu exercită forță maximă pe tot parcursul mișcării sale . De asemenea, în cele ce urmează, vom adopta valoarea de 500 de jouli pe cvadriceps pentru a estima performanța sprinterilor și a săritorilor și vom considera că sportivii consumă această energie cu fiecare pas dintr-un sprint sau o cursă de alergare.
Aproximativ 500 de jouli pe pas.
Se va obiecta că estimarea noastră de 500 de jouli corespunde unui singur efort. Poate un atlet să furnizeze o astfel de energie cu fiecare impuls? Răspunsul este da în cazul eforturilor scurte. Energia pentru contracția fibrelor musculare este asigurată de transformarea moleculelor din atp (adenozin trifosfat) în adp (adenozin difosfat). Mușchii noștri ard stocurile inițiale de atp într-una sau două secunde, o perioadă scurtă de timp în care regenerarea ad-atp din fosfocreatină se extinde la aproximativ zece secunde. Această funcție musculară, numită anaerobă (fără a fi nevoie de oxigen) și alactică (fără producerea de acid lactic), este capabilă să furnizeze 20 până la 50 kilojoule, suficient pentru a asigura câteva zeci de pași.