Tässä blogissa julkaistaan terveyteen ja urheiluvalmennukseen liittyviä tekstejä. Tervetuloa lukemaan!

9.9.2025 Maksimaalisen nopeuden perusteita PART 1

Tässä blogitekstissä paneudutaan maksiminopeuden perusmuuttujiin askelpituuteen ja askeltiheyteen. Tämä teksti on kirjoitettu ns. ”ulkomuistista”. Teksti sisältää omaa pohdintaa sekä myös liikuntatieteellisen tutkimuksesta ponnistavia pääkohtia.

Nopea juokseminen on merkityksellistä lähes kaikissa juoksua sisältävissä urheilulajeissa. Lajeissa, joissa juoksumatkat ovat lyhyempiä (alle 30-40m), kiihdytysnopeus on kaikista merkityksellisintä. Sen sijaan lajeissa, joissa tulee pidempiä juoksumatkoja (yli 30-40m) maksiminopeuden merkitys alkaa korostua. Maksimaalinen juoksunopeus näkyy tottakai erityisesti pikajuoksuissa (juoksumatkat 100-400m), joissa urheilijan maksiminopeuden tasolla on suora merkitys lopputulokseen.

Maksimaalisen nopeuden kehittäminen on usealle urhelijalle ja valmentajalle jatkuva kehittämisen kohde. On hyvä kuitenkin ymmärtää maksimaalisen juoksunopeuden taustalla vaikuttavat perusperiaatteet. Tämän tekstin tarkoituksena on antaa lukijalle ymmärrys maksimaalisen nopeuden perusperiaatteista, askeltiheydestä ja askelpituudesta. Seuraavissa blogiteksteissä on tarkoitus sukeltaa syvemmälle nopean juoksemisen tekniikkaan ja siihen, mitkä tekijät erottavat hitaammat ja nopeammat juoksijat.

Maksimaalinen juoksunopeus voidaan ilmaista matemaattisesti yksinkertaisena kaavana, jossa askelpituuden (SL, stride length) ja askeltiheyden (SR, stride rate) tulo antaa lopputuloksena juoksunopeuden (v). Askeltiheys ja askelpituus ovat pikajuoksun perusmuuttujia ja näiden seuranta on tärkeää harjoituskauden ja harjoitusvuosien aikana, sillä ne kertovat harjoittelun vaikutuksista juoksun perusmuuttujiin.

v=SL x SR

Esimerkiksi urheilija, jonka askelpituus on 2,0m ja askeltiheys 5 hz, juoksunopeus on 10 m/s

Askelpituuden määritelmä

Jos askelpituutta tarkastellaan karkeasti ja helposti mitattavana, niin silloin askelpituuden määritelmänä käytetään yleisesti peräkkäisten kontaktien välistä matkaa metreinä ja tällä arvioidaan sitä matkaa, jonka urheilija lentää ilmassa eteenpäin. Pidemmän askelpituuden voi saavuttaa joko oikein lentämällä ilmassa pidemmälle ja säilyttämällä juoksutekniikan ehenä tai ottamalla pidempiä askeleita ”harppomalla”, joka vaikuttaa negatiivisesti juoksunopeuteen, sillä voimantuotto alustaan ei ole tällöin optimaalista.

Ilmassa ollessa lentomatkaan vaikuttavat massakeskipisteen korkeus kontaktin irtoamishetkellä, massakeskipisteen lähtökulma, massakeskipisteen nopeus ja ilmanvastus. Lähtökulmaan ja lähtönopeuteen vaikuttavat horisontaalisen ja vertikaalisen nopeuden muutokset ja edelleen maahan tuotetut pysty- ja vaakasuuntaiset reaktiovoimat.

Askeltiheyden määritelmä

Askeltiheys voidaan tarkemmin jakaa maassa vietettyyn eli kontaktiaikaan ja ilmassa vietettyn aikaan eli lentoaikaan. Kontaktiaikaan vaikuttaa vaakasuuntainen nopeus kontaktin aikana ja kehon massakeskipisteen liikkuma matka kontaktin aikana, johon edelleen vaikuttavat massakeskipisteen kulkema matka alkukontaktin ja askeleen irtoamishetken aikana. Ilmassa vietettyyn aikaan vaikuttavat kehon massakeskipisteen korkeus askeleen irtoamishetkellä, vertikaalinen nopeus irtoamishetkellä ja ilmanvastus. Tyypillisesti askeltiheyttä mitataan ja seurataan kontaktiajan ja lentoajan perusteella.

Juoksun perusmuuttujien mittaaminen toteutetaan nykyaikana pääosin valokennoilla ja valomatolla, jossa infrapunakennojen avulla voidaan mitata urheilijan maassa viettämä aika eli kontaktiaika ja askeltiheys. Tällöin jokainen kontakti voidaan rekisteröidä ja mitata. Täten saadaan kattavasti monta askelta mitattua ja keskiarvoistamalla voidaan saada luotettavasti mitattua askelkontaktien kestot, lentoaika, askeltiheys ja askelpituus.

Yksinkertaisimmillaan voidaan perusmuuttujia seurata vaikka radalle levitetyllä remonttipaperilla ja valokennoilla. Urheilija juoksee maksimaalisella nopeudella radalle levitetyn remonttipaperin päältä ja aika mitataan valokennoilla. Paperiin jääneiden merkkien perusteella voidaan selvittää askelpituus ja matemaattisesti juoksunopeutta ja askelpituutta käyttämällä saadaa selville askeltiheys. Mikäli käytössä on myös suurnopeuskamera, voidaan kontaktiaikoja ja lentoaikoja arvioida urheilijan suorituksesta. Tämä tosin vaatii hieman enemmän sitten työaikaa ja tunteja sekä tarkkuutta analysointivaiheessa.

Askelpituus ja askeltiheys nopeusvalmennuksessa maksiminopeuden osalta

Urheilijoiden nopeammaksi valmentaminen on kiehtonut valmentajia iät ja ajat. Tunnistaen maksimaalisen nopeuden taustalla vaikuttavat askelpituuden ja askeltiheyden valmentajat ovat tietoisesti pyrkineet laadukkaalla urheiluharjoittelulla vaikuttamaan näihin muuttujiin. Yksinkertaistetusti molempien tai toisen kehittyminen saa aikaan toivotun maksimaalisen nopeuden kasvun.

Usein etenkin pikajuoksuissa ajatusmalli on ollut pyrkiä säilyttämään askeltiheys entisellään ja lisätä askelpituutta voima- ja nopeusvoimaharjoittelulla sekä vaikuttamalla urheilijan juoksutekniikkaan. Tämä juontaa todennäköisesti juurensa huippujuoksijoille tehdyistä biomekaanisista analyyseista, joissa esim. ME-miehellä Usain Boltin on todettu ottavan 4,49 askelta sekunnissa ja askelpituuden on todettu olevan hurjat 2,77m. 4,49 askelta sekunnissa on saavutettavissa useilta pikajuoksijoilta helpohkosti, mutta 2,77m askelpituus maksimaalisesti juostessa on monelle toiveunta. Ajatusmalli askelpituuden kasvattamisesta on oikein: enemmän voimaa rataan ja urheilija lentää ilmassa pidemmälle.

Askeltiheys ja askelpituus ovat kuitenkin jonkin verran toisistaan riippuvaisia käänteisessä merkityksessä. Tämä tarkoittaa, että askelpituuden lisääminen saa usein aikaiseksi askeltiheyden vähenemisen. Tämä voi pahimmillaan tarkoittaa hitaampaa maksimaalista juoksunopeutta. Näitä kahta muuttujaa ei siis pidä kohdella erillään, vaan urheilija ja valmentajan tulee löytää optimaalinen tasapaino askeltiheyden ja -pituuden välillä. Laadukas harjoittelu ja eritysesti urheilijan kyky tuottaa nopeasti voimaa rataan vaikuttavat myös askeltiheyteen.

Pitkän askelpituuden ja korkean askeltiheyden taustalta on mielenkiintoisesti löydettävissä yksi yhteinen merkittävä tekijä, maahan tuotettu voima. Korkeampi maahan tuotettu voima vaikuttaa askelpituuteen positiivisesti eli urheilija lentää voimakkaamman kontaktin ansiosta pidemmälle. Tämä yhteys on hyvin järkeiltävissä. Paremman voimantuoton vaikutus kontaktiaikaan on sen sijaan hieman monimutkaisempi.

Askeltiheys koostuu kontaktiajasta ja lentoajasta. Huippujuoksijoiden kontaktiajan on osoitettu olevan pienempi kuin hitaampien juoksijoiden. Tämä selittyy parempien juoksijoiden kyvystä tuottaa nopeasti suuria määriä voimaa rataan, jolloin askeleen lentovaihe alkaa nopeammin. Nopeammilla juoksijoilla on siten parempi askeltiheys, sillä heidän kontaktiajat ovat lyhyempiä.

Mikäli urheilija haluaa tulla nopeammaksi, pitää heidän kehittää juoksun voimantuotollisia ominaisuuksiaan siten, että urheilija pystyy tuottamaan entistä suurempia voimia entistä lyhyemmässä ajassa. Täten laadukkaan nopeusharjoittelun vaikutus kohdistuu sekä askelpituuteen että askeltiheyteen. Parempaan voimantuottoon juoksun aikana liittyy merkittävästi parempi voimantuottokyky (erityisesti nopeusvoimaominaisuudet) sekä myös juoksun tietyt juoksutekniikkaa koskevat osa-alueet. Näihin paneudutaan seuraavassa blogitekstissä, jossa ruoditaan, että mikä erottaa nopeammat juoksijat hitaammista juoksijoista.