Ходьба и бег - естественные способы передвижения человека и в их структуре много общего. Спортсмен при ходьбе и беге в определенной последовательности повторяет свои движения, т.е. его действия складываются из отдельных циклов. Поэтому при анализе техники этих передвижений не нужно прослеживать все действия спортсмена от старта до финиша, важно разобраться в закономерностях лишь одного цикла.
В цикл входят фазы движения, заключающиеся между двумя совершенно одинаковыми положениями тела. В ходьбе и беге циклом является двойной шаг, в течение которого каждая часть тела проходит все фазы движения.
Характерная особенность ходьбы - наличие постоянного контакта с грунтом одной (период одиночной опоры) или обеих ног (период двойной опоры). В беге структура цикла несколько иная, так как в нем период двухопорного положения заменяется фазой полета.
Известно, что человек перемещается в пространстве за счет сокращения мышц. Вместе с тем внутренняя сила напряжения любой мышцы не может изменить положения общего центра тяжести тела (ОЦТТ) в пространстве. Это возможно только при участии внешних сил, т.е. при взаимодействии тела с другими телами в виде отталкивания или притяжения.
При ходьбе и беге внешними силами являются силы тяжести, сопротивления среды и реакции опоры, причем каждая из них может быть движущей, тормозящей или нейтральной. Сила тяжести действует постоянно и направлена вертикально вниз. Сила сопротивления среды - тормозящая, ее величина зависит от скорости и размеров движущегося тела. Сила реакции опоры по величине равна, а по направлению противоположна давлению стопы на грунт.
При ходьбе и беге в опорном периоде для каждой ноги выделяются две фазы - переднего и заднего толчков, разграничивает которые момент вертикали. Фаза переднего толчка начинается с момента постановки ноги на грунт впереди проекции ОЦТТ и длится до момента вертикали, при этом давление на грунт направлено вниз-вперед, а реакция опоры - вверх-назад. Фаза заднего толчка наиболее важная во всем цикле движения. Она начинается с момента вертикали и длится до конца опорного периода, т.е. до отрыва стопы от грунта. Давление на грунт направлено вниз-назад, а реакция опоры - вверх-вперед. При отталкивании ногой все остальные части тела получают ускорение в направлении, заданном реакцией опоры. Маховая нога также отдаляется от места опоры. Следовательно, эти действия при отталкивании взаимосвязаны и продвигают тело вперед.
Движения рук и ног при ходьбе и беге перекрестные. Руки, согнутые в локтевых суставах, движутся вперед-внутрь и назад-кнаружи. Плечевой пояс и таз также совершают сложные встречные движения, которые способствуют удлинению шага и ускорению его выполнения, что ведет к увеличению скорости передвижения.
Следует отметить, что косо направленные силы давления и реакции опоры в фазах переднего и заднего толчков могут быть разложены на две составляющие - вертикальную и горизонтальную. Горизонтальная составляющая реакции опоры - важнейший фактор, определяющий изменение скорости при перемещении человека в ходьбе и беге, вертикальная служит для противодействия силе тяжести.
В период маха ноги при ходьбе и беге выделяются фазы: заднего (маховая нога сзади корпуса) и переднего шага (маховая нога впереди корпуса), разделяемые моментом вертикали.
Таким образом, цикл при ходьбе и беге состоит из периода опоры (фаза переднего толчка, момент вертикали, фаза заднего толчка) и периода маха (фаза заднего шага, момент вертикали, фаза переднего шага).
С завершением фазы переднего шага нога ставится на грунт и начинается новый цикл с фазы переднего толчка. В период опоры нога совершает вращательное движение по дуге, центр которой в стопе (тело перемещается вперед), в период маха - вращательное движение, центр которого в тазобедренном суставе.
За время двойного шага каждая нога бывает опорной и маховой. В период опоры нога служит амортизатором, поддерживает тело и производит отталкивание от грунта, при помощи которого и осуществляется передвижение. Во время маха нога выносится вперед, т.е. выполняет очередной шаг. При ходьбе длительность периода опоры больше длительности периода маха, чем объясняется наличие постоянного опорного положения в этом виде передвижения. Это происходит потому, что период опоры одной ноги по времени наслаивается на период опоры другой ноги. Во время ходьбы периоды одиночной и двойной опор чередуются. Цикл движений состоит из двух периодов одиночной и двух периодов двойной опоры.
С увеличением частоты шагов в ходьбе длительность периодов опоры уменьшается, а при темпе свыше 200 шагов/мин ходьба непроизвольно переходит в бег, так как период двойной опоры исчезает и вместо него появляется фаза полета.
При беге длительность периода опоры меньше длительности периода маха. Период маха одной ногой по времени наслаивается на период маха другой ногой, в результате чего появляется фаза полета. Цикл движений при беге состоит из двух периодов опоры и двух фаз полета. В опорном периоде давление ноги на грунт и реакция опоры резко возрастают, достигая величин, в несколько раз превышающих вес тела спортсмена. По сравнению с ходьбой при беге отталкивание осуществляется под более острым углом и наблюдаются более значительные вертикальные колебания ОЦТТ спортсмена. Боковые колебания ОЦТТ при беге незначительны и могут быть даже меньше, чем при ходьбе.
Основные компоненты скорости при беге - длина и частота шагов - достигают значительно больших величин, чем при ходьбе. Движения в суставах осуществляются с более высокой скоростью и по большей амплитуде, благодаря чему сильнее проявляется действие инерционных и реактивных сил при работе различных групп мышц нижних и верхних конечностей.