Hoạt động của chân liên quan trực tiếp tới hiệu quả di chuyển khi đi và chạy. Hoạt động của hai chân là như nhau và luân phiên. Do vậy, khi phân tích chỉ cần phân tích hoạt động của một chân là đủ. Khi chạy, mỗi chân luân phiên chống và đá lăng (khi cả hai chân cùng ở trên không thì cơ thể bay). Khi chân chống trên mặt đất lại gồm: Chống trước – Thẳng đứng và Đạp sau – tuỳ theo vị trí của điểm đặt chân với điểm dọi của trọng tâm cơ thể để tìm hiểu các tình huống trên.
- Chống trước: Chống trước được bắt đầu từ khi chân chạm đất phía trước điểm dọi của trọng tâm cơ thể. Khoảng cách giữa hai điểm đó (trọng tâm cơ thể và điểm chống trước, càng xa, lực cản do chống trước càng lớn thì thời gian chuyển từ chống trước qua thẳng đứng để sang đạp sau càng lâu, làm cho tốc độ chạy giảm.
Tốc độ chạy càng lớn thì thời gian để vượt qua giai đoạn đó cũng càng nhanh, hạn chế được lực cản do chống trước. Vì vậy, khi chạy không nên cố với chân về phía trước mà chủ động đặt chân gần điểm dọi của trọng tâm cơ thể (khi tập nhiều động tác bổ trợ chuyên môn chạy việc yêu cầu đó có động tác miết bàn chân từ trước ra sau khi chạy bước nhỏ hay khi chạy đạp
sau… cũng là nhằm mục đích tạo thói quen chủ động miết bàn chân về gần điểm dọi của trọng tâm cơ thể).
Sau khi chạm đất có động tác hoãn xung. Đó là động tác nhằm giảm chấn động khi chống chân – thông qua việc giảm tốc độ các khớp ở cổ chân, gối và hông, phản lực bị phân tán và chỉ còn một lực không lớn tác động lên cơ thể. Hoãn xung tốt, bước chạy nhẹ hơn, thời gian chuyển từ chống trước sang đạp sau cũng nhanh hơn, việc đạp sau tiếp theo cũng hiệu quả hơn do các cơ có độ căng ban đầu nhất định, nhờ đó mà tăng hoặc duy trì được tốc độ chạy.
- Thẳng đứng: là khi điểm đặt chân trùng với điểm dọi của trọng tâm cơ thể - cũng là thời điểm kết thúc chống trước. Trong một chu kì, đây là lúc trọng tâm cơ thể ở điểm thấp nhất. Thực ra đây chỉ là thời điểm chuyển từ chống trước sang đạp sau. Tốc độ chạy càng nhanh, trọng tâm cơ thể càng thấp thì sự chuyển đó cũng càng nhanh.
- Đạp sau: là khi điểm đạp chân ở phía sau của điểm dọi trọng tâm cơ thể. Chỉ đạp sau mới có tác dụng đưa cơ thể tiến về phía trước. Đạp sau tốt là đạp nhanh, mạnh, với góc độ phù hợp và đẩy được hông về trước. Trong mỗi chu kì, chỉ có giai đoạn này mới có lực để đẩy cơ thể di chuyển về trước. Muốn chạy nhanh, phải khai thác triệt để hiệu quả của giai đoạn này.
Hiệu quả đạp sau tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố
+ Trước hết là sức mạnh đạp sau của chân (trực tiếp là sức mạnh của các cơ tham gia động tác duỗi chân; để tận dụng được sức mạnh của chân, đạp sau phải duỗi được hết các khớp cổ chân, gối và hông). Sức mạnh đó càng lớn, đạp sau càng mạnh càng nhanh. Sức mạnh các cơ càng lớn khi mặt cắt sinh lí của nó càng lớn (mặt cắt sinh lí của một cơ là mặt cắt ngang qua hết các sợi cơ của cơ đó). Thông thường nếu không là người béo thì chu vi đùi và chu vi cẳng chân của một người càng lớn thì sức mạnh đạp sau của người đó càng lớn. Người ta cũng đã tổng kết rằng, những vận động viên chạy cự li ngắn xuất sắc đều có gân Asin dài và chu vi cổ chân nhỏ. Gân Asin càng dài, cổ chân càng nhỏ thì đạp sau càng mạnh, tốc độ đạp sau càng nhanh - những yếu tố rất có ý nghĩa đối với thành tích chạy.
+ Góc độ đạp sau (góc tạo bởi trục dọc của chân đạp sau với đường chạy tại điểm kết thúc đạp sau). Góc đó càng nhỏ, hướng đạp sau càng gần hướng chuyển động, hiệu quả đạp sau càng lớn (xuất phát thấp nhanh hơn xuất phát cao cũng vì lí do này). Khi chạy, góc độ đạp sau nhỏ: 45 – 550, còn khi đi bộ góc độ đó lớn hơn: 55 – 650.
+ Cấu trúc của chân cũng ảnh hưởng tới hiệu quả đạp sau. Chân chữ bát hoặc chân vòng kiềng đều khó chạy nhanh vì lực đạp sau bị phân tán.
+ Chất lượng đường chạy cũng ảnh hưởng tới hiệu quả đạp sau. Mặt đường mềm, xốp hoặc trơn sẽ triệt tiêu lực đạp sau, hiệu quả đạp sau giảm. (Chính vì vậy, người ta phải chuẩn hoá đường chạy và cho các vận động viên chạy được sử dụng giày đinh…).
Ngoài ra, khi chạy hai chân luân phiên đạp sau; nếu hai chân có sức mạnh như nhau thì nhịp điệu chạy ổn định, nhưng thông thường ở mỗi người, luôn có một tay thuận và một chân thuận. Tay chân thuận thường khoẻ hơn tay, chân không thuận. Sức mạnh của hai chân không đều là nguyên nhân của độ dài bước chạy không đều, cản trở việc phát huy tốc độ chạy. Bởi vì
cứ sau bước của chân thuận tốc độ được tăng thì lại bị giảm vì bước của chân không thuận sau đó. Để chạy tốt cũng cần phải khắc phục tình trạng trên.
Khi chạy, khớp hông không cố định, khi đạp sau có sự xoay quanh trục dọc, khi chân ở vị trí thẳng đứng: hông bên chân đá lăng thấp hơn – dẫn đến hiện tượng đầu gối của chân này thấp hơn gối chân chống (Hình 2).
Hình 2. Chuyển động của khớp hông khi chạy.
Giai đoạn đạp sau (a), giai đoạn thẳng đứng (b)
Khác với chạy, trong đi bộ, chân chống trước phải luôn thẳng từ khi chạm đất cho tới khi đạp sau và rời khỏi mặt đất. Do phải chống trước với chân thẳng và phải đặt từ gót chân, nên khả năng hoãn xung hầu như không có, lực cản do chống trước là lớn. Để từ chống trước sang đạp sau, cơ thể chỉ có thể nhờ vào sức mạnh đạp sau của chân kia và quán tính. Để hỗ trợ, chân chống trước phải tì vững trên đất, làm điểm tựa để kéo hông về trước. Khi chân trước chạm đất, cơ thể từ trạng thái một chân chống đất chuyển sang trạng thái hai chân chống đất. Thời gian đó kéo dài bao lâu là do chân sau hoàn thành đạp sau và rời đất nhanh hay chậm. Trong chạy có thời gian cả hai chân đều ở trên không, ngược lại trong đi bộ có thời gian cả hai chân cùng chống đất. Nếu khi đi bộ cũng có lúc hai chân cùng ở trên không thì tức là đã chuyển qua chạy và phạm quy.
Thời gian chống và đưa lăng khi đi và chạy với tần số bước khác nhau. Khi đi bộ thường (với tần số 113 bước mỗi phút, thời gian hai chân cùng chạm đất trong các chu kì đi kéo dài trên 0,1s. Khi đi với tần số 141 bước mỗi phút, thời gian trên giảm xuống dưới 0,1s. Khi đi với tần số 195 bước mỗi phút là ta đã bắt đầu chuyển từ đi sang chạy, thời gian cả hai chân cùng chạm đất rất ngắn, thậm chí là không có. Bằng kĩ thuật đi bộ thể thao hoàn chỉnh, người ta vẫn có thể đi với tần số trên 195 bước mỗi phút (cụ thể là 200 bước mỗi phút) nhưng vẫn đảm bảo luôn có một hoặc hai chân chạm đất (tức là không có lúc nào cơ thể bay trên không, không phạm quy). Thời gian hai chân cùng chạm đất chỉ bằng 1/3 đến 1/2 thời gian đó khi đi với tần số 113 – 141 bước mỗi phút. Khi chạy với tần số càng lớn thì thời gian cho chân chạm đất
càng ngắn. Đi với chân chống luôn thẳng là đặc điểm kĩ thuật của đi bộ thể thao. Khi chưa quen với kĩ thuật này, khi hoạt động của hai chân chưa thành tự động hoá thì người đi rất vất vả, ưu việt của kĩ thuật chưa được phát huy.
Kết thúc đạp sau, chân rời khỏi mặt đất và chuyển qua giai đoạn đưa lăng – giai đoạn chân ở trên không. Tuỳ thuộc vào vị trí của đùi chân lăng với đường thẳng từ trọng tâm cơ thể hạ vuông góc với đường chạy mà chân đưa lăng cũng bao gồm các giai đoạn nhỏ: đưa lăng sau, thẳng đứng và đưa lăng trước. “Thẳng đứng” là thời điểm đùi chân đưa lăng chuyển từ đưa lăng sau sang đưa lăng trước, cũng là khi chân kia ở vị trí chống thẳng đứng. Kết thúc đưa lăng trước lại trở về giai đoạn chống trước; hoàn thành một chu kì.
Cũng theo nguyên tắc lực học, khi kết thúc đạp sau, bàn chân đạp sau rời khỏi mặt đất, chân kia còn đang đưa lăng ở phía trước, chưa “chống trước” toàn thân ở trên không, bay về trước theo quán tính, với tốc độ chậm dần đều. Tốc độ chạy lại được tăng khi chân chống chuyển qua đạp sau và đạp sau tích cực. Động tác đá lăng (sau và trước) không có tác dụng làm tăng tốc độ chạy do hướng của chuyển động đó ngược với hướng chạy – thậm chí còn cản trở do tạo lực cản lớn của không khí. Động tác đưa lăng càng mạnh, càng giật thì lực cản đó càng tăng. Tuy nhiên, khi đưa lăng nếu cẳng chân được thu về gần sau đùi một cách tự nhiên vẫn có tác dụng tốt.
- Đá lăng từ sau – về trước là một chuyển động tròn, có tâm là trục ngang của khớp hông. Việc thu cẳng chân về gần đùi có tác dụng giảm bán kính của chuyển động do vậy rút ngắn được thời gian đá lăng, đồng thời hạn chế được hậu quả của động tác không thể thiếu đó. - Động tác thu cẳng chân nếu được thực hiện một cách tự nhiên – như một chuyển động theo quán tính – còn có tác dụng thả lỏng các cơ của chân vừa tham gia động tác đạp sau, nhờ vậy hoạt động của chúng có hiệu quả và duy trì được trong khoảng thời gian dài hơn.