KK-Valmennus
KK-Valmennus
23
01
2019

Tärkein oppitunti voima-nopeussuhteesta

Voima ja nopeus ovat urheilulajista riippumatta fyysisten ominaisuuksien kulmakiviä. Voiman ja nopeuden tiedetään myös korreloivan monissa liikkeissä, kuten hypyssä ja juoksussa ainakin tiettyyn pisteeseen asti (kuva 1). Sanonta voima on nopeutta (ja nopeus on voimaa) pätee siis urheilussa ainakin silloin, kun voiman mittareina käytetään oikeita asioita. Pystypunnerrustuloksella ei ole juurikaan merkitystä juoksunopeuden kannalta, syväkyykkytuloksella vain jonkin verran, mutta puolikyykyllä saadaankin jo hyvin vahva korrelaatio aikaseksi. Voimatasoja kasvattamalla voidaan siis kasvattaa urheilijan nopeutta ainakin tiettyyn pisteeseen asti, mutta tyypillisestin voima-nopeuskäyrää ei olla pidetty täysin lineaarisena eli ääripäihin mentäessä voiman ja nopeuden yhteys pienenee, vai pieneneekö sittenkään? Tässä tekstissä paneudutaa voima-nopeussuhteen perusteisiin ja sen erityisesti moninivelliikkeitä koskevaan tärkeään ominaisuuteen.

Mikä ihmeen voima-nopeuskäyrä?

Voima-nopeuskäyrällä (Force-velocity curve) tarkoitetaan kuvausta voiman ja nopeuden suhteesta. Puhuttaessa lihasten supistuksesta, voiman ja nopeuden välillä toimii käänteinen suhde. Yhdessä lihassolussa eskentrisessä liikkessä hitaalla supistumisnopeudella toimivat voimat ovat suuret ja vastaavasti nopealla supistumisnopeuksilla (konsentrinen työ) voima on pieni (kuva 2). Tämä on helppo ymmärtää ajattelemalla jotain perinteistä voimaharjoitteluliikettä: jaksat aina laskea hauiskäännössä enemmän painoa alas, kuin jaksat nostaa ylös.

Voima-nopeuskäyrän ymmärtäminen on hyödyllinen työkalu voiman eri osa-alueiden harjoittelun kannalta, sillä liikenopeuden ja kuorman suhde kertoo hyvin mitä aluetta voima-nopeuskäyrästä harjoitetaan. Urheilijan pääasiallinen tavoite on aina siirtää koko käyrää oikealle, jolloin urheilija pystyy liikuttamaan isompia kuormia nopeammin eli on vahvempi, nopeampi ja tehokkaampi. Isoilla kuormilla ja hitailla nopeuksilla tehtävillä liikkeillä kehitetään maksimivoimaa ja voidaan siirtää voima-nopeuskäyrän voimapäätä oikealle. Vastaavasti pienillä kuormilla ja isoilla nopeuksilla tehtävät harjoitteet siirtävät voima-nopeuskäyrän nopeuspäätä. Tästä syystä yhdistelemällä sekä maksimivoima että nopeusharjoittelu saadaan usein parempi harjoitustulos kuin pelkästään jompaankumpaan satsaamalla (ainakin pitkällä tähtäimellä).

Urheilijan pääasiallinen tavoite on siirtää voima-nopeus käyrää oikealle

Voima-nopeus käyrä käytännössä

Voima-nopeuskäyrä kuvataan usein epälineaarisena päistä ylöspäin kaarevana käyränä (kuten kuvissa yllä). Tämä on kuitenkin hyvin harhaanjohtava kuvaus, mikäli ajatellaan miltä voima-nopeussuhde näyttää yksittäisissä liikkeissä. Katsottaessa moninivelliikkeiden (liikettä useammassa kuin yhdessä nivelessä: vertaa hauiskääntö vs takakyykky) voima-nopeuskäyriä huomataan, että päistä kaarevan käyrän sijaan voima-nopeussuhde on hyvinkin lähellä lineaarista. Tämä johtuu luultavastikin monestakin asiasta, mutta mitään tieteellistä konsensusta aiheesta ei vielä ole. Yhtenä selittäjä voidaan pitää moninivelliikkeiden vaikuttaja ja vastavaikuttajalihasten päinvastaista toimintatapaa eli kun teet moninivelliikkeitä teet liikkeen jokaisessa vaiheessa lihastyötä monilla eri lihastyötavoilla (ei pelkästään eksentristä, isometristä tai konsentrista)

moninivelliikkeiden voima-nopeussuhde on hyvinkin lähellä lineaarista

Mitä voima-nopeussuhteen lineaarisuus tarkoittaa

Ajattelemalla käyrän olevan päistä ylöspäin kaareva, saatetaan päätyä pahimmillaa siihen, että valmentaja luulee urheilijansa olevan jo tarpeeksi vahva tai tarpeeksi nopea. Tämä ei lineaarisen voima-nopeuskäyrän tapauksessa voi tietenkään pitää paikkaansa. Lineaarisuuden takia urheilija ei voi (ainakaan lajinsa kannalta tärkeissä liikesuunnissa ja nivelkulmissa) koskaan olla liian vahva, sillä voima siirtyy aina myös nopeuteen. Epälineaarinen ajattelu saattaa myös johtaa yksilöllisten erojen vääränlaiseen huomioonottamiseen ja erityisesti aloittelijoilla harjoitteluun, jossa painopiste on suunnattu liikaa käyrän toiseen päähän (nopeuslajit liikaa nopeusharjoittelua, voimalajit liikaa voimaharjoittelua).

Nopeuden (nopeusvoiman) kehittämisessä voidaankin päästä yksilöllisten erojen takia mahdollisesti jopa parempaan lopputulokseen, satsaamalla, ainakin lyhyellä tähtäimellä, lähes pelkästään jommankumman pään harjoitteluun. Tämä erityisesti siinä tapauksessa, kun urheilijan voima-nopeuskäyrän toinen pää on paljon toista heikompi. Tällöin panostamalla harjoittelussa jonkin aikaa voima-nopeuskäyrän heikkoon päähän, voidaan saada nopeastikin isoja muutoksia urheilijan suorituskykyyn. Alueen pioneeri JB Morin on tutkinut harjoitusohjelmien yksilöistämistä voima-nopeussuhteen perusteella ja alustava näyttö aiheesta on erittäin lupaava ainakin joukkueurheilijoilla (rygby).

Tulevaisuus

Niin sanottu Velocity-based training (vapaasti suomennettu nopeusperusteinen harjoittelu) on alkanut rantaantua myös Suomeen ja on mitä luultavimmin fysiikkaharjoittelun seuraava isompi suuntaus. Tutkimusten mukaan maksimivoimantuotto vaihtelee päivittäin hyvinkin paljon. Mikäli isoimmat saliharjoitusliikkeet saataisiin aina mittauksen piiriin, voitaisiin harjoitella aina voima-nopeuskäyrän ”oikealla” alueella, eikä ns. turhia treenejä tulisi. Tällöin harjoittelu voidaan isoillakin ryhmillä yksilöllistää täysin urheilijan omien kiihtyvyys ominaisuuksien sekä päivän kunnon mukaan. Teknologian kehittyessä nostotehon mittaamisesta salilla tulee entistä helpompaa ja harjoituksista saadaan entistä laadukkaampia. Mittausten avulla voidaan taatusti päästä ainakin helpommin hyviin tuloksiin, sillä turhien ja haitallisten harjoituksien karsimisesta tulee entistä helpompaa.

Loppuun mainittakoon vielä, että tämä ehkä osalle hieman monimutkaiselta kuulostava aihe ei ole suinkaan mikään uusi keksintö. Monet valmentajat ovat käyttäneet näitä metodeita jo kymmeniä vuosia. Uutta on kuitenkin se, että vasta nyt aletaan ymmärtämään paremmin, miksi asiat toimivat. Usein valmentajat ja urheilijat saattavat tehdä oikeita asioita kuitenkin täysin tietämättä, miksi nämä harjoitustavat toimivat. Urheilutiede on vielä nuori tiede ja mitään täysin mullistavia uusia asioita tuskin hetkeen vielä keksitään. Elämme vielä sitä vaihetta tieteessä, jossa pyritään selvittämään, miksi jotkut huippu-urheilijoiden ja valmentajien toimintatavat ovat toimineet ja toisten eivät.

 

Lähteet:

Zatsiorsky, V., and Kraemer, J. (2006). Science and Practice of Strength Training. Champaign, Illinois: Human Kinetics. [Link]

Aspe, RR and Swinton, PA. Electromyographic and kinetic comparison of the back squat and overhead squat. J Strength Cond Res 28(10): 2827–2836, 2014 [PubMed]

Swinton, PA, Lloyd, R, Keogh, JWL, Agouris, I, and Stewart, AD. A biomechanical comparison of the traditional squat, powerlifting squat, and box squat. J Strength Cond Res 26(7): 1805–1816, 2012. [PubMed]

Swinton, PA, Stewart, AD, Keogh, JWL, Agouris, I, and Lloyd, R. Kinematic and kinetic analysis of maximal velocity deadlifts performed with and without the inclusion of chain resistance. J Strength Cond Res 25(11): 3163–3174, 2011 [PubMed]

Cronin, J.B., McNair, P.J., & Marshall, R.N. (2003). Force-velocity analysis of strength training techniques and load: Implications for training strategy and research, Journal of Strength and Conditioning Research, 17(1), pp.148-155. [PubMed]

Hori, N, Newton, RU, Kawamori, N,McGuigan,MR, Kraemer,WJ, and Nosaka, K. Reliability of performance measurements derived from ground reaction force data during countermovement jump and the influence of sampling frequency. J Strength Cond Res 23(3): 874–882, 2009 [PubMed]

Baker, D and Nance, S. (1999). The relation between strength and power in professional rugby league players. Journal of Strength and Conditioning Research, 13: 224–229. [Link]

Comfort, P, Allen, M, and Graham-Smith, P. (2011). Kinetic comparisons during variations of the power clean. Journal of Strength and Conditioning Research, 25: 3269– 3273. [PubMed]

Comfort, P, Fletcher, C, and McMahon, JJ. (2012). Determination of optimal load during the power clean in collegiate athletes. Journal of Strength and Conditioning Research, 26: 2970–2974. [PubMed]

Garhammer, J. & Gregor, R. (1992). Propulsion Forces as a Function of Intensity for Weightlifting and Vertical Jumping, J. Appl. Sports Sci. Research, 6(3): 129-134. [Link]

Stone, M.H., (1993). Literature review: Explosive exercises and training. National Strength and Conditioning Association Journal, 15(3), pp.7-15. [Link]

Jiménez-Reyes, P., Samozino, P., Brughelli, M. & Morin, J.-B. Effectiveness of an Individualized Training Based on Force-Velocity Profiling during Jumping. Front. Physiol.7,677 (2016).

Perrine, J. J. & Edgerton, V. R. Muscle force-velocity and power-velocity relationships under isokinetic loading. Med. Sci. Sports10, 159–166 (1978).

 

Optimal Load for Maximal Power Production During Lower-Body Resistance Exercises: A Meta-A

 

 

 

 

 

author: Kalle Koskimäki

Kirjoittaja on intohimoinen urheiluvalmentaja sekä painonnostaja. Painonnostoon erikoistuneen ammattivalmentajan valmennuksessa käy viikoittain kymmeniä eri lajien urheilijoita vasta aloittaneista aina kansainvälisen tason urheilijoihin asti. Kirjoittaja toimii mm. Turun Urheiluakatemian Fysiikkavalmentajana sekä Painonnostoliiton ohjaajakouluttajana