С увеличением частоты шагов в ходьбе длительность периодов опоры уменьшается, а при темпе свыше 200 шагов в минуту ходьба непроизвольно переходит в бег, т. к. период двойной опоры исчезает и вместо него появляется полет. При беге длительность периода опоры меньше длительности периода полета.

Известно, что человек перемещается в пространстве за счет работы мышц, и силы, возникающие при их работе, относятся квнутренним силам. Вместе с тем внутренняя сила напряжения любой мышцы не может изменить положение общего центра масс тела в пространстве. Это возможно, согласно закону динамики, только при взаимодействии нескольких сил. Взаимодействуя, они создают возможность передвижения. Силы, способствующие продвижению спортсмена вперед, называют движущими. Направление их действия совпадает с направлением движения тела. Силы, оказывающие сопротивление продвижению вперед, называются силами торможения.

Внешними силамипри движении человека являются: а) сила тяжести (Р); б) сила реакции опоры (R); в) сила сопротивления среды. Начнем с рассмотрения силы тяжести. Сила тяжести, или вес тела, есть сила, с которой тело человека притягивается к земле. Она направлена отвесно вниз, по направлению к центру земли и всегда действует на тело человека, но в зависимости от условий это действие бывает различным. Так, если тело находится в полете, то все его части одинаково опускаются вниз под действием силы тяжести. Сила тяжести не может увеличить или уменьшить горизонтальную скорость движения, а только изменяет его направление.

При действии силы тяжести на опору, которая препятствует движению тела, возникает равное и противоположно направленное противодействие. Эта сила называется реакцией опоры. Как результат взаимодействия спортсмена с грунтом эта сила играет важнейшую роль во всех легкоатлетических упражнениях.

Следует подчеркнуть, что давление (F) и реакция опоры (R) всегда направлены в противоположные стороны и при беге и ходьбе непрерывно изменяются в различные моменты опорного периода.

В случаях давления на опору неподвижного тела наблюдается статическая реакция опоры. Если тело давит на опору вертикально, то статическая реакция опоры равна весу тела. Если давление на опору совершает тело, имеющее ускорение, то к весу тела присоединяется сила инерции, в этом случае наблюдается динамическая реакция опоры.

Когда тело бегуна находится прямо над центром давления на площадь опоры, то реакция опоры под действием веса тела направлена вертикально вверх (вертикальная составляющая реакции опоры). Однако центр тяжести не всегда находится над центром давления на опору. В этом случае давление на опору и равная ей опорная реакция будут направлены под острым углом (вперед или назад).

Следовательно, силу давления и силу реакции опоры можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную (рис. 4).

Рис. 4. Запись динамограмм вертикальных (–) и горизонтальных () составляющих усилий реакции опоры при беге

Горизонтальная составляющая динамограммы бега и ходьбы состоит из двух полуволн: отрицательной и положительной. Отрицательная полуволна соответствует начальной фазе периода опоры, когда происходит неизбежное торможение. Нога в этой фазе, амортизируя, замедляет и прекращает опускание тела вниз. При этом у квалифицированных бегунов ОЦМТ снижается на 2–2,5 см, а опорная нога испытывает нагрузку, превышающую вес бегуна в 3–3,8 раза.

Отрицательная полуволна длится с момента постановки ноги на опору и постепенно уменьшается до нуля, приблизительно в момент вертикали. Ее следует, по возможности, уменьшить, для чего непосредственно перед постановкой ноги на опору квалифицированные спортсмены делают активное «загребающее» движение.