Biomechanica in bovenlichaam oefeningen

Dit deel gaat verder in op de biomechanica van de vorige les. Nu ga je de theorie echter toepassen in de bewegingen van het bovenlichaam. Dezelfde termen en principes worden hier gebruikt. Dus de volgende punten neem je mee:

In geval van losse gewichten is de line of action/pull, de lijn van het zwaartepunt, loodrecht op de aarde. Deze lijn is de zwaartekracht.
De afstand tussen de lijn van de weerstand (line of pull) en de rotatie-as/fulcrum van de hefboom is de moment arm.
Hoe groter de moment arm op het werkende gewricht, hoe groter de torque op gewrichten, hoe meer spierkracht geleverd moet worden.

Het stuk over biomechanica zal voor het bovenlichaam echter iets anders opgebouwd worden. Vooral omdat voor het trainen van het bovenlichaam vaak verschillende soorten weerstanden gebruikt worden. Dit zorgt voor een ander soort toepassing van moment armen. De volgende onderwerpen worden behandeld:

Recap biomechanica
Soorten weerstanden
Weerstandscurve
Toepassing in krachttraining

Recap biomechanica

Er zijn genoeg toepassingen waarbij biomechanica in het bovenlichaam hetzelfde werkt als in het onderlichaam. De armen hebben echter heel veel bewegingsmogelijkheden, omdat ze in veel gevallen vrij kunnen bewegen. Het schoudergewricht maakt dit grotendeels mogelijk, maar het is vooral omdat veel van de oefeningen open kinetische keten oefeningen zijn. Dit zorgt ervoor dat je die posities/beweegpatronen ook verschillend kunt laden met verschillende soorten weerstanden. Denk aan dumbbells, cables, elastieken en barbells. Om weer even terug te komen in de biomechanica gelinkt aan het bovenlichaam, staat hieronder de push-up als makkelijk voorbeeld. Hierbij kijk je naar het verschil tussen een normale push-up en een incline push-up. Je focust in de analyse op het verschil tussen de moment armen van het bovenlichaam in de verschillende posities.

Links zie je de push-up op de grond en rechts de incline push-up op een box. De zwarte pijl naar beneden geeft het zwaartepunt aan met daarbij de line of pull/action van het lichaam. De rode pijl A is de moment arm van de weerstand/lichaamsgewicht. De rode pijl B is de moment arm van de inspanning van de armen.

Soort hefboom: hier zit de weerstand/last tussen het fulcrum (de enkel) en de inspanning (handen/arm) in. Dit is dus een secundaire hefboom. Bij een secundaire hefboom geldt: hoe dichter de last bij het fulcrum zit, hoe kleiner de inspanning die nodig is.
De verhouding tussen moment arm A en B zal ongeveer hetzelfde blijven. Je hebt nu eenmaal met dezelfde lichaamsverhoudingen te maken als het door dezelfde persoon wordt uitgevoerd. Maar je kunt wel stellen dat de benodigde inspanning links groter is dan bij de incline push-up rechts.

Soorten weerstanden

In dit gedeelte kijk je naar twee soorten weerstanden die je kunt gebruiken bij het trainen van het bovenlichaam. Je koppelt algemene regels aan een oefening. De oefening die je gebruikt is de lateral side raise, ofwel het zijwaarts heffen van de arm. Je gaat twee manieren om te loaden behandelen, te noemen dumbbells en cables.

Soorten weerstand

Er zijn heel veel manieren om weerstand toe te voegen aan oefeningen. Maar dumbbells en cables zijn toch wel favoriet bij het trainen van het bovenlichaam. Aan de hand van twee analyses ga je de twee vormen van de side raise ontleden en daarmee conclusies trekken over de verschillende stijlen. Je neemt een aantal conclusies mee uit de vorige les en bouwt daarop verder:

De weerstand/line of pull bij dumbbells staat haaks op de grond, het gaat hier om de zwaartekracht.
De weerstand/line of pull bij cables loopt gelijk met de cable.
De moment arm loopt haaks op de weerstand naar het werkende gewricht. Dit geldt voor dumbbells maar ook voor cables.
Hoe groter de moment arm, hoe groter de torque in het gewricht. Hoe meer externe kracht het gewricht moet overwinnen, hoe meer interne kracht gegenereerd moet worden.

Dumbbells vs. cable moment arm

Start de vergelijking door de analyse van de eind- en startposities te bekijken. Waar komt het verschil in moment arm vandaan?

Links zie je de dumbbell side raise en rechts de cable side raise. Allebei in de eindpositie met de arm in 90 graden abductie. De blauwe pijl geeft de weerstand aan (line of pull). De rode pijl geeft de moment arm aan. De moment arm zal altijd haaks op de weerstand staan.

De weerstand loopt recht naar beneden van de dumbbell naar de grond in het linker voorbeeld. In het rechter voorbeeld loopt deze gelijk aan de cable.
De moment arm van de dumbbell side raise is groter in de eindpositie dan die van de cable side raise.
De torque, en dus de weerstand op de schouder, is dus groter bij de dumbbell side raise dan bij de cable side raise.

Als je de twee startposities vergelijkt, kun je de volgende conclusies trekken:

De weerstand bij de dumbbell side raise begint klein, maar wordt groter naarmate de arm verder geheven wordt.
De weerstand bij de cable side raise begint al groot en neemt wat af naarmate de arm verder geheven wordt.
De dumbbell side raise legt meer nadruk op het einde van de beweging.
De cable side raise legt meer nadruk op het begin van de beweging.

Weerstandscurve

Waarom verschilt de weerstand op verschillende punten in de beweging zo veel? Daar liggen een aantal redenen aan ten grondslag. Het ligt voor het grootste deel aan de natuur van de weerstand en hoe deze reageert op de omgeving. Nadat dit uiteengezet is, kijk je naar hoe het lichaam beweegt en hoe dit invloed heeft op de weerstand.

Als je het hebt over de weerstandscurve, gaat het over hoe de weerstand verloopt van het begin van de oefening tot aan het einde van de oefening. Dit kan enorm verschillen per soort weerstand en variatie op de oefening. De ene oefening is niet per se superieur aan de ander. In elke context is een toepassing te vinden voor een bepaalde weerstand met de bijbehorende weerstandscurve. Als jij snapt hoe die in elkaar zit, kan je dit op een efficiënte en effectieve manier toepassen in de training en programmering. Werk de volgende stelling uit aan de hand van de twee voorbeelden: Inspanning direct tegenover en in dezelfde lijn als de line of pull geeft de meeste weerstand.

Line of pull

Bij gewichten zoals dumbbells en barbells heb je met de zwaartekracht te maken. Dat betekent dat de line of pull haaks op de grond staat. Alle verticale beweging, direct tegen de line of pull in, zorgt voor de meeste weerstand. Bij een side raise is dat alleen een verticale verplaatsing van de dumbbell. Het probleem dat zich hier voordoet, is dat de schouder een rotatie-as is waarbij de arm in een cirkel om het lichaam beweegt. De arm maakt dus niet alleen een verticale beweging, maar ook een horizontale. Om volledig te zijn; angulair/rotationeel. In het begin van de beweging vindt zelfs grotendeels horizontale verplaatsing plaats. Pas richting het einde van de beweging zie je steeds meer verticale verplaatsing, en dus meer verplaatsing direct tegen de weerstand in. Aan het einde is pas pure verticale verplaatsing te zien, voor een klein moment. In de afbeelding is dit de grootste rode pijl. Hieruit kun je concluderen dat de weerstand steeds groter wordt richting het einde van de beweging, omdat een steeds meer verticale verplaatsing van het gewicht waar te nemen is. Als je dit vergelijkt met de moment arm, zie je ook dat de moment arm op dit punt het grootste is. Dit is toepasbaar op elke vorm van gewicht verplaatsen waarbij de zwaartekracht direct invloed heeft op de richting van de line of pull.

Bij cables werkt dit echter iets anders. Hier is de line of pull gelijk aan de richting van de cable. Daarbij geldt dus ook dat verplaatsing in de richting van de cable de meeste weerstand geeft, omdat dit direct tegen de weerstand ingaat. Hoewel een cable over een grotere lengte een vrij constante weerstand kan geven, zien we zeker een afname van de weerstand naarmate je meer afwijkt van de lijn van de cable. Om dezelfde reden; de gewrichten roteren de ledematen. Je hebt geen puur verticale, horizontale of diagonale verplaatsing van ledematen. Halverwege de beweging zie je de grootste weerstand tegen de cable in. Ook hier is de moment arm het grootste. Aan het begin en het einde van de beweging zie je dat de richting van de arm weer iets afwijkt van de richting van de cable en daarmee ook de weerstand afneemt. De richting van de cable kan uiteraard voor verschillende resultaten zorgen, maar het principe blijft hetzelfde. Een kleine maar belangrijke kanttekening bij de cable; een cable houdt altijd een bepaalde weerstand. De gewichten van een cable-machine trekken altijd aan de cable, omdat ze de cable naar beneden trekken. Dit zegt echter niets over de positie van de cable en de moment arm die daarbij komt kijken.

Toepassing in krachttraining

Deze principes leren je dat het erg moeilijk is om over de hele beweging de maximale weerstand op de spier te hebben. Maar door bepaalde oefeningen en weerstanden te combineren, kun je er met twee of meer oefeningen voor zorgen dat met maximale weerstand wordt getraind op het grootste deel van de spier. Aan de hand van een analyse zal dit duidelijk worden.

Triceps overhead extension vs. kickback

Links zie je een overhead arm extension met een cable en rechts een kickback. De oranje stip is de rotatie-as; in dit geval de elleboog. De oranje doorbroken cirkel is de beweging van de onderarm. De blauwe pijl is de line of pull en de rode pijl de inspanning.

De overhead extension begint waar de triceps het meest op rek/lengte is. De arm is volledig in anteflexie en de elleboog in flexie. De cable komt van onderen, dat betekent dat de opwaartse beweging voor de meeste beweging in de kabel gaat zorgen. Je ziet bij het begin van de beweging dus ook de rode pijl staan, die de inspanning aangeeft en direct tegenover de weerstand staat. Hier is de weerstand dus het hoogst aan het begin van de beweging, waar de meeste rek is op de triceps.
Bij de kickback bouwt de weerstand langzaam op en is daarom bij veel sporters geen favoriet. Aan het einde van de oefening, waar de elleboog volledig gestrekt is, zien we de meeste weerstand ontstaan. Hier is de beweging direct tegen de weerstand in (bij de rode pijl). Bij deze oefening ligt de nadruk op extensie van de elleboog, dus bij de maximale verkorting.
Dit zijn twee oefeningen die een ander gedeelte van de beweging kunnen belasten. Als combinatie in een programmering zijn ze een mooie aanvulling op elkaar.

Conclusie

In het trainen en isoleren van het bovenlichaam kun je verschillende soorten toepassingen van oefeningen en weerstanden gebruiken, om bepaalde delen van een spier of functie van een gewricht te belasten. Hierbij is het belangrijk om het waarom achter de toepassing van bepaalde oefeningen te begrijpen. De ene oefening is opzichzelfstaand niet superieur aan de andere. Voor elke oefening is vaak wel een toepassing te vinden. Een aantal belangrijke zaken om naar te kijken:

Hoe loopt de line of pull in deze oefening of soort weerstand?
Hoe groot is de moment arm in dit gedeelte van de oefening die ik wil belasten?
Kan ik zien hoe de weerstand verloopt over de hele beweging en matcht dit met het beoogde doel van de oefening?
Kan ik deze oefening los programmeren, of kan ik deze beter met een andere oefening combineren om de spier of het gewricht maximaal te belasten?

Als je deze vragen kunt beantwoorden, snap je al heel wat meer over het hoe en waarom van een oefening.