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MUSCULAR POWER AND PERFORMANCE IN MASTERS ATHLETES APPLICATION TO SPRINT RUNNING @jb_morin Pr. J-B Morin Université de Nice Sophia Antipolis Laboratoire Motricité Humaine, Education, Sport, Santé [email protected] Membre de unice.fr staps.

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MUSCULAR  POWER  AND  PERFORMANCE  IN  MASTERS  ATHLETES    

APPLICATION  TO  SPRINT  RUNNING  

@jb_morin

Pr. J-B Morin Université de Nice Sophia Antipolis Laboratoire Motricité Humaine, Education, Sport, Santé

[email protected]

Membre de

unice.frstaps.

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

MUSCULAR  POWER,  EXPLOSIVENESS  AND  SPRINT  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre deMUSCULAR  POWER,  EXPLOSIVE  STRENGTH  AND  SPRINT  

Power    =  

Force  x  elocity  =  

Work  /  Time  

Pmax  after  ≈2s    

15  to  30  W/kg  

Explosiveness    =    

Rate  of  force    production  

 Start….  

Each  step…  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

SPRINT  PERFORMANCE  AND  AGING  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

SPRINT  PERFORMANCE  AND  AGING  

-­‐0.73%  /yr    

-­‐0.89%  /yr    

-­‐1.02%  /yr    

-­‐0.82%  /yr    

Rittweger,  Proc  Roy  Soc  B,  2009

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

SPRINT  PERFORMANCE  AND  AGING  

Gatlin  (USA)  22yrs:  9.85  s  33yrs:  9.74  s  

Powell  (USA)  22yrs:  9.87  s  33yrs:  9.81  s  

Collins  (St-­‐K-­‐N)  PB  at  38yrs:  9.96  s  2003  (27yrs:  9.99  s)  2015  (39yrs:  9.98  s)  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

KNOWLEDGE…    

TRAINING  /  PERFORMANCE  HEALTH  /  WELL-­‐BEING  

Hidekichi Miyazaki WR 105yrs: 42.22 s

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre deFORCE  –  VELOCITY  –  EXPLOSIVENESS….  

Lindle,  J  Appl  Physiol,  1997    Vanderwoort,  Muscle  Nerve,  2002    

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre deFORCE  –  VELOCITY  –  EXPLOSIVENESS….  

Doherty,  J  Appl  Physiol,  2003        Porter,  Scand  J  Med  Sci  Sport,  1995  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre deFORCE  –  VELOCITY  –  EXPLOSIVENESS….  

Sipila,  Eur  J  Appl  Physiol,  1991

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre deFORCE  –  VELOCITY  –  EXPLOSIVENESS….  

Korhonen,  J  Appl  Physiol,  2006

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre deFORCE  –  VELOCITY  –  EXPLOSIVENESS….  

More « specific » tests?

Edwen,  Scand  J  Med  Sci  Sport,  2014

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

OK  WHAT  ABOUT  SPRINT  MECHANICS?  

Membre deSPRINT  MECHANICS  IN  MASTER  ATHLETES….  

Korhonen,  Med  Sci  Sport  Exerc,  2003 200  Hz

FREQUENCY  =    1/(CONTACT  TIME  +  FLIGHT  TIME)  

 ≈4  HZ  

Membre deSPRINT  MECHANICS  IN  MASTER  ATHLETES….  

Korhonen,  Med  Sci  Sport  Exerc,  2003 RUNNING  SPEED  =  STEP  LENGTH  X  STEP  FREQUENCY  

200  Hz

FREQUENCY  =    1/(CONTACT  TIME  +  FLIGHT  TIME)  

 ≈4  HZ  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de PROBLEM….  

Leg extension, jumps or temporal variables, no SPRINTING Force and Power outputs

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

1  STUDY….  

Korhonen,  Med  Sci  Sport  Exerc,  2006

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

HOW?  

Only  2  (im)possibilities        L  

SPRINT INSTRUMENTED TREADMILL St-Etienne, France Doha, Qatar Houston, TX

FORCE PLATES INSEP, Paris, France

POWER,  FORCE,  VELOCITY  MEASUREMENTS  DURING  SPRINTING  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

Rabita,  Scand  J  Med  Sci  Sport  2015  

2011  –  2015  

Sprint  Instrumented  treadmill  Track-­‐Embedded  Force  Plates  Elite  Athletes    

Horizontal  GRF    is  paramount  for  acceleration      Vertical  GRF    is  paramount  for  top  speed    HZT  Force    at  high  speed  higher  in  top  athletes    Hip  extensors  play  a  key  role    

Med  Sci  Sport  Exerc  2011  Eur  J  Appl  Physiol  2012  Scand  J  Med  Sci  Sport  2015  J  Biomech  2015  Frontiers  Physiol  2015  

DETERMINANTS  OF  SPRINT  RUNNING  PERFORMANCE  

Membre de

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

FIELD  MEASUREMENTS?  

Only  2  (im)possibilities        L  

SPRINT INSTRUMENTED TREADMILL St-Etienne, France Doha, Qatar

FORCE PLATES INSEP, Paris, France

2015  

Membre de

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

 

1927

Archibald V. HILL

1950’s

Franklin Henry

Modern Devices

v(t) = vmax.(1-e(-t/τ))

vmax

di Prampero et al., J Exp biol, 2005 Furusawa et al., 1927

Henry, 1954 Volkov & Lapin, 1979

Membre de

a(t) = (vmax/τ).e(-t/τ))

Fh(t) = m.a(t) + Fair Estimated from speed, mass and height

Ph(t) = Fh (t) . v(t)

v(t)

Ph(t) Fh(t)

Linear F-V relationship Polynomial 2 P-V relationship Validity ??

F0

V0

Pmax

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

A  simple  Xield  method  

Membre de

v(t) = vmax.(1-e(-t/τ))

Comparison with force plates

Validity, Reproductibility J

A  simple  Xield  method  

Membre de

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Coming  soon:  simpler  devices  !  

Membre de

P. Jimenez-Reyes, UCAM, Spain

iPhone6 app “MySprint”, 240 fps

E-J Marey, 1882

Fusil Chronophotographique, 24 fps

Pierre  Samozino,  PhD  University  of  Savoy                

                                 

FORCE-­‐VELOCITY-­‐POWER  outputs  of  Usain  Bolt’s  World  Record  Running  Speed  (m/s)  

Distance  (m)  

S(t) = Smax 1− e−t/τ( )

Field  Measurements  In  competition    conditions  

Computing  

Modeled  Speed-­‐time  curve  

Computed  Net  Horizontal  Force  output  

Max  Power  Output  of  30  W/kg  reached  after  about  1  s…  

Power  =  Force  x  Speed…  Specihic,  Field  Sprint  Force-­‐Velocity-­‐Power  prohile  

Jean-­‐Benoit  Morin,  PhD  University  of  Nice                  

 

“F0”  

“V0”  

Pmax  

Vopt  

F0  and  V0  are  the  theoretical  maximal  outputs  of  the  system  Vopt  is  the  speed  at  which  Pmax  is  produced  The  magnitude  of  the  slope  (F0/V0)  describes  the  Force-­‐Velocity  prohile  of  the  athlete  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

WHAT  ABOUT  MASTERS?  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de PILOT  STUDY….    

OCTOBER  3-­‐4,  2015  NICE  

THANKS: Athletes, Organizers, Julien, Mehdi, Emilien, Guillaume

39  athletes  39  to  96  years  old    Sprint  mechanics  with  aging?  Force,  Power,  Velocity,  Effectiveness  Comparison  to  young  elite  data  

Slawinski,  Scand  J  Med  Sci  Sport,  in  press  

PERFORMANCE  EN  SPRINT  CHEZ  LES  ATHLÈTES  MASTER  –  JB  MORIN  

Membre de

RESULTS…IN  PROGRESS  

Membre de

Merci !