글 / 이아영 (스포츠둥지 기자)

 

 

         선수들의 부상 예방과 체력증진을 도와주는 스포츠 체력코치 양성 프로그램이 국내서도 실시돼 앞으로 국내 체력코치가 양산될 전망이다. 대한역도연맹은 최근 올해 두 번째로 개설한 스포츠 체력코치 아카데미를 운영했다.


체력코치는 그동안 외국팀에서 많이 볼 수 있었다. 주로 선수들의 경기력 향상을 위해 체력훈련을 담당하는 것이 주된 업무이다. 2002 한‧ 일 월드컵 때 한국 축구 대표팀 감독을 맡았던 히딩크 감독은 외국서 데려온 체력담당 코치를 직접 대동하고 다녀 선수들의 체력 강화에 큰 효과를 봤다. 그동안 국내서 피지컬 트레이너로 불리던 체력코치는 주로 외국인들이 맡았던 것이 사실이다. 축구 체력코치를 영입하기위해 국내 프로팀의 경우 고액의 연봉을 주고 브라질 등 외국에서 스카우트하는 경우가 많다. 국내에서는 그동안 체력코치 양성과정이 없어 수년간 브라질 등으로 해외 유학을 가는 예도 있었다.


하지만 본격적인 체력코치 연수과정이 생김에 따라 앞으로 많은 체력코치가 양성될 수 있을 전망이다. 지난 1차 때 선수, 지도자, 체육학 전공자 등을 대상으로 수강생들을 모집했다.

 

 

SPCA(Sport Physical Coach Academy) 2기생들의 모습 ⓒ 이아영

 

 

체력코치 과정은 13주 156시간에 걸쳐 이론과 실기 교육으로 이뤄지는데 주말에 교육이 실시된다. 수강생들과 강사진의 일정 등을 고려했기 때문이다. 강사진은 대학교수, 국가대표 지도자 등으로 구성되어 있다.

 

 

한국체육대학교 역도부 학생들이 전국 대회에서 휩쓸어 온 금메달 ⓒ 이아영

 

 

 교육 3주차인 9월 15일 토요일, 한국체육대학교 역도 훈련장에서 태릉선수촌 체력 지도위원인 천우호 박사와 한국체대 역도 교수인 염동철 박사의 역도 수업이 진행되었다.

 

 

수강생들에게 열정적인 지도를 하는 염동철 교수 ⓒ 이아영

 

 

염동철 교수는 자세가 잘 나오지 않아 어려움을 호소하는 수강생을 위해 거울 앞에서 1:1 지도를 했다. 쉬운 이해를 위해 종이에 자세를 그려가면서 문제점을 분석해주는 섬세함을 보이기도 했다.


염동철 교수는 “명확한 이론, 실기 능력을 갖춘 지도자를 양성하고자 하는 것이 목적이다. 주먹 구구 식으로 그 종목 출신이라는 이유만으로 지도자를 선발하는 것은 과학적이지 않다”며 “쇼트트랙 국가대표 트레이너로 취업이 된 1기 출신 이송엽 같은 교육생이 많이 나오길 기대한다”고 말했다. 

 

 

수강생의 자세를 분석하고 있는 염동철 교수 ⓒ 이아영

 

 

선수들이 직접 훈련하는 훈련장에서 최고의 강사진의 지도아래 강습을 받는 교육생들은 한 마디라도 놓치지 않겠다는 듯 진지한 자세들이었다. 실제 역도 선수들이 경기 시 섭취하는 바나나, 이온음료, 초콜릿 등의 간식이 준비된 것을 보고 마치 진짜 선수들이 훈련하는 분위기 같은 느낌이 들었다.  

 

 

역도 동작을 지도 중인 천우호 태릉선수촌 체력지도위원 ⓒ 이아영

 

 

천우호 박사는 국가대표 선수들을 지도하다가 이런 아카데미를 개설해야겠다는 아이디어를 얻었다고 했다. 선수촌 웨이트 트레이닝장을 찾는 국가대표 선수들은 기본적으로 역도선수들이 매일 실시하는 데드리프트(Dead Lift), 백스쿼트(Back Squat), 파워클린(Power Clean)등을 필수적으로 한다. 역도 선수 출신인 천우호 박사는 온몸의 균형 발달이 필수인 역도 분야에서 경험한 다양한 트레이닝 기법으로 다른 종목 선수들의 전문 체력을 키우는 데 거의 그대로 적용하고 있다. 그는 모든 운동의 기본이라고 할 수 있는 역도 동작의 자세가 잘 나온다면 웨이트 트레이닝을 하는데 있어서 많은 도움이 된다고 말했다. 또한 체력 코치는 선수들에게 제대로 된 훈련을 시키기 위해서는 스스로 할 줄 알아야 한다고 했다. 교육생들은 앉아서 수업만 듣는 것이 아니라 실제 선수들처럼 운동을 하면서 배웠다. 교육생들은 토, 일요일 이틀에 걸친 교육을 받으면 온 몸이 아프지만 실력이 점점 쌓이는 느낌에 뿌듯하다고 말했다.

 

 

2주차 최대근력 트레이닝법 및 1RM측정 기능적 리프팅 기초 실기 수업을 받는 교육생의 모습에서

미래의 훌륭한 지도자의 얼굴을 볼 수 있다. ⓒ 이아영

4주차 태릉선수촌에서 실시한 무산소 지구력 트레이닝 수업 ⓒ 이아영

 5주차 박종규 박사와 함께 하는 트레이닝 역학 수업 장면 ⓒ 이아영

7주차 대한체조협회 변정은씨가 유연성 트레이닝을 지도하고 있다. ⓒ 이아영

7주차 태릉선수촌 레슬링장에서 특수장비 트레이닝 실시 중인 교육생의 모습 ⓒ 이아영

 

각 종목의 국가대표 지도자들은 전문 종목 기술이나 전술에 있어서 탁월한 능력을 갖고 있다. 하지만 체력을 전문적으로 발달시키기 위해서는 역도 동작과 유사한 웨이트 트레이닝에 대해 해박한 지식을 가진 체력 전문 지도자가 필요하다. 따라서 체력코치 아카데미 강사진으로 전문 체력 분야에서 많은 경험과 노하우를 쌓은 전문가들이 대거 참여했다.

 

 

선수들과 함께 하는 삶이 행복해 보이는 천우호 박사의 모습 ⓒ 이아영

 


 이론교육은 천우호 박사, 김은국 고려대 재활의학과 교수, 이제훈 가톨릭의대 교수 등이 맡았다. 또 조인호 한국체대 교수, 엄현섭 건양대 교수, 김태규 태릉선수촌 스포츠의학실 박사, 박종철 체육과학연구원 운동역학실 박사 등이 이론교육을 돕는다. 실기교육은 이형근 역도 국가대표 감독, 박선환 진천선수촌 체력 트레이너, 안무진 레슬링 국가대표 트레이너, 전병관 역도 상비군 감독 등이 책임지고 있다.

 

스포츠체력코치 자격연수 교육장소 ⓒ 이아영

 

 

 천우호 박사는 "늦은 감이 있지만 국내에서도 체력코치 양성기관이 생겨 다행이다"며 “아마추어와 프로를 불문하고 한국체육 발전에 미치는 긍정적 영향이 대단할 것”이라고 예상했다. 그는 아직 홍보가 원활하게 이루어지지 않아 관심이 있어도 정보가 없어 참가하지 못하는 지도자들이 많은 것 같다고 밝혔다. 한 교육생은 “이렇게 좋은 프로그램을 알게 되어서 먼저 교육을 받았다. 1기 교육을 수료하고 2기생들을 위해 함께 아카데미에 참여하며 취업이나 지도관련 정보를 공유하고 있다”고 말하기도 했다.

 

주말을 모두 반납하고 열심히 교육을 받는 이들을 보면서 대한민국 스포츠의 저변이 한층 넓어지고 두터워질 것으로 기대한다.

 

 

 1기 교육생 이송엽씨 인터뷰

 (현재 대한민국 쇼트트랙 국가대표 트레이너로 활약 중)

 

항상 잘 웃는 이송엽 트레이너의 모습 ⓒ 이송엽 제공

 

 

1. 교육은 언제까지 받으셨나요?
 >> 아카데미가 개설된 3월부터 6월까지 받았습니다.

2. 원래 목표는 무엇입니까?
 >> 세계 최고의 트레이닝코치(지도자)가 되어 제가 가는 곳마다 드림팀을 만드는 것이 목표입니다. 대표팀, 프로팀을 막론하고 외국에서 비싼 연봉에 지도자를 영입하는 사례가 많습니다. 도대체 외국의 트레이닝코치들은 나와 무엇이 다르며 어떤 방식으로 엘리트 선수들의 경기력 향상을 위하여 뛰는지 궁금하였습니다. 세계 각국의 트레이너들과 소통할 수 있는 국가대표팀에서 일해보고자 하는 목표를 갖고, 현재 쇼트트랙 국가대표팀에 오게 되었습니다.

 

3. 쇼트트랙 트레이너가 되기 전에는 무슨 일을 하고 있었나요?
 >> 2007년에는 필리핀 U-13 축구대표팀 트레이닝코치로 약 1년간 있었습니다. 그 후 상무신협 배구단에서 헤드트레이너로 있었고, 작년까지는 KIA타이거즈 프로야구단 1군에서 트레이너로 있습니다.

 

4. 교육을 통해 얻은 것 중 가장 큰 가르침은 무엇이었나요?
 >> 사실 트레이닝 원리 및 운동 생리학에 대한 부분은 여러 논문과 책을 통하여 많이 접할 수 있었지만, 이 교육에서 가장 큰 장점은 현장에 직접 계신 선생님들의 노하우와 아이디어, 그리고 트레이닝 방법론적인 것들을 배울 수 있다는 것이라고 할 수 있습니다. 그리고 현재 모든 종목에서 훈련하고 있는 파워클린 및 스내치 등의 전문 훈련 방법들을 정확하고 빠르게 배울 수 있다는 것이 큰 장점인 것 같습니다. 또한, 많은 지도자들이 간과하고 계신 영양학적인 부분도 딱 짚고 넘어가주시니 좀 더 전문적으로 선수들을 관리 및 훈련시킬 수 있었습니다.

 

5. 강사진들의 구성은 마음에 들었는지, 그리고 어떤 지도 방법 등을 배울 수 있었나요?
  >> 강사진들은 이름만으로도 워낙 체육계에서 유명하신 분들이시라 흡족하였습니다.

아직 현역들이시기에 현장실기와 학술적으로 가장 최신의 것들을 배울 수 있었고요.

 

6. 국가대표 트레이너라는 자리까지 오게 되었는데 감회가 어떠신지?
  >> 합격 발표가 난 순간 정말 기분이 좋았어요. 그런데 앞으로 잘해야 한다는 부담감에 어깨가 무겁기도 했죠. 선수들을 만나고 목표를 향해 함께 걸어갈 수 있어서 기뻤습니다. 이곳에 들어온 이후 공부도 더 많이 하려고 노력 중입니다. 제가 많이 알아야 잘 가르쳐 줄 수 있으니까요.

사실 국가대표팀 트레이너라는 위치는 자리 변동도 많이 생길 수 있는 자리라 한 종목에 오래 계시는 분들이 흔하지는 않습니다. 정말 열심히 해서 올림픽이라는 무대를 경험해 볼 수 있다면 많이 설레일 것 같습니다.

 

7. 교육에서 배웠던 많은 부분들을 실제로 활용한 사례가 있나요? 
  >> 네. 제가 현장에서 쓰고 있는 대부분의 프로그램이 교육 때 배웠던 내용들입니다. 그만큼 교육내용이 현장에 가깝게 구성되어있다고 자신 있게 말씀드릴 수가 있겠네요. 물론 종목별 특이성에 맞게 변화를 주셔야 하겠죠^^
 현재 교육 때 배웠던 중량운동과 리프팅운동을 주로 사용하고 있는데 저희 종목에 맞게 조금 변형을 시켰습니다. 이 활용사례를 통해 이번 시즌 월드컵에 걸려 있는 총 금메달 10개 중 6개를 대한민국이 차지할 수 있었습니다. 쇼트트랙 국가대표팀은 처음으로 체계적인 중량운동 시행했습니다. 예전에는 중량운동에 비중을 두지 않았던 경향이 있었습니다. 하지만 이 훈련법을 통해서 선수들의 속도가 향상된 것을 확인하고 나니 정말 뿌듯합니다.

 

이송엽 트레이너 투입 전, (작년시즌과 올 시즌의 월드컵 1차 성적) 비교

2011-2012 시즌

-2

-5

-3

2012-2013 시즌

-6

-2

-2

 

특히 남자부 곽윤기 선수와 여자부 심석희 선수의 성적이 눈에 띄게 향상되었습니다. 곽윤기 선수는 2009년 2월 7일에 세운 1:25.212의 기록을 지난 대회에서 2초나 단축시키며 성인부문 세계신기록인 1:23.007을 기록했습니다. 심석희 선수는 2012년 2월 26일 호주 멜버른에서 열린 경기에서 1000m를 1:30.208이라는 기록으로 세계 주니어 기록을 갱신했습니다. 올 시즌 첫 월드컵에서는 1:26.661이라는 기록으로 성인부문 세계신기록을 달성했습니다. 불과 8개월 사이에 무려 4초를 단축시켰습니다. 이는 저만의 노력이 아닌 선수와 코치진들의 노력이 조화를 이루었기에 가능한 성과였다고 생각합니다.

 

 

쇼트트랙 국가대표 선수 노진규, 이소연, 심석희 선수와 함께 ⓒ 이송엽 제공

 

8. 차기 교육생들에게 조언 한마디.
  >>  안녕하세요.^^ SPCA 1기 회장을 맡았던 이송엽입니다. 저와 같이 공부를 하셨던 분들 중에 능력 있는 선생님들이 많이 계신데 제가 인터뷰를 갖게 되어 정말 영광입니다.

저를 지도해주신 체력코치협회위원님들에게도 깊은 감사를 드립니다. 빠르게 발전하고 있는 각국 스포츠현장에서 체력에 대한 부분은 그 중요성이 나날이 강조되고 있습니다. 현재 프로구단들은 트레이너도 의무와 체력 두 파트로 나뉘어져 있으며 시간이 갈수록 각 파트별로 더욱 전문화되고 분업화됩니다. 체력코치협회는 그 어떤 그룹보다도 엘리트 선수들의 체력향상에 대해서 전문화된 지식과 실기 능력을 보유하신 강사진들로 구성되어 있고 현재 현장에 몸담고 계시는 지도자 선생님들이 많이 계십니다. 연수 내용도 현장에 최대한 가깝게 구성되어있는 장점이 있어 트레이닝과 엘리트 선수의 경기력향상에 대한 정확한 기초지식 확립에 도움이 되며 개인능력 발전에 많은 도움이 될 거란 생각이 듭니다. 저 또한 이 교육을 통해 한 단계 발전했다고 감히 말씀드릴 수 있을 정도로 양질의 교육이라고 생각됩니다. 그러니 중간에 지치지 마시고 마지막까지 불타는 열정으로 교육을 끝마치시고 실제 현장에서 한 번 더 뵙기를 간절히 바라고 있겠습니다.

 



 * 2기 교육은 12월 2일에 종강했으며, 다가오는 3기 교육은 2013. 1. 7(월)부터 선착순 모집이라고 하니 토종 체력코치가 되기를 희망하는 체육인들은 아래의 사이트를 활용하면 도움이 될 것으로 본다.
<스포츠 체력코치 아카데미 홈페이지 주소 http://spc.ac/>

 

 

 

ⓒ 스포츠둥지

 

 

 

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                                                                                      글 / 이해동 (연세대학교 체육교육과 교수)

이번 칼럼에서는 운동 수행 능력을 최적화 시키기 위해 인체의 바이오 엔진이라고 할 수 있는 근육의
기능 최적화에 대하여 이 분야의 권위자인 Dr. Walter Herzog (Faculty of Kinesiology, University of
Calgary)가 Sport-Orthopadie-Sport-Traumatologie 25:286-293 (2009)에 게재한 “The biomechanics of
muscle contraction: optimizing sport performance”를 바탕으로 논의해 보고자 한다.

인체의 움직임은 근수축으로 발현된 힘에 의해서 만들어진다. 특히 최대 근파워를 필요로 하는 스포츠
에서는 근육의 수축 특성이 기록을 좌우한다고 해도 과언이 아닐 것이다. 주•도•투가 주를 이루는 육상
경기뿐만 아니라 스피드 스케이팅, 스프린트 사이클, 야구, 축구 등 많은 스포츠 종목에서 근육의 폭발
적인 파워를 필요로 하며, 이는 주동근뿐만 아니라 (1) 협력근들의 효과적인 작용, (2) 최대 근활성화,
그리고 (3) 최적화된 근육의 기계학적 특성이 필요하다.

공학적인 개념에서 근파워(P)는 아래 공식과 같이 나타낼 수 있다.


F 시스템에 작용하는 기계학적인 힘; r 시스템의 전위; v 속도: t 시간

이 공식을 바탕으로 우리는 어떻게 근파워를 최대화 시킬 수 있을까? 이 질문에 대한 당연하고 명확한
답변은 트레이닝을 통해 근력(F)과 수축속도(v)를 극대화 시키면 된다는 것이다. 하지만 완벽하게 훈련된
선수의 경우 더 이상의 근력과 수축 속도의 향상을 기대하기는 힘들다. 이 경우 근육의 기초 수축 특성인
길이와 최대 근력 그리고 수축 속도와 근력(혹은 파워)을 생각해 볼 필요가 있다(그림 1).


                     (그림 1) 근육길이-최대 근력(Force-Length Relationship, FLR; 좌)과 수축 속도
                                    -근력(파워)(Force(Power)-Velocity Relationship, FVR; 우) 관계


근육의 길이와 최대 근력 관계(Force-Length Relationship, FLR): 근육이 발현할 수 있는 최대 등척성
근력은 근육의 길이에 의해서 결정된다. 이 관계는 1966년 Gordon 등에 의해서 밝혀졌는데 근절
(sarcomere)을 구성하는 액틴 필라멘트와 마이오신 필라멘트 사이에서 힘을 발현하는 크로스브릿지의
숫자가 최적인 길이(최적 근육길이)에서 최대 근력이 발현되고 이 길이를 중심으로 길이가 짧아지거나
길어지면 근력 발현 잠재력은 감소하게 된다. 이 관계를 바탕으로 운동선수의 운동능력 향상에 대하여
생각해 보면, 최대 근파워를 발현하기 위해서는 주어진 관절의 운동 범위를 고려하여(인체 근육은
관절의 운동범위 제한 때문에FLR 전 영역을 사용하지 못한다.) 최적 근육길이에 가장 가까운 영역에서
동작을 수행한다면 보다 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이다.

근육의 수축 속도와 최대 근력 관계(Force-Velocity Relationship, FVR): 앞서 언급한 공식에서와 같이
근파워는 근력과 수축 속도의 곱으로 표현할 수 있다. 따라서 계산된 근파워값을 수축 속도에 대해
나타내면 근수축 속도와 근파워와의 관계를 얻을 수 있다. 일반적으로 최대 근파워를 낼 수 있는 근육의
수축 속도는 최대 근수축 속도의 약 30% 지점이라고 보고되고 있는데 이론적으로 앞서 언급한 최적
근육의 길이에서 최대 근수축 속도의 30% 정도로 수축할 때 근육은 최적 수행 능력을 발휘할 수 있다.

 

                                   (그림 2) 사이클 선수와 육상 선수의 기초 근수축 특성 차이


훈련을 통한 기초 근수축 특성 변화: 사이클 선수와 육상 선수는 운동 수행 자세에 있어서 차이를
보인다. 사이클 선수는 고관절이 상당히 굴곡된 상태에서 운동을 수행하고 육상 선수는 고관절이
신전된 상태에서 운동을 수행한다. 즉 사이클 선수는 상대적으로 짧은 근육 길이에서 근파워를 필요로
하고, 육상 선수는 상대적으로 긴 근육 길이에서 근파워를 필요로 한다. 이러한 점을 운동자세의
해부학적 차이로부터 알 수 있으며, 특히 대퇴사두근의 하나인 대퇴직근(rectus femoris)의 운동범위가
두 종목간에 큰 차이가 난다는 점을 쉽게 알 수 있다. 이와 같은 종목 특성을 반영하듯이 사이클 선수는
짧은 근육 길이, 육상 선수는 긴 근육 길이에서 최대 근파워를 발휘할 수 있는 특성화된 근수축 특성을
가지고 있는 것을 볼 수 있다. 우수한 선수들은 유전적으로 이러한 특성을 타고 난 것인지, 아니면
장기간의 강도 높은 훈련이 이와 같은 특성을 만들어 낸 것인지에 대해서는 현재 명확하지 않다.
하지만 일반인들의 근수축 특성이 크게 차이가 나지 않는 점을 고려해 보면 종목의 특성과 장기간의
고강도 트레이닝이 그림 2에서와 같이 대퇴직근의 기초 근수축 특성까지 변화시키지 않았나 생각해
볼 수 있다. 이 점을 고려하여 선수들에게 최적 바이오 엔진 장착 시키기 위해서 현재 스포츠 과학자와
현장 지도자 간의 긴밀한 협조를 통해 종목의 특성을 반영할 수 있는 특성화된 트레이닝 방법
연구/개발이 활발히 진행되고 있다.

근역학적 측면에서 최적 근파워 발현을 위한 스포츠 과학에 대하여 간략하게 논의해 보았다. 보다 자세한 내용은 이 칼럼의 바탕이 된 Dr. Herzog총설 논문을 참고하기 바란다.

ⓒ 스포츠둥지



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                                                                                         글 / 이해동 (연세대학교 체육교육과 교수) 


지난 칼럼 (근육 기능에 영향을 미치는, 4가지 요인)에서는 근육의 수축 특성에 대하여 소개하였다.
이번 칼럼에서는 근수축 특성과 관련하여 다양한 구조 수준에서 근육의 기능에 영향을 미칠 수 있는
요인 중 “건조직 (tendon tissue)”에 대해서 이야기 해 보고자 한다.

인체의 움직임이 발현되는 과정은 다음과 같이 간략하게 정리해 볼 수 있다: 신경으로부터 신호를
받은 근육이 수축을 통하여 기계학적인 힘을 발현하면, 이 힘이 근육과 연결된 뼈에 전달되며, 그
뼈들이 구성하는 관절에서 근육이 발현한 근력과 근육과 관절의 공간적 구조에 의해서 만들어지는
모멘트암의 복합적인 작용으로 회전력이 만들어내게 되며, 이 회전력에 의해서 관절이 움직이게 된다.
따라서 관절에서의 움직임을 심도 있게  이해하기 위해서는 근육 자체의 힘 발현 능력뿐만 아니라 신경
-근육-골격이 구성하는 시스템에 대한 이해가 필요하다. 본 칼럼에서 집중적으로 다루고자 하는 부분은
근수축에 의해 발현된 근력이 뼈에 전달되는 과정에서 중요한 역할을 담당하는 건조직의 특성 및 기능이다.

인체의 근육은 뼈에 직접 연결되거나 건 혹은 건막을 통해서 연결된다(그림 1). 많은 근육들은 건조직
을 통해서 뼈에 연결되는데, 건은 스프링(탄성체)과 같은 특성을 갖는다(Alexander 2002). 잡아당기면
늘어나고 당기는 힘이 제거되면 원래 길이로 돌아오는 탄성 특성은 인체 근육의 활동을 보다 효율적으로
만들어 주는 중요한 역할을 한다.


                                       (그림 1) 자기공명 영상을 사용한 아킬레스건과 건막의
                                                      삼차원 구조 특성 (Lee et al., 2006)


건의 특성은 일반적으로 사체연구를 통해 얻는데, “잡아당기는 힘(tension force)”에 따른 “길이 변화(elongation 혹은 deformation)" 곡선으로부터 경도(stiffness)와 강도(failure load) 등의 변인을 추출하여
기계학적 특성을 결정한다(그림 2). 이와 같은 건의 탄성 특성 때문에 육안으로 관절의 움직임을
관찰하여근육의 수축 모드(등척성, 단축성 혹은 신장성)를 판단할 경우 실제 수행되는 근육의 수축
모드를 다르게 결정할 수 있다. Griffiths의 연구(1991)에서는 근육의 길이가 늘어나는 와중에도
근섬유의 길이는 일정하게 유지되거나 짧아질 수 있다는 결과를 보고 하였다. 이 결과는 최근 의료
영상을 활용한 인체 연구에서도 증명 되었다(Kawakami et al., 2002). 즉 관절의 각도, 근육의 길이,
근섬유 길이의 변화는 동기화된 형태로 나타나지 않는데, 이는 탄성 특성을 갖는 건의 역할 때문
이라고 할 수 있다.


                                   (그림 2) 하지 삼두근 건의 기계학적 특성 (Roger et al., 2002)

건의 탄성 특성은 우리가 일상생활에서 행하는 걷기, 뛰기와 같은 기초적인 이동 동작에서 건의
길이가 늘어나면서 저장한 탄성 에너지를 추진 구간에서 재활용 할 수 있게끔 도와주어 근수축
활동을 경감시키고 따라서 근수축에 필요한 대사 에너지를 절감시키는 역할을 한다. 또한 주(週),
도(跳), 투(投) 동작을 포함하는 많은 스포츠 활동에서 근육만 존재했을 경우보다 효과적으로 더
높이 뛰고, 멀리 던지고, 빠르게 달릴 수 있도록 도와주는 기능뿐만 아니라 건의 탄성으로 인해서
건 자체와
근육의 상해를 예방하는 기능도 수행한다.  
인체의 골격근은 부하환경에 민감하게 적응하는 기관
이다. 이 칼럼이 부가적으로 제공하는 정보는 근육과 함께 인체의 건조직 또한 주어진 부하 환경에
적합한 근-건 복합체 기능을 수행할 수 있도록 그 특성이 변한다는 점이다.  Reeves et al. (2002)의
연구에서 14주의 저항 운동이 슬개건 경도를 69% 증가시켰다는 결과는 건의 부하환경 적응성이
근육과 견줄 만 하다는 점을 보여주고 있다(그림 3), 또한 노화에 따른 건 특성의 변화로서 최근
Onambele et al. (2006)은 하지 삼두근 건막의 경도가 노화에 따라 감소한다고 보고하였다.  



                              (그림 3) 트레이닝에 의한 건의 탄성 특성 변화 (Reeves et al., 2003)

요약하면, 탄성 특성을 갖는 ‘건’이라는 조직은 근육과 함께 근-건 복합체를 구성하여 인체 동작의
효율성을 증대시키고, 운동 기능을 향상 시키며, 상해를 예방하는 기능을 수행하는 조직으로서 
부하환경에 잘 적응하는 특성을 가지고 있다.
따라서 건조직의 특성은 특성은 인체의 움직임 특히
스포츠와 관련된 기능의 이해에서 연관 조직의 기능과 더불어 항상 염두에 두어 야할 중요한
조직이다. 

ⓒ 스포츠둥지

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                                                                              글 / 윤석훈 (한국체육대학교 사회체육과 교수)


선진사회로 갈수록 의료시설의 발달이나 식생활 개선 등의 원인으로 인간의 수명은 연장되어지고
있고 이것으로 인하여 증가된 노인들의 문제는 사회적으로나 경제적으로 우리나라도 벌써 심각한
수준에 이른지 오래이다. 노인들의 20%이상이 사고 상해로 사망하고 있다는 것을 알고 있는가? 그중
가장 자주 일어나는 노인 상해가 낙상이다. 노인의 낙상은 젊은이들의 그것과 다르게 일상생활에서
일어나고 또 죽음으로까지 쉽게 연결되기 때문에 그 심각성이 더하다.

그러면 왜 노인들이 젊은이들에 비하여 쉽게 넘어질까? 보다 나아가서는 인간은 왜 넘어 질까? 언 듯
보기에는 아주 쉬운 질문 같지만 대답은 그리 쉬워 보이지 않는다. 근본적으로 인간이 넘어지는
이유는 중력 때문이다. 중력은 지구 중심에서 지구위의 모든 물체를 끌어당기는 힘인데 지표면을
기준으로 약 9.81m/s2 의 크기로 끌어당기고 있다. 사실, 인간은 일상생활 중에 느끼지는 못하지만
이러한 중력을 이기면서 생활하고 있다. 쉬운 예로 서있는 것보다는 않아있는 것이 편한 이유는
서있는 자체도 지구 중력의 반대 방향으로 움직임을 행하려는 행동이기 때문에 이것을 유지하기
위해서는 하지의 근력 등 신체를 이용하여 힘을 발휘하여야 하기 때문이다. 그리고 매우 힘든
운동이나 일을 한 후 서있기 보다는 앉거나 누우려는 이유는 이러한 중력을 이기려는 것보다 그대로
받아들이는 것이 편하기 때문이다.

또한, 낙상의 측면에서 보면 지면과의 접촉형태가 낙상의 변수가 될 수 있다. 즉, 중력을 한발로
지지하느냐? 아니면 두발로 지지하느냐? 에 따라 몸으로 느끼는 중력은 다를 수 있고 이것을 다른
용어로 신체의 밸런스라고 표현한다. 신체의 밸런스는 기본적으로 신체중심의 높이가 낮거나,
지지하는 발이 형성하는 면의 면적(기저면)이 클 때 안정적이라고 보고되고 있다.

이렇듯 굳이 극도의 힘을 필요로 하는 엘리트 스포츠 현장을 살펴보지 않더라도 일반인들은 생활
속에서 중력을 이기기 위해 소위 힘을 쓰면서 살고 있다. 그런데 이러한 일상생활에서 필요한
근력이 약하면 어떻게 될까? 노인들은 자연발생적으로 나이가 들면서 근력의 퇴화를 보인다.
그렇기 때문에 자신이 의지와는 다르게 일상생활에서 쉽게 넘어지게 되는 것이고, 통계청에
의하면 노인 중 1/3은 일년에 한번은 넘어진다고 보고되고 있다.

                                                        그림. 폴 형태의 보행보조기구

그러면 노인들의 낙상을 예방하는 방법은 없을까? 가장 간단한 방법은 퇴화된 하지근력을 규칙적인
운동을 통해 강화시키는 것이다. 요사이 가장 각광받는 것이 걷기운동인데 이것 또한 그리 쉬워
보이지 않는다. 왜냐하면 대상이 노인이기 때문이다. 건강을 위해서 걷기 운동을 하다 넘어지면
그보다 낭패는 없기 때문이다. 그렇기 때문에 많은 역학자들은 노인들이 보다 안전하게 걷기 운동을
수행할 수 있게 하여 그들 자신의 건강을 유지하고 근력을 강화시켜 낙상을 예방하려는 데 도움을
주려고 노력을 하고 있다. 그 대표적인 것인 폴 형태의 보조기구들인데 <그림1> 이것들은 운동역학적
으로도 무척 효과가 있다고 검증되고 있다.

일반적인 보행의 패턴을 지면과의 접촉을 중심으로 표현해 보면 <그림 2>와 같은 패턴이 반복적으로
이루어지고 있음을 알 수 있다. 이때 기저면은 한발 지지기때는 발의 넓이, 두발지지기는 두발의 끝을
연결한 다각형의 면적임을 알 수 있다. 젊은이들처럼 하지 근력이 강한 경우에는 한발 지지기에도 잘
버틸 수 있지만 노인의 경우에는 기저면이 가장 좁은 한발 지지기가 낙상이 일어날 수 있는 중요한
순간이다. 이에 반해서 <그림 3>에서 보이는 것과 같이 폴을 사용한 보행에서는 한 쌍의 폴이 보행시
번갈아 가면서 지면을 접촉하고 있기 때문에 몸이 한발로 중력을 지탱하는 경우는 거의 없다. 또한
많은 연구에서 폴을 이용한 보행시 폴이 발의 충격을 최대 25%까지 감소 시켜준다고 보고하고 있고
폴을 사용하기위해서는 상체도 이용해야하기 때문에 이에 관련된 근력도 최대 37%까지 증가
시켜준다고 보고하고 있다.

                                                   그림 . 일반적인 보행 패턴과 기저면


                                                 그림 . 폴 보행시 발생되는 기저면의 형태


노인낙상의 문제는 현대사회에서 가장 시급히 해결해야 될 문제이다. 이들의 문제는 그들 자신에서
끝나지 않고 사회에 미치는 파장이 다른 사회적 문제에 비교하여 무척 크기 때문이다. 또한 그들이
다른 세계의 사람이 아니고 우리들의 미래이기 때문이다. 그렇기 때문에 운동역학분야에서 다양한
연구 및 기구의 개발을 통해 노인의 낙상을 줄여줄 수 있다면 이것은 운동역학 학문의 발전과 동시에
사회적으로 기여할 수 있는 계기가 될 것이다.

ⓒ 스포츠둥지


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                                                                               글 / 이연종 (세명대학교 생활체육학부 교수)

2008년도 우리나라 최초 우주인인 이소연씨가 지구를 떠나 국제우주정거장에서 떠다니면서 생활
하는 모습을 방송으로 보았을 때 우리는 중력과 무중력에 대해서 이해하는 계기를 가졌다. 중력
이라는 것은 지구가 물체를 지구중심 쪽으로 끌어당기는 힘과 물체가 지구를 당기는 힘 사이에
생기는 무게감으로, 만약 지구 중심에서 잡아당기는 힘과 반대 방향인 땅에서 우리 몸을 위로
밀어 올리는 반작용인 수직항력이 없다면 중력만 존재하는, 즉 '무(無)중력 상태'가 되어 인체는
공중을 떠다니게 될 것이다.

다행스럽게도, 지구상에서 생활하는 인간은 항상 중력의 영향을 받으면서 생활하고 있기 때문에
그런 걱정을 할 필요는 없다. 하지만 우리가 살고 있는 지구는 완전 한 구가 아니라 약간의 타원으로,
지구의 자전으로 생기는 원심력이 위도에 따라 조금씩 다르다. 즉 중력의 반지름이 크고 원심력이
강한 적도에서는 중력의 크기가 작으며, 반지름이 작고 원심력이 약한 극지방에서는 큰 크기를
보인다. 또한 같은 위도라고 해도 고도가 높을수록 대기의 기압이 고기압 상태에 있을수록 중력은
작아지게 된다. 실제로 일상생활에서는 중력의 차이에 따른 영향을 느끼지 못하나, 기록을 다투는
스포츠에서는 이런 차이가 경기력에 영향을 미치게 된다.

만약 중력이 작다면 어떠한 현상이 생길까? 아마도 점프력을 필요로 하는 스포츠 종목 선수들의
경우는 힘껏 뛰어 올라간 뒤 충격 없이 가볍게 내려 올 수 있을 것이다. 창던지기 선수들의 경우에는
본인이 지닌 기록보다 더 멀리 창을 던질 수 있을 것이다. 반대로 중력이 크다면, 선수들은 자신의
몸무게가 더 무거워지기 때문에 경기력을 발휘하기 위해서 더 큰 근력이 필요할 것이다.

중력에 대항하는 대표적인 종목으로 역도를 들 수 있다. 세계적인 역도선수인 장미란 선수도
경기에서 평상시 본인의 들었던 바벨보다 무겁게 느껴진다고 호소하는 경우가 있다고 한다. 이는
아마도 경기가 열리는 도시 마다 실제로 중력의 크기가 미세하나마 다르기 때문으로, 큰 중력이
작용하는 도시에서 경기를 했을 때는 평상 시 보다 더 무겁게 느끼게 될 것이다.

중력은 단지 역도 선수에게만 적용되는 것만은 아니다. 2010년 밴쿠버 동계 올림픽에서 피겨
스케이팅, 쇼트트랙, 스피드 스케이팅 경기에서 우리나라 선수들은 우수한 경기력을 보였다.
이와 같은 빙상운동에서도 중력은 매우 중요한 역할을 한다. 얼음 위에서 트랙을 돌거나 선회하는
동작은 원운동의 하나로, 이러한 원운동에 필요한 구심력 또한 중력이 없으면 만들어지지 않는다.
김연아 선수가 탁월한 점프와 우아한 선회동작을 할 때 그녀의 다리근육은 스케이트 날을 통해
얼음판에 전해지는데 그 때 얼음판과 다리의 각도가 그림의 각도 가 되면 다리의 힘과 중력의
합력이 구심력으로 작용하여 선회 동작이 일어나게 되는 것이다.

중력과 싸우는 또 다른 종목으로 봅슬레이를 들 수 있다. 봅슬레이는 최대 시속 130 ~ 140㎞로
달리면서 커브를 돌게 되는데 이때 선수는 중력의 거의 4배에 가까운 압력을 견뎌야 한다. 이를
극복하기 위해 선수에게 강인한 체력이 요구 시 되는 것은 당연할 것이다.

이밖에도 중력은 인간의 모든 움직임에 영향을 미치고 있다. 걸을 때도 중력의 영향을 받는다. 몸을
앞으로 이동하기 위해, 발은 지면에 대하여 적당한 각도로 힘을 가하게 되는데, 이 힘에 대하여
크기가 같은 정 반대 방향의 힘(반작용)이 다시 인체에 작용하게 되면서, 이러한 힘과 중력의 합력에
의해서 앞으로 걷게 되는 것이다. 만약 중력이 없다면 몸은 앞으로 나가지 못하고 지면이 미는 방향
(지면과 의 각도)으로 지구를 떠다니게 될 것이다. 배구, 농구, 야구 등 구기 운동에도 중력의 영향을
배제할 수 없다. 일단 공이 선수의 손이나 배트를 떠나면서 부터 이 공에 작용하는 힘은 오직 중력,
공기의 마찰력, 그리고 공기의 압력차(바람) 뿐 이며, 이 때 물체의 공중 비행 모습은 포물선 형태를
보이는데 이러한 괘적을 보이는 스포츠에서 중력은 중요한 요인으로 작용한다.

중력이 없었다면 이와 같은 운동은 불가능했을 것이고, 인생은 매우 따분해졌을 것이다. 물론 중력이
없었다면 인생 자체가 없었겠지만.....

이와 같이 걷고 달리고 무거운 것을 들거나 던지는 운동, 빙상 경기, 요트나 카약, 등 모든 운동경기에는
중력이 직접적이고 중요한 영향력을 행사한다.

ⓒ 스포츠둥지

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  • back 2010.05.26 22:25 신고

    "또한 같은 위도라고 해도 고도가 높을수록 대기의 기압이 고기압 상태에 있을수록 중력은
    작아지게 된다"
    -------------------
    고도가 높을수록 중력이 작아짐은 당연하나,
    고기압상태에 있을수록 중력이 작아진다는 것이 물리에 맞습니까^^?

    그리고

    그림상에서, 피겨동작이나... 걷는 동작에서 중력벡터그림은 운동자의 신체중심에서 백터를 표시해야 맞다고 생각이 듬니다...^^;

                                                                                               글 / 전병관 (대한체육회 전임지도자)


인간은 자신의 몸무게 3배가 넘는 무게를 들어 올릴 수 없다는 것이 일반적인 정설이지만, 1988년
서울올림픽 역도 60kg급에 출전한 터키의 슐레이마노글루 선수는 자신 몸무게의 세배하고도 10kg
더 무거운 190kg의 무게를 들어 올리며 전 세계인의 주목을 끌었다. 그렇다면 슐레이마노글루
선수는 어떻게 불가능하다는 무게를 들어 올리는 것이 가능했을까?

 
그동안 역도는 힘으로 대변되는 경기로 인식되어 왔으나, 기술적인 측면의 영향이 매우 크게
작용하는 종목으로서 크게 신체적, 기술적, 환경적, 심리적요인 등의 매우 복잡한 요인에 의하여
경기력이 결정된다. 여러 가지 요인 중에서 기술적측면의 요인을 살펴보면, 지도자가 일선에서
선수의 기록향상에 가장 크게 중점을 두고 개선하기 위해 연구, 노력하고 있는 부분이 중심에
관한 것이다.

역도에서 중심이 중요시 되는 이유는 선수가 바벨을 들어 올릴 때 바벨을 신체의 전후,
좌우중심에 가깝게 들어 올릴수록 보다 큰 근육이 사용되기 때문이다. 즉, 신체중심에 바벨이
가까울수록 효율적으로 더 많은 무게를 들어 올릴 수 있기 때문이다.

신체중심에 가깝게 바벨을 들어올리기 위해서는 먼저 선수의 자세가 효율적이고 균형 잡혀
있어야 된다. 그리고 선수가 착용하고 있는 역도화의 양쪽 신발의 뒷굽의 높이가 같아야 되며,
평소 연습하는 경기대의 균형이 잘 맞춰져 있어야 한다. 우측 역도화와 좌측역도화의 뒷굽
높이가 단 1mm정도의 차이가 발생되어도 선수의 좌우중심은 변화가 생기기 때문에 역도화의
뒷굽의 높이 차이는 결국, 경기력에 아주 중요한 변수로 작용할 수 있다. 따라서 많은 무게를
들어 올리는 역도의 특성상 역도화의 굽 높이는 매우 중요하고 선수의 신체중심에 많은
영향을 미치게 되는 것이다.

 

                                           (역도화의 뒷굽 좌우균형의 이해를 돕기 위한 사진)


선수가 바벨을 들어 올릴 때 뒷굽의 높이 차이에 따라서 신체에 가해지는 중량부하가 달라지는데,
역도화 뒷굽의 높이가 높은 쪽에 더 많은 중량부하가 전달된다. 결국, 중량부하를 많이 받게 되는
쪽의 다리나 손목, 어깨 등은 부상의 위험도 증가되면서 결국 많은 무게를 들어 올릴 수 없게
되는 것이다.

 
예를 들어보자, 좌우 다리의 최대 근력이 각각 50kg인 선수가 있다고 가정할 때, 이론적으로
이 선수는 100kg을 짊어지고 일어날 수 있을 것이다. 그러나 우측 역도화의 뒷굽 높이가 좌측
역도화의 뒷굽 높이보다 높은 역도화를 착용하고 들어 올린다고 가정할 때는 다른 결과가 생길
수 있다. 즉, 뒷굽의 높이가 다른 역도화를 착용하고 들어 올리게 되면 높은 쪽의 뒷굽(우측 다리)에
더 많은 중량부하를 받게 되는데 이때, 좌측다리에 받는 중량부하를 45%로 가정하고 우측다리에
받는 중량부하를 55%로 가정하면, 선수가 95kg을 짊어지고 일어날 때, 우측다리의 중량부하는
최대근력인 50kg을 넘어서는 52.25kg의 중량부하를 받게 되어 일어날 수 없는 상황에 직면하게
될 것이다. 좌측다리의 중량부하는 42.75kg으로 아직 최대근력(50kg)에 다다르지 않은 상태이지만
우측 다리는 이미 최대근력(50kg)을 넘어서 있는 상황이기 때문에 일어서는 동작을 실패할
수 있는 것이다.

 
현재 역도국가대표선수들의 신체 좌우중심을 테스트해 본 결과, 많은 선수들의 좌우중심(균형)이
좋지 않은 것으로 나타났다. 그리고 현재 시판되는 역도화의 좌,우 굽 높이도 미세하지만 차이가
나는 제품이 많다. 그렇기 때문에 궁극적으로 경기력을 향상시키기 위해서는 선수가 필수적으로
착용하는 장비인 역도화의 제조 시 좀 더 세밀하고 과학적인 측면의 제품제조 및 개발이 필요한
실정이며, 균형 잡힌
연습대 에서의 훈련 또한 매우 중요하다고 할 수 있다.


ⓒ 스포츠둥지

 
 
 

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  • 열혈여아 2009.11.24 11:31 신고

    고양 세계역도선수권대회 중계를 보다보니, 요즘 역도에 관심이 많습니다. 미세한 굽높이에 경기력이 차이나는 역도화에 이런 놀라운 비밀이 있었군요. 팔힘만 세면 많이 들어올리는줄 알았는데, 지탱해주는 하체가 엄청 중요하군요. 좌우 굽높이가 균일한 역도화를 빨리 개발해서, 선수들의 실력을 뒷받침 했으면 좋겠습니다.

    • 열혈여아님 안녕하세요.
      많은 분들이 노력하고 있으니,
      곧 좋은 결과가 있을 거라 생각합니다 ^ ^

    • 전병관 2009.12.03 11:09 신고

      관심 가져주셔서 감사합니다.

      역도는 세밀하고 정직한 운동종목입니다.

      과학적인 측면의 접근이 많을수록 성공확률도 높은 운동이

      죠~

  • 전체적인 바란스에 대한 이야기 이군요..
    좋은 예시를 든것 같은데.. 역도화의 굽보다는 신체의 균형적인 힘의 안배에 기인하지 않을 까 합니다.
    사람은 좌우완전 대칭은 없지요.. 그래서 역도화도 부하중량을 달리 받을 수 밖에 없고. 역도화의 높이가 같은게 오히려 더 좋지 않을 수 있지 않을까요.. 사람의 다리는 양쪽이 같을 수 없고, 팔길이도 다르고. 각각의 힘도 다르니.. 이에 맞추어 역도화의 높이를 조절해서 만드는게 더 과학적이지 않을까 합니다. 신체를 좌우 균형적으로 만들수 없다면 말이지요.. 아무리 정밀하게 힘을 기른다고 해서 양쪽동등하게 만들수는 없지요..이론적으론 가능하지만.

    역도화의 높이는 과학으로 조절하고 극복할 수 있지만요..

    • 전병관 2009.12.03 11:05 신고

      관심 가져주셔서 감사합니다.

      저도 역도화 개발 초기에 님의 생각처럼 역도화를 제

      발에 맞춰서 개발을 했었습니다. 그러니까 역도화를 똑

      같이 만든게 아니고 저의 발모양으로 본을 떠서 만든거

      지요. 그러나 그 방법은 약 한달간의 훈련후에 잘못되

      었다는 것을 알았습니다.

      저의 발에 맞게 제작된 역도화는 신체의 좌우균형이 맞

      춰지는 것이 아니라 좌우균형을 날이 갈수록 더 언바란

      스하게 발달시킨다는 것을 알았습니다.

      즉, 역도화는 신체의 불균형과는 상관없이 균형되게 개

      발해야 된다는 겁니다.

      신체가 불균형하다고 해서 역도화를 불균형하게 만들

      게 되면 신체의 불균형을 더 부채질하는 것이 되니까요

      그리고 역도화의 높이는 님의 말씀처럼 과학으로 쉽게

      조절하고 극복할수 있지만 그 안에 숨어있는 각도라든

      지 적절한 높이 폭, 길이등의 경기력을 위한 최적의 역

      도화의 개발은 쉽게 극복할 수 있는 것이 아니랍니다.


      윗 글에서는 독자의 이해를 돕기 위해 간단하고 쉽게

      설명한 것입니다.

    • 이번 세계선수권대회에서 좋은 성과를 보여준것에 ㄳ드림니다.. ^___^

      신체 균형 바란스를 맞추기 위해서 교정하는 운동을 하는 것으로 알고 있습니다.. 그렇다고 하더라도 미세한 힘의 차이가 불가피하다는 거지요..

      비어 있는 틈을 채우는건 과학적인 장비 개발에 있었을 겁니다. 님이 처음 개인의 신체에 맞는 맞춤형 신발 개발을 하신것 처럼 말이지요..

      님이 말씀하신것처럼 일반인들을 대상으로 하는 글이니 충분히 이해하고 조금 딴지비슷한 걸 걸어보았습니다..

      님이 개발한다는 신발에 대한 기사를 본기억이 나는데 좀더 지속적으로 과학적인 접근을 했다면 좋은 개발품이 나오지 않았을까 하는 아쉬움도 남씀니다.. 실패를 하셨더라도 계속 노력해주시길 바랍니다. 과학은 실패에서 배우고 발전하는 거닌까요 ^___6

    • 전병관 2009.12.04 21:31 신고

      감사합니다...

      저를 잘 알고? 계신분 같군요^^

      역도화는 약 18년전부터 지금까지 계속 연구하고 있습니다.

      그동안 연구하면서 역도화를 포함한 역도전반에 걸쳐서 많은 노하우를 확보할 수 있었고 그 노하우를 몇몇의 대표선수에게 적용하여 좋은 결과도 보고 있습니다.

      과학은 곧 경기력이기때문에 과학화를 위한 노력은 포기하지 않을 것입니다.

      그리고 무엇보다도 그런 노력들이 경기력으로 나타날때는 참 신기하고 재밌다는 거지요~^^

                                                                                   글 / 이기광 (국민대학교 체육대학 교수)


모든 운동선수는 올림픽의 모토이기도 한, “더 높이, 더 빠르게, 더 강하게” 뛰기 위해
이 순간에도 귀중한 땀방울을 흘리고 있다. 치열한 경쟁에서 이기기 위한 강인한 근육과
심장을 만들기 위해 다양한 신체 트레이닝을 할 뿐만 아니라, 보다 적은 에너지 소모로 좋은
결과를 얻기 위한 효율적인 동작을 구사하기 위해 과학적으로 최적화된 테크닉을 찾아내서
연마하고 있다. 이러한 선수 자신의 능력 이외에 0.01초를 다투는 치열한 경쟁에서 승패를
결정지을 수 있는 또 다른 숨겨진 요인으로 스포츠 장비가 있다.
거의 모든 스포츠에서
사용되는 다양한 스포츠 장비 중에서 스포츠신발은 스포츠 과학 및 첨단 테크놀러지가
가장 크게 발휘되고 적용되는 대표적인 예라고 볼 수 있다.

스포츠 신발은 수천 년 전부터 선수 개인이 경쟁에 유리하도록 나름대로 만들어 신어오다가
스포츠과학의 중요성을 인식하기 시작한 1800년대 말경부터 현재와 같은 전문 스포츠신발을
만들어 사용하게 되었다. 많은 스포츠용품 업체들은 보다 좋은 스포츠신발을 만들기 위해
스포츠 종목별로 그에 맞는 과학적인 연구와 함께 이를 스포츠 현장에 적용하는 노력을
끊임없이 하고 있다.

그렇다면 스포츠신발 속에는 어떤 과학적 원리들이 숨어 있을까?

모든 스포츠신발의 가장 큰 목적은 발을 보호할 수 있고 발의 안정성과 유연성을 보장하며
달리는 표면에서 최적의 견인력을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 지난
수십 년간 스포츠신발 연구는 가벼운 소재의 활용과 효율적인 동작을 제공할 수 있는
디자인을 강조해왔다.

1970년대 이후 인간의 동작을 연구하는 생체역학은 스포츠신발 연구에 있어서 가장 중추적인
역할을 하고 있다. 예를 들어 런닝화 개발을 위해 많은 생체역학적 연구들이 크게 두 가지
방향으로 진행되어 왔다. 즉 발이 지면에 닿을 때 일어나는 발바닥이 안쪽으로 돌아가서
달리기 효율을 떨뜨리는 현상인 회내 움직임을 조절하는 기능과 힘의 손실을 최소화하며
충격을 줄일수 있는 효과적인 쿠셔닝 기능에 대한 연구를 하고 있다.

다른 일반 신발과 마찬가지로 스포츠신발은 “갑피(upper)”, “깔창(insole)”, “중창(midsole)”,
“바닥창(outsole)” 등 크게 4가지 부품으로 구성되어 있으며, 이러한 부품들은 스포츠신발
성능을 극대화할 수 있도록 그 재질 및 구조 등이 설계되어진다. 발을 보호하고 안정시키는
역할을 하는 갑피는 그 기능을 유지하는 선에서 가능한 한 가볍게 디자인된다. 하지만 축구와
같이 발등의 역할이 큰 종목에서는 공을 정확하고 강하게, 또는 공의 회전을 조절할 수 있도록
갑피를 디자인하기도 한다.

또한 태권도화와 같이 발등을 보호하기 위한 갑피도 있다. 발의 아치(족궁)을 지지하는 역할을
하는 깔창은 착화감과 관련이 깊은 발바닥 특정 부위에 압력이 쏠리는 것을 막아 압력을 골고루
분산시키도록 디자인되기도 하며, 발과 다리의 잘못된 정렬을 교정하기 위해 특수 제작되기도
한다. 중창은 고무, 에어, 젤 등으로 제작되어 주로 충격을 흡수하는 역할을 한다. 특히 중장거리를
뛰는 선수들은
발을 내딛을 때마다 지면과 부딪히는 충격이 고스란히 몸에 전달되기 때문에
스포츠 과학자들은 충격을 흡수하고 발의 피로감을 줄여주는 쿠셔닝 시스템에 대한 다양한
연구를 하고 있다.

마지막으로 바닥창은 운동 중 스포츠 바닥재 위에서 적절하게 미끄러져서 최적의 마찰력을
제공하도록 설계되어진다. 예를 들어 축구화 바닥창의 스터드(뽕)는 미끄러운 잔디 위에서
가속과 감속, 방향 전환 등이 용이하도록 설계되어 있으며, 급정지가 자주 요구되어 더욱 큰
마찰력 필요한 수비수와 빨리 달려야하기 때문에 상대적으로 적은 마찰력이 필요한 공격수의
스터드는 그 숫자와 구조가 다르게 디자인되어 있다.


                               그림 1. 발바닥의 압력 분포                 그림 2. 축구화의 구성

 

ⓒ 스포츠둥지

 

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  • 보동 2009.11.24 00:14 신고

    축구에선 수비, 공격수 별로 신발 밑의 구조가 다른 것은 알고 있었습니다.
    하지만 핸드볼, 농구 등에선 신발의 구조가 같은 걸로 알고 있습니다. 특히 핸드볼의 경우는 필드 선수와 골키퍼로 나뉘는데도 신발은 같은 걸 신죠. 핸드볼 신발도 키퍼의 동작에 따라 마찰력을 높여서 민첩한 동작을 늘리면 보다 좋은 선방을 할 수 있을 거라 생각합니다.

    아 그리고 운동역학에선 재활에 대해 연구를 잘 안하나요?? 정말 찾기 힘드네요.ㅜㅜ

    • 보동님 안녕하세요.
      좋은 의견 감사합니다.
      운동역학 뿐만 아니라, 스포츠둥지는
      스포츠에 관한 모든 것을 다루고 있으니,
      조금만 기다려 주세요 ^ ^

글 / 박상균 (한국운동역학회 편집이사)


여자가 남자보다 무릎 상해가 빈번하다는 사실을 얼마나  알고 있을까?
여성의 스포츠 활동이 활발해지면서 이에 따른 상해에 관한 여성 스포츠 상해의
연구들 또한 왕성하게 진행되고 있다.
최근 북미 선진국에서 이루어진 연구에서 스포츠 종목에 따라서는 최소 2배에서
최고 12배까지 여자들이 남자들에 비해 무릎 상해를 더 입는다고 보고
하고 있다.
특히 무릎 상해 중 가장 빈번하게 일어나는 전방십자 인대(Anterior Cruciate Ligament: ACL)의 경우
상해 시 연골이나 무릎주변의 연관 인대들의 상해를 동반하는 것으로 알려져 있다.

회복을 위해서는 대부분의 경우 비싼 비용이 발생되는 수술을 요하며
짧게는 6개월에서 길게는 1년 이상의 장기간의 회복기간이 소요된다.
또한 이러한 전방십자인대 상해는 농구, 축구, 그리고 핸드볼과 같이 다양한 방향전환동작을 필요로 하는 구기 종목들에서 상대방 선수와의 접촉보다는 비접촉(non contact) 상황 시 대부분 상해가 발생한다.

그렇지만 이러한 동작 중에 어떠한 상해의 원리에 의해서 여자들이 상대적으로 높은
상해의 비율을 나타내는지는 명쾌하게 설명되지 않고 있다.
다만 현재까지 발표된 연구들을 통해서 여성의 1) 해부학적인 구조적 특징으로 인한 동작 간
관절의 부하 증가, 2) 호르몬의 변화가 관절의 기능에 미치는 영향으로 정리될 수 있다.

1) 여성의 해부학적 하지구조와 스포츠 동작의 특성

여성은 남성에 비해 신체의 근육과 체지방의 비율도 다를 뿐 아니라
근골계의 구조적인 측면에서 다르게 나타난다.
일반적으로 여자는 골반의 폭이 넓고 대퇴골이 남자에 비해 짧아서
대퇴골과 경골이 이루어는 Q-angle 각도가 크다고 알려져 있다
                                       그림 1 대퇴골과 경골이 이루는 하지의 Q-angle 각도 

                                                        (왼쪽: 여성, 오른쪽: 남성)



평균적으로 남성들의 Q-angle 각도가 10도에서 15도인 반면에 여성들은 15도에서 20도의 범위를
나타내며 때로는 20도 이상의 큰 Q-angle을 나타나기도 한다.
그렇다면 여성의 Q-angle이 큰 경우 무릎상해의 발생 원리에 어떻게 영향을 미치는지 알아보자.

                      그림 2 무릎 외반각도(Valgus angle)의 증가(좌측)로 인한 부하의 증가(우측)



Q-angle 각도가 큰 경우 다양한 스포츠 동작(예: 방향전환, 갑작스러운 정지동작, 점프 후
착지 동작 등)을 수행하는 데 무릎이 안쪽으로 가까워지는 안짱다리(Valgus knee)의 형태가
발생할 수 있다(그림 2 좌측).
이때 <그림 2>의 우측에서 보는 바와 같이 발의 위치가 신체의 중심까지 멀어지고
무릎은 모이게 되므로 무릎에 발생하는 부하(Knee valgus moment)는 커지게 되며
무릎관절의 여러 조직들에 부담을 증가시킨다.

일반적으로 빠르고 순간적인 동작 시 관절이 감당할 수 있는 수준 이상의
부하가 발생할 경우 무릎은 상해
를 경험하게 된다.
그밖에 여성의 무릎상해의 요인들로는 1)여성의 무릎의 구조적 특징(예: narrow notch,
greater patellar tendon-tibia shaft angle)과 2) 남성에 비해 동작 시 대퇴근과 허벅지 근육의
균형 있는 협응에 의존하기 보다는 여성의 대퇴근 위주의 근육동원 형태(quadriceps dominant)
그리고 3) 동작 시 경골과 대퇴골이 상반되는 방향으로 회전이 증가하여 전방십자인대에
가해지는 부하가 남자보다 증가하여 상해를 일으킨다고도 보고되고 있다.

2) 여성 호르몬의 영향과 무릎 관절의 기능의 변화

최근의 연구들에서 여성 호르몬이 관절상해에 영향을 미친다는 매우 흥미로운 결과가 소개되고 있다.
여성들의 상해 빈도를 살펴본 결과 공교롭게도 에스트로겐(estrogen)의 수치가 높아지는
배란기(ovulation)에 상해발생 빈도가 증가한다고 보고
된다.
그렇다면 에스트로겐이 관절에 어떠한 영향을 미쳐 상해가 발생하는 것일까?
에스트로겐의 수치가 증가하면 관절이 느슨해지고 느슨한 관절(lax joint)은 근육 활동 요소 중
반응(예: reflex나 onset)이 늦어져 동작 수행 시 외부적인 충격(external force)에 충분히
준비하지 못할 수 있다.

일반적으로 관절이 느슨해진다는 의미는 뼈와 뼈를 잇는 인대(ligaments)가 느슨해지는 것으로
관절가동 시 각도나 속도 등의 정확성에 관여되는 감각기능(예: proprioception) 등을 저하시킨다고 한다.
또한 높은 에스트로겐 수치로 인대의 강도(mechanical property)가 떨어져서 인대가 외부적인 부하에
약하게 변화된다고 연구되어지고 있다. 매우 흥미로운 결과들이다.

하지만 호르몬 수치의 변화는 개개인에 따라 매우 폭넓게 나타나며 에스트로겐 이외에
타 호르몬들과의 복합적인 작용에 인해서 그 영향 또한 예측하기 매우 까다롭다.
따라서 보다 구체적으로 뒷받침되는 결과들을 통해서 호르몬이 관절에 미치는 영향과
상해와의 관계를 보다 객관적으로 뒷받침할 수 있지 않을까 한다.

                          그림 3 여성호르몬(에스트로겐과 프로제스트론) 수치의 변화 (28일 주기)


여성의 스포츠 관절상해의 원인은 골격계의 구조적 특성과 이로 인해 동작 간 발생하는
관절부하 그리고 여성 특유의 호르몬에 의한 관절기능 저하 등에 관련이 된다고 알려져 있다.
하지만 여성은 스포츠 관절상해 뿐만 아니라 폐경기 이후 노화로 인한 골다공증이나 관절염과 같은
퇴행성 질환 또한 상대적으로 높게 발생된다고 알려져 있다.
그러므로 이러한 이유라도 여성의 스포츠 관절상해 연구와 함께 여성의 일대기(life cycle)에 걸친
통합적인 여성의 관절 건강에 대한 이해가 필요할 것이다.

 

                                                                                                                                 ⓒ 스포츠둥지

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  • 보동 2009.09.24 11:08 신고

    정말 좋은 정보 같아요. 운동할 때 십자인대를 많이 다치는건 사실입니다.
    이런 정보를 토대로 방향전환 등에 대해 연구해서 적용하면 괜찮을 거란생각이 드네요.ㅎㅎㅎ
    그런데 여쭙고 싶은게 있는데 만약 운동역학을 전공하면 어떠한 직업들을 가질 수 있는 것인가여?

    • spark 2009.10.01 02:19 신고

      답글이 늦어서 죄송합니다.
      운동역학을 전공하시면 진출분야는 다양하다고 생각됩니다. 크게 학계와 산업체에서 일을 하실수 있을것 같습니다.

      1. 예를 들어 대학교에서 교원으로 연구활동을 하실수 있고 체육과학연구원과 같은곳에서 운동 역학의 원리를 이용한 스포츠 경기력 향상에 도움을 줄수 있습니다.

      2. 또한 스포츠 장비나 용품의 개발과 평가와 관련해서 기업체의 개발 센터에서 일할수 있을것 같습니다. 예를 들어 나이키나 아디다스 같은곳에서는 운동역학을 전공한 인재들을 채용하고 있고 국내의 경우도 관련 업계에서 운동역학이나 인간공학 전공자들을 원하고 있습니다.

      3. 그밖에 운동역학이 국내에서는 연구활동이 국외에 비해 미약하지만 다른 스포츠 과학분야와 접목할구 있어서 국외에서는 스포츠 의학/재활, 의공학, 운동생리학 분야와 공동 연구가 가능하기에 병원이나 클리닉에서도 일할수 있습니다.

      도움이 되셨으면 합니다. 감사합니다.

  • 유용한 정보 감사합니다.

    현업에서 활동하고 있는 퍼스널트레이너입니다.

    그러면 운동역학 or 인간공학 관련 대학원 과정이 있는 학교는 어디가 있나요?

    • spark 2010.04.25 12:47 신고

      안녕하세요 답글이 늦었습니다.
      저는 운동역학 전공자입니다.

      제가 알기로는 국내대학교의 경우 체육관련 학과가 있는 학교에 대부분 운동역학을 전공하시는 교수님들이 계실것으로 생각됩니다.

      다만 운동역학분야도 여러가지 세부적인 연구분야가 있기에 공부하고 싶은 분야가 있으시면 1) 해당 학과 사이트에 들어가셔서 교수님들의 연구분야를 확인해 보시거나 2) 인터넷을 통해서 해당분야의 최근 논문들을 찾아보시면 되지 않을까 생각됩니다.

      국외에 경우 운동역학의 분야는 국내보다 매우 다양해서 Sport Biomechanics라는 검색어를 통해서 연구자와 해당 프로그램에 대한 많은 정보들을 얻으실수 있으리라 생각됩니다. 미국의 경우 주립대 규모면 대부분 운동역학분야로 대학원 과정이 개설되어 있을 겁니다. 참고로 인재육성재단 싸이트에 해외대학교들의 체육관련 대학원 프로그램에 대한 정보가 있습니다.

      도움이 되셨으면 합니다.
      감사합니다.

                                                                                    글 / 장재관(경희대학교 골프경영학과 조교수)


많은 골퍼들은 볼의 비거리를 늘이기 위해서 레인지에서 열심히 연습하거나,
혹은 보다 좋은 골프 장비를
구입하는데 많은 돈을 투자하고 있다.
그러나
자신의 비거리를 늘이기 위해서는 보다 체계적이고 과학적인
스윙 기술 분석을 통한 훈련이 요구
된다.

골프 경기력에 중대한 영향을 미치는 요소인 볼의 비거리는 임팩트시에 클럽헤드의 스피드,
중심성 그리고
접근 각도에 달려 있다. 실제로 골프에 있어서 티샷의 비거리 즉 클럽헤드의
스피드는 아마추어나 혹은
프로들의 토너먼트 성적에 큰 영향을 미친다.

현재 PGA 투어에서 세계 탑 랭크 프로(타이거 우드, 비제이 싱, 어니 엘스, 필 미켈슨)들의
비거리를 보면
장타자들로 포진되어 있는 것을 알 수 있다.
이처럼 볼의 비거리는 토너먼트에서 우승의 향방에 상당히 큰
영향을 주는 것 이라고 할 수 있다.

골프 지도자로서 널리 알려진 Jim McLean이 1992년도 골프 매거진에 “widen the gap" 이라는
기사를 통해서
X-Factor 라는 용어를 소개하였다.
X-Factor란 골프스윙 시 백스윙의 탑에서 어깨선과 힙 선의 상대적인 회전각
차이를 말하는데 회전각 차이가 크면 클수록 최대 볼의 비거리가 생긴다
고 하였다.

1994년 Mike McTeigue는 51명의 PGA 투어선수와 46 PGA 시니어 투어 선수들을 대상으로
"Swing Motion
Trainer"라는 측정 장비를 사용해서 힙과 상체의 회전각 차이에 대한 연구를 하였다.
이 연구의 전제조건은
다른 스윙 메카니즘이 스윙에 영향을 주지 않는다는 가정 하에서 X-Factor는
탑 스윙에서 크면 클수록
임팩트시에 클럽헤드의 스피드가 커진다고 The World Scientific Congress
of Golf에 보고하였다.

X-Factor가 클럽헤드 스피드에 영향을 주는지를 알아보기 위하여 프로와 아마추어 피험자들에게
자신의
정상적인 드라이버 클럽 헤드 스피드보다 훨씬 낮은 스피드인 70mile/hr에서 높은 스피드인 120mile/hr까지 10mile/hr씩 점차적으로 스피드를 증가시키도록 요구하였다.

정상적인 스윙속도에서는 프로들의 X-Factor(평균 110mile/sec)는 아마추어들의 X-Factor보다 평균
10도
정도의 높은 수치를 나타냈으며, 클럽 헤드 스피드가 증가함에 따라 프로 피험자들의 평균
X-Factor는
아마추어 피험자들의 평균 X-Factor보다 높고 변화량도 높은 수치를 나타냈다.


X-Factor는 골프 스윙시 몸의 코일링 동작(상체와 하체의 꼬임현상)에서 클럽헤드 스피드를
증가시키지
못하는 아마추어들에게는 의미 있는 운동학적 변인으로 생각되나 코일링 동작에 익숙한
프로 선수들에게는
큰 의미 있는 운동학적 변인이라고 할 수 없다고 판단된다.

그러나 클럽헤드의 스피드를 증가시키기 위해서 탑 스윙에서 X-Factor를 자신의 능력 이상으로
지나치게
증가시키는 것은 스윙시에 상체와 하체의 균형을 깨뜨릴 수 있고,
신체 각 부위의 협응된 움직임을 만들기
어려운 점이 있다.
또한 백스윙시 과도한 어깨의 회전(90 - 100도 정도의 회전이 적절함)은 머리의 회전을
유발시켜
볼을 주시할 수 없는 상황을 유발하게 된다는 점을 항상 숙지하여야 한다.

                                                                                                                                   ⓒ 스포츠둥지


 

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글 / 이용구(경희대학교 기계공학과 연구교수)



 
“이건 수영이 아니다!”

2009 로마 세계수영선수권대회 남자 자유형 200m 결승에서 파울 비더만(23세, 독일)에게
우승을 빼앗긴 ‘수영 황제’ 마이클 펠프스(24세, 미국)가 경기 후 인터뷰에서 했던 말이다.

펠프스가 200m 기록을 1분 46초대에서 1분 42초 90으로 줄이는데 5년 이상 걸린데 비해서
비더만은 11개월 사이에 이 정도의 기록을 단축했다.
펠프스는 “그의 수영 트레이닝법을 알고 싶다”고 말했지만
비더만이 입었던 100% 폴리우레탄 소재의 새로운 수영복을 겨냥한 말이었다.

사실, 펠프스도 50% 폴리우레탄 소재이긴 하지만 전신수영복을 착용하고 경기에 참가 하였으며
최근 대부분의 선수가 전신, 또는 반신 수영복을 사용하고 있다.

1998년 7월 영국 셰필드에서 열린 영연방 수영대회에서 처음 등장한 전신수영복은
무조건 작은 것이 최고로 여겨졌던 기존 수영복에 대한 관념에 큰 충격과 변화를 가져왔고
실제로 많은 기록들이 양산되었다.

그렇다면 도대체 전신수영복의 어떤 요인이 획기적인 기록 단축을 가져온 것일까?

첫째, 부력의 장점을 들 수 있다.

특히, 이 점은 일반 수영복과의 차이뿐만 아니라 전신 수영복간의 성능의 차이를 가져오는
주요한 요인이 된다.
모양이 같은 전신 수영복이라 하더라도 소재의 종류와 두께에 따라서 부력이 달라진다.

물보다 가볍고 방수성이 우수한 폴리우레탄이 매우 유리한 재질이다.
비더만의 100% 폴리우레탄 소재의 수영복이 펠프스의 주목을 받았던 이유이다.

수영에서 킥은 추진력과 부력을 발생하는데 이 때 부력에 유리한 수영복을 입으면
킥의 대부분을 추진력으로 활용할 수 있는 것이다.
실제로 부력이 강한 바다에서의 수영의 경우 피로도가 상대적으로 작다고 알려져 있다.

둘째, 표면 저항을 줄여주는 효과가 있다.

전신 수영복 원단에는 리블렛(riblet)이라는 작은 돌기가 들어가 있는데
표면에서 물이 쉽게 흐르도록 만들어 표면 저항을 줄여주는 역할을 한다.

리블렛 모양은 상어 비늘 모양에서 본뜬 삼각형 모양이 대표적이고
비행기 동체와 날개의 홈 모양과 같은 형상도 있다.
리블렛이 표면 저항을 줄여주는 이유는 그림에서처럼 수영복 표면 근처에서 발생하는
유체의 작은 소용돌이가 리블렛의 상부에만 작용하여 상대적으로 좁은 표면에만
표면 저항에 영향을 받도록 하기 때문이다.
동일한 추진력이라 하더라도 표면 저항을 줄이면 기록단축에 유리함은 자명한 사실이다.



그 밖의 이유로는 신축성이 좋은 전신 수영복은
몸에 착 달라붙어 꽉 눌린 몸은 유선형이 되어 물속을 미끄러지듯 나아갈 수 있다는 점과
경기 중 근육의 피로도를 줄여준다는 점
이 있다.

실제로 수영복과 신체 사이의 공간이 생길수록 경기 시 근육이 떨려
피로감을 더 많이 느끼게 된다고 알려져 있다.
전신수영복은 이 공간을 최소화 하여 근육의 피로도를 줄일 수 있는 것이다.

첨단 과학으로 탄생한 전신수영복은 위와 같은 획기적인 강점을 가지고 있다.
하지만 지난 세계수영선수권대회에서 제기된 문제에서와 같이 수영이 선수들의 기량을
겨루는 자리가 아니라 첨단 제품의 우수성을 시험하는 무대가 되어서는 안 된다는 의견이 많다.

이와 같은 취지에서 국제수영연맹은 내년부터 첨단 수영복을 규제하기로 하였다.
이에 따라 수영복 재질은 예전처럼 섬유를 중심으로 하고 남자는 허리에서 무릎까지
여자는 어깨와 무릎을 넘어서지 않는 선에서 수영복을 착용하게 된다.

수영복이 일정 부분 경기에 영향을 미치는 게 사실이지만
수영이 스포츠정신을 담고 있는 경기인 이상, 앞으로도 선수의 연습량과 영법, 정신력 등이
무엇보다 중요한 요소가 되어야 할 것이라고 체육 전문가들은 입을 모으고 있다.

                                                                                                                                    ⓒ스포츠둥지


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  • 국가대표 2009.09.01 18:30 신고

    갑자기 전신수영복을 착용해봤으면 하는 욕심이;; ^ ^
    좋은 글 감사합니다~

  • 핑크 2009.09.02 09:38 신고

    정확한건 아니지만 전신수영복이 모든사람에게 다 맞는건 아니라고 하더라구요
    그건 왜일까요?
    이번 베이징 올림픽때 전신 수영복을 입을 선수가 많았지만
    박태환선수도 그렇고 모든 수영선수가 전신을 입지 않았잖아요
    그이유는 무엇일까욤?

    • 작성자 2009.09.02 17:20 신고

      관심 가져 주셔서 감사합니다 ^^ 새로운 운동장비가 아무리 과학적으로 우수하다 하더라도 그것은 어디까지나 선수가 새로운 변화에 정신적, 물리적으로 적응을 했을때 비로서 제 기능을 다한다고 봅니다. 빅초이님께서 언급해주신 심리적인 부분의 극복과 함께 기존 영법을 수정해야하는 점들이 선수들에게 부담이 된 것이 아닐까 생각합니다. 아 그리고, 지난 몇 번의 경우처럼 경기중에 민망하게 찢어지는걸 두려워 하는 것일지도... :)

  • 빅초이 2009.09.02 13:44 신고

    사람마다 차이가 있겠지만, 박태환선수는 전신수영복에 적응하는데 어려움을 겪었던것 같습니다.
    , 언론에 의하면, 박태환선수는 전신수영복이 갑갑하고, 스트로크하는데 불편함이 있었다고 그러더군요...경기중에 그러한 불편요소가 있다면 역효과 발생하겠죠?...경기력에 영향을 미치는것중 중요한 요소하나가 바로 심리적인 문제라고 생각합니다. 아무리 좋은 장비라고 해도 자신이 불편하면 어쩔수 없는듯 합니다.^^