A biomechanical analysis of change of directions of different angles and approach velocities, and the effect of strength- versus plyometric training on these tasks, and how motivation in soccer players is related to the effectiveness of this intervention.

Abstract

Tjue-en erfarne fotballspillere (alder: 22.2 ± 2.7) deltok frivillig i denne trenings-intervensjonen. Før de ble delt inn og parvis matchet i en styrketreningsgruppe (n=10) og en plyometrisk treningsgruppe (n=11), gjennomførte hver utøver en serie av forskjellige tester på hurtige retningsforandringer (CODs), maksimale styrketester og plyometriske tester ved baseline med en tredelt hensikt: 1) anvende data med et formål om å tilegne bedre kunnskap om forskjellige COD prestasjoner gjennom bruk av en biomekanisk analyse, og måling av gjennomføringstid i COD, bremstesteg, massesentrum (COM), kontakttid og leddvinkler i underekstremitetene i faser av forskjellige CODs. Dette vil bidra til en bedre forståelse av hvilke fysiske og biomekaniske aspekter som er avgjørende for prestasjon i forskjellige CODs, 2) sammenligne baseline data i styrketreningsgruppen og den plyometriske treningsgruppen hvor treningsøvelsene var sammenlignet i bevegelsesretning og arbeidsmengde for å se hvordan seks uker med styrke versus plyometrisk trening forandrer forskjellige COD prestasjoner ved post-test, 3) undersøke hvordan motivasjonsprofil (oppgave og egoorientering) relateres til en overordnet endring i COD-prestasjon etter seks uker med trening i begge grupper. En variert statistisk tilnærming ble brukt for å besvare de forskjellige forskningsspørsmålene (ANOVA, RM-ANOVA, T-tester, og Pearsons korrelasjonskoeffisient). Resultatene viste at de fleste biomekaniske variablene i COD-steget er i stor grad påvirket av vinkel på retningsforandringen og i mindre grad bestemt av inngangsdistanse. Dette kan tilskrives et tap av momentum under bremsefasen før vending i CODs med større inngangsdistanse. Basert på den biomekaniske analysen, ble en distinksjon mellom styrke- og hastighetsorienterte CODs foreslått. Treningsrelaterte effekter var kun oppnådd i den plyometriske treningsgruppen i 4m 135° og 180° CODs og 20m 180° CODs ansett som styrkeorientert. Oppgaveorientering var høyt relatert til en overordnet forbedring i COD-prestasjon i denne gruppen. Styrketreningsgruppen mislyktes i å oppnå statistisk signifikante forbedringer, men viste gode endringer i absolutte verdier og effektstørrelser i CODs ansett som styrkeorientert. Som konklusjon, viser denne studien at COD ikke kan ansees som en enkelt egenskap, fordi resultatene antyder at en distinksjon mellom styrke- og hastighetsorienterte vendinger er nødvendig, fordi de representerer unike biomekaniske funksjoner som har ulik betydning for trening og mulige kamputfall. Begge treningsgruppene viste en positiv endring i alle COD-prestasjoner som antyder at begge treningsprogrammene kan være effektive i å utvikle forskjellige CODs. Likevel, de overlegne forbedringene i den plyometriske gruppen i styrkeorienterte CODs antyder at den hurtige kraftutviklingen i COD hindrer styrketreningsgruppen i å utvikle kraft hurtig nok til å gi betydelig forbedring i COD.

Twenty-one experienced male soccer players (age: 22.2 ± 2.7) volunteered to participate in this training intervention. Before being divided and paired-matched into a strength training group (n=10) and a plyometric training group (n=11), each participant completed a series of different change of direction- (COD) tests, maximal strength tests and plyometric tests at baseline with the threefold purpose of: 1) apply data with the aim of acquiring greater knowledge of different COD performances using a biomechanical analysis, tracking COD completion time, deceleration steps, center of mass (COM), contact time and lower limb joint angles in different phases of different CODs. This will contribute towards a better understanding of which physical and biomechanical aspects determine performance in different CODs, 2) comparing baseline data in the strength and plyometric training groups that employed exercises matched in direction of motion and workload to see how six weeks of strength versus plyometric training changes different COD performances at post-test. 3) examine how motivational profile (task and ego-orientation) relates to an overall change in COD performance after six weeks of training in both groups. A mixed statistical approach was used to answer the different research questions (ANOVA, RM-ANOVA, T-tests, and Pearson’s correlation coefficient). Results showed that most of the biomechanical variables in the COD step are highly influenced by the angle of directional change and less influenced by approach distance. This can be attributed to loss of momentum during a braking phase prior to turning in CODs of greater approach distance. Based on the biomechanical analysis, a distinction between force and velocity-oriented CODs was suggested. Training related effects were only found in the plyometric training group in 4m 135° and 180° CODs and 20m 180° CODs deemed force-oriented. Task orientation was found to be highly related to increases in overall COD performance in this group. The strength training group failed to reach any statistically significant improvements but displayed great changes in terms of absolute numbers and effect sizes in the CODs deemed most force-oriented. In conclusion, this study showed that COD cannot be considered as one discrete ability, because current results suggests that a distinction between force and velocity-oriented CODs is required, as these represent unique biomechanical features that have different applications to training and possible match related outcomes. Both training groups displayed a positive change in all COD performances which suggests that both training programs can be effective at developing different CODs. However, the superior improvements made by the plyometric group in force-oriented CODs, suggests that the rate of force development in COD hinders maximal strength training from developing force at rates necessary to yield substantial improvements in CODs.