Hur kan Usain Bolt springa så fort?

Usain Bolt visade sin dominans i herrarnas sprint vid friidrotts-VM i Peking i veckan med segrar på 100 meter och 200 meter. Vad är hans hemlighet? Är sättet att vinna i sprint att röra benen snabbare än vad rivalerna gör?

Sedan OS i Peking 2008 har Bolt vunnit varje lopp han deltagit i vid ett världsmästerskap eller OS, med undantag för ett, där han diskvalificerades för att ha gjort en falsk start.

När icke-idrottare vill springa fort sätter de sig för att röra benen så fort de kan, så man kan anta att Bolt har uppnått detta exceptionella rekord genom att röra sina ben snabbare än vad alla andra har gjort. Men den här idén håller inte – i själva verket faller den platt till marken.

”Elitsprintare svänger inte benen snabbare än fritidslöpare”, säger dr Sam Allen vid Loughborough University.

Istället är skillnaden att en toppsprinter tar längre och kraftfullare steg.

Forskning visar att en amatörlöpare ofta tar mellan 50 och 55 steg för att genomföra 100 meter, medan en elitsprinter tar i storleksordningen 45 steg.

”Elitlöpare genererar så mycket mer kraft på grund av att de naturligt har fler snabbkopplade muskelfibrer. Dessa elitidrottare tillbringar därför mycket mindre tid på marken, vilket resulterar i att de drivs framåt mycket snabbare”, säger Allen.

Studier ledda av den amerikanskt baserade forskaren Peter Weyand har funnit att i toppfart tillbringar en elitsprintares fot typiskt 0.08 sekunder i kontakt med marken i början av varje steg jämfört med cirka 0,12 sekunder för en amatöridrottare.

Sam Allen säger att de snabbaste sprinters verkar tillbringa ungefär 60 procent av tiden i luften, utan att ha någon fot på marken, medan det för amatöridrottare snarare är 50 procent.

Men även bland de bästa sprintarna sticker Bolt ut, och det beror delvis på hans längd.

”Bolt är ett genetiskt missfoster eftersom att han är 1,80 meter lång innebär att han inte borde kunna accelerera med den hastighet han gör med tanke på längden på sina ben”, säger den tidigare brittiske sprintern Craig Pickering.

”I början av ett lopp vill du ta korta steg för att accelerera, men eftersom han är så lång kan han inte göra det. Men när han sedan når toppfart har han en enorm fördel gentemot alla andra eftersom han tar mycket färre steg.”

Bolt genomför vanligtvis ett 100-meterslopp på cirka 41 steg – tre eller fyra färre än sina rivaler.

”Steglängden är den största avgörande faktorn mellan en bra sprinter som kan springa under 10 sekunder och de sprintare som inte kan göra det”, säger Pickering.

Och även om bra träning kan hjälpa alla blivande idrottare att bli snabbare än vad de är, säger Sam Allen, ”kommer de bästa sprinterna alltid att gynnas av att de har en enorm naturlig förmåga”.

Det beror på vad naturen tillåter oss att göra med våra ben när de väl kommer i kontakt med marken.

More or Less sänds på BBC Radio 4 och World Service

Prenumerera på BBC News Magazines nyhetsbrev för att få artiklarna skickade till din inkorg.